什么是智慧水利工程?

2023年01月29日 11:15

  智慧水利工程,是以物联网、云计算和大数据等新一代信息技术为基础,通过信息感知、信息传输及信息处理等功能,实现水利工程智能化管理的工程。

  智慧水利工程主要是利用物联网、云计算和大数据等新一代信息技术,实现水利枢纽、堤防等水文工程的远程监测与控制、自动化运行与管理、多系统集成与共享,以及水环境的实时监控。

  智慧水利系统主要包括智慧水旱灾害防御系统(以下简称“防洪减灾系统”)和智慧水利综合管理系统(以下简称“治水管控系统”)两部分。

  防洪减灾系统包括防洪调度决策支持和预警预报两个子系统:一是决策支持子系统,包括水情分析决策平台等;二是预警预报子系统,采用先进的水文预报模型并结合智能计算技术,建立水文预测预报模型。

  一、防洪调度决策支持

  智慧防洪调度决策支持系统以实现科学防洪为目标,以实现防汛抗旱决策与管理的信息化、自动化与智能化为核心,以现代信息技术和计算机网络技术为手段,建立了集实时监测、数据处理、科学调度、安全监测和指挥调度等功能于一体的防汛信息管理系统。

  其主要内容包括:①防汛信息自动采集系统:以无线传感器网络为主的感知设备,包括水位传感器、雨量计等,对水位及降雨过程进行实时监测;②水情数据处理子系统:基于水情预报模型和水文预报模型;③水库调度信息实时处理子系统:利用水利水电行业相关的计算机技术与网络技术,对水库的调蓄、发电、灌溉及供水等功能进行综合调度分析。

  二、预警预报

  预警预报子系统是对洪水过程进行实时监测,为防洪调度提供信息服务的子系统,主要功能包括:

  1.洪水预测:基于 GIS和 GPS的实时天气预报,可为防洪调度提供信息服务。

  2.洪水预报预警结果:结合历史洪水资料对未来几天的洪量和洪峰进行预测,并利用相关数学模型对未来几天的洪量进行模拟分析。

  3.预报结果管理:预报模型通过对历史洪水、洪量、频率等信息进行模拟分析,输出各种不同量级等级的结果及相应预警等级,为防洪调度提供参考和依据。

  4.灾害预测分析与模拟:通过对历史洪水资料计算及未来几天预测情况,为决策部门提供重要的分析和参考。

  5.洪水调度辅助决策:通过对历史灾害资料分析进行仿真模拟,对不同级别风险区域做出预报并提供决策支持。

  三、应急调度与水旱灾害防御

  (1)水库应急调度的目标是实现水库汛期安全运用,根据实际情况和需求,结合历史信息、洪水预报、工程设施维护管理等内容,综合分析预测洪水演进过程以及各类水旱灾害发生的概率及危害程度等因素,提出最佳调度方案并组织实施;

  (2)河道应急调度:根据防洪预案(包括调度规程、方案设计的主要内容)和防汛目标等要求,在防洪预案中明确河道应急调度原则,在实际的工程管理中制定具体工作流程或操作办法;

  (3)水库应急调度:根据水库设计洪水及调洪任务书要求和目标等内容,编制相应水库防汛预案(包括调度规程、防汛指挥体系和抢险工作方案的主要内容);

  (4)山洪灾害监测预警系统:对重点防洪区域内的雨量、水位、流量以及山洪灾害预警信息进行实时监测;

  四、水资源管理和保护

  (1)水资源管理:包括水资源监控、管理和服务三大功能,实现对全国范围内的水资源进行统一管理、统一监测和统一调度。

  (2)生态环境:通过河流的水文监测以及水污染防治监测等内容,实现对水环境进行监控,包括水质监测、水质信息的采集、分析与管理。

  (3)农业:通过农业用水监控分析系统,实现对水资源的实时监控以及对农业灌溉用水指标的统计分析,实现对农业灌溉取水效率的评价。

  (4)生态环境:通过生态环境监测系统,进行对生态环境中水、土、气、声等元素进行实时采集和动态分析以及管理。

  五、水环境监控

  利用先进的无线传感技术,实时监测河道水质、水位等情况。

  监控中心可实现实时查看河道断面状况,为科学调度提供数据支撑,实现对河道水环境的实时动态管理。

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