水资源的可持续高效利用,关乎可持续发展大局。
东江流域作为珠江流域三大水系之一,以全省18%的水资源总量支撑了全省31%人口和45%GDP的用水需求,保障珠江东岸城市群(香港、广州、深圳等地)近5000万人饮水安全和经济发展,被誉为“政治水、生命水、经济水、生态水”。同时,作为典型的入海流域,东江流域的水资源调配管理也肩负控制咸潮入侵保证生态安全和供水安全的重任。
针对东江流域水资源管理现状,近年来,广东省水利厅以数字孪生东江流域先行先试建设为契机,使用数字孪生技术构建了具有“四预”功能的东江流域水资源管理与调配业务系统,为东江流域水资源管理注入前所未有的科技力量,赋能提升东江流域供水安全保障和智慧化管理能力。
新丰江水库。
完善感知站网,丰富数据底板
据悉,本次通过数字孪生东江流域的建设,补充完善了东江流域3大水库、12个梯级电站、干支流重点断面监测感知站点,新建改建取用水监测计量设施,并应用了视频监控智能识别、流域遥感识别等新型技术,通过以上手段进一步完善了东江流域监测站网,丰富了流域监测手段。
同时,按省水利厅统一标准规范,东江流域实现了标准化数据采集和库表建设,构建了东江流域基础数据库、监测数据库、空间数据库、业务数据库、地理空间数据库等数据库,升级了数据汇集和治理手段,实现了东江流域水资源管理数据的统一汇聚与管理,大幅提升了流域感知数据的实时性、稳定性与安全性。
通过完善监测体系和数据标准化处理,可及时捕捉水情变化,为流域水资源调度提供精准的数据支撑,并及时调整水资源调度方案,以更好地应对水情的动态变化,提高水资源调度的灵活性。
东江三角洲咸潮预报结果三维仿真。
建设专业模型,提高调度效率
在过去,因缺乏短、中、长期实时滚动预报模型,流域水文水资源预报仍以人工预报为主,难以实时支撑水资源精准调度;而水量调度方案编制则依赖专家演算,运算耗时较长,调度因子调整时需重新演算,方案编制效率不高。数字孪生东江流域建设通过构建水利专业模型体系、智慧调度业务应用、调度知识库等水资源调度服务支撑体系,实现水资源调度智能决策,提高了流域水资源调度效率。
为支撑东江流域水资源调度业务,数字孪生东江流域建设了短历时、中长期降雨径流预报及水资源配置、三大水库联合优化调度、东江流域三角洲短中长期咸潮预报等水利专业模型,提供了短、中长期的降雨、径流、咸潮等水资源管理要素预报能力以及水资源配置和优化调度模拟能力。
2022年冬至2023年春,珠江流域降雨、江河来水持续偏少,珠江河口咸潮影响偏早偏强。通过数字孪生技术的水文预报模型和咸潮预报模型,每日滚动计算未来一段时期各管控断面流量情况以下东江三角洲咸潮上溯情况,对可能发生的超警情况进行预警。当预警发生博罗断面流量不达标或含氯度超标时,自动推算满足压咸需求下的博罗断面流量控制目标,有效保障流域供水安全。
构建知识图谱,打造智慧应用
数字孪生东江流域依托广东智慧水利数字孪生支撑平台,构建了包含东江流域水量调度对象属性关系知识图谱,流域统计数据、水量分配信息等用水需求知识图谱,流域水量调度规则库等调度知识体系,提供了流域调度知识查询、管理、智能问答等知识服务,辅助分析研判。
东江流域水量调度知识图谱。
此外,该平台还开发了智慧调度应用。东江流域水资源管理与调配业务系统涵盖流域实时监控、水资源预报预警、调度预演预案、流域调度管理等智能调度应用,通过对东江流域水资源系统的精确建模,实时模拟各种情景,为水资源管理提供了全面、准确的信息,通过优化调度方案,提高了水资源的利用效率,并提供了智能决策支持,使其能够更好地应对复杂多变的气象水文条件,实现了流域水资源的最优配置。
借助数字孪生技术的滚动预报和精确模拟功能提前分析预判,在保障流域防洪和供水安全的前提下,东江流域抓住2023年6月“龙舟水”及在今年汛期防御台风“小犬”、“海葵”期间带来丰沛降雨的有利时机,动态分析研判,切实加强会商,强化信息共享及调度监管,全程实施精细精准灵活调度,严控三大水库出库流量,科学回蓄水量,避免了不必要的水资源下泄,最大限度地保障了水资源的可持续利用。
截至今年汛末(10月1日),东江流域新丰江、枫树坝、白盆珠三大水库较汛初(4月1日)回蓄水量超27亿立方米,东江流域三大水库总可调水量约70亿立方米,较实施水量调度以来同期多年平均偏多两成,达到实施水量调度以来第三高,为今冬明春枯水期水量调度奠定了坚实的水量基础,为东江流域的生态环境和社会经济发展提供了强有力的保障。
南方+记者 李赫
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