數字孿生灌區建設是智慧水利建設的重要內容,是提升灌區建設管理水平的有效手段。
我國灌區南北和地方差異較大,缺乏有效的統一管理手段;且存在計量精度不夠、水費征收困難、水資源利用率較低等情況。當前灌區需要實現的目標是通過信息化管理方式,結合不同灌區地勢地貌,依托水利模型計算,實現水資源利用最大化,為灌區的管理提供數據支撐和輔助決策。
用水計量
數據精準度不夠
溝渠道用水計量偏差大
量水設備運維管理難度大
水權運營
水費征收實施難
地方管理差異大
管理難度大
配水調度
配水調度沒有依據
水資源利用率不高
防汛抗旱能力差
四信數字孿生灌區信息化平臺
四信數字孿生灌區信息化平臺通過底層感知設備,包含水位監測、氣象監測、土壤墑情監測、水質監測等進行水利信息采集,利用計算機局域網、GPRS、2G/3G/4G、ZigBee、LoRa、VHF、有線通信網等進行監測點、監控中心和灌區信息中心之間的信息傳輸,在數據中臺經過統一清洗處理后,以標準數據結果輸出至業務系統呈現相關數據。
同時,結合國家氣象局的氣象服務、第三方或四信視頻服務、設備云管家等支撐平臺,對業務系統提供數據擴展、底座支撐、統一標準等支持,并提供了配套的安卓APP,實現移動化管理。
平臺基于業務系統及支撐平臺提供的各項數據,以物理灌區為單元、時空數據為底座、數學模型為核心、水利知識為驅動,重構灌區的感知體系,整合灌區相關聯的數字化資源,對灌區水利工程的內、外部環境及運行過程進行數字化映射、智能化模擬步仿真運行、虛實交互、迭代優化等,提升灌區用水管理的精準決策能力。
1、灌區管理駕駛艙
提供了一張圖管理界面,管理者可通過此界面實現灌區的多元化管理
2、供需水預報與決策
●供需水感知:水情量測信息、塘庫蓄水動態變化、作物種植結構、土壤墑情、作物需耗水等
●供需水預報:來水預報、需水預測
3、水資源配置與調度
●水資源配置:水資源供需平衡分析和生成配置方案
●水資源調度:自動生成調度預案、調度方案仿真推演、調度方案實時動態調整和供水調度評價
4、水旱災害防御
●旱災防御:旱情監測評估、抗旱調度、旱災報警、旱災評估等
●灌區防汛:洪水預報、汛情預演、汛限預警、防汛預案、物資管理、調度評價
5、數字沙盤工程管理
在GIS地圖上,對灌區的各類工程信息進行監管,顯示流域、河流、湖泊、水庫、泵站、溝渠道、取水井、水閘、農田等工程的位置和圖標,支持點位、線段、區域等不同的圖層疊加方式
展示不同的水工圖標,按照類型顯示不同的工程信息數據,包含了工程特征信息和工程標識信息等,同時對工程文件進行管理查看
展示渠道、灌區,可查看渠道、灌區的流量計算,在圖上直觀的對灌區的當前流量進行可視化監管
6、量水與水費征收
●渠系用水計量
對渠系的用水量進行計算,包含了來水口流量、渠中段流量、排水口流量、日用水量及時間等數據,考慮到過流時間差,算法可對過流時間進行配置,提高了流量計算經度
●灌區用水計量
對灌區的用水量進行計算,包含了來水口流量、排水口流量、日用水量及時間等數據,考慮到過流時間差,算法可對過流時間進行配置,提高了流量計算經度
●泵站用水計量
以泵站為單位,實現泵站的用水統計,根據泵站及泵站的用水卡為維度,對泵站的次用水進行列表展示
●水費征收
根據不同的用水類型可設定不同的水價模板,支持階梯水價和非階梯水價的收費方式,實現線上費用管理功能
7、設備遠程控制
支持遠程控制廣播、泵站、閥門、閘門、視頻等設備,對設備的最新狀態進行展示,并結合視頻、BIM動畫等對設備的啟閉、開關進行聯動
8、配套移動應用
支持GIS地圖查看、監測數據查看、視頻監控、預警廣播、閘門控制及巡查巡檢、監測預警等功能
山東沾化引黃灌區
內蒙古灌區流量監測項目
福建廈門水庫農業水價改革項目
茜安中型灌區續建配套與節水改造信息化項目