数字孪生助力国之重器——三峡梯级水库科学调度

重点推文

三峡工程拥有庞大的防洪、发电、航运等综合效益，被称之为“国之重器”。党的十八大以来，三峡集团始终坚持创新驱动，落实国家数字化转型重要战略，大力推进智慧水利建设，强化5G、物联网、大数据、人工智能、数字孪生等技术应用与水利工作深度融合。

在国家“智慧水利”建设背景下，三峡水利枢纽梯级调度通信中心联手数字冰雹，建设“流域梯级全景监控平台”，系统深度融合大数据、云计算、AI、数字孪生等技术应用，支撑用户对三峡工程防洪、航运、发电、生态等业务的进行全面的监控与管理决策。

小编在之前的文章中介绍了，数字冰雹三峡水利枢纽梯级调度通信中心提供的“流域梯级全景监控平台”是如何为三峡水利工程提供科学防洪防汛、梯级电站调度等方面进行赋能的。今天小编就继续为大家介绍，系统在生态、泥沙与航运调度方面是如何为三峡工程提供助力的。

项目介绍

三峡梯级水库是多目标运用水库，除了防洪、发电等功能外，还承载着维护长江周围生态系统、调节航运以及排沙等重要任务，这也给梯调中心进行水库调度管理带来了巨大挑战——如何平衡协调防洪、发电、航运、生态等各方效益，进行科学合理的调度管理？

为此，数字冰雹为三峡梯调中心建设“流域梯级全景监控平台”，系统集成三峡水利调度各领域运行数据，基于数字孪生技术，全面复现三峡水库生态、泥沙、航运调度业务运行态势，支撑用户对各个业务功能运转进行全面的运维与监控，推动水利调度业务精细化管理。

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数字孪生流域

赋能科学生态调度

三峡水利工程生态治理，道阻且长。政府文件多次提出坚持绿水青山就是金山银山，统筹推进水生态环境保护工作，实现“人水和谐”。 三峡流域生态调度的主要任务之一，是保障“四大家鱼”自然繁殖，在四大家鱼产卵期，三峡水库通过水库调度，产生持续上涨的洪峰过程，促进四大家鱼产卵繁殖。能否全面高效地跟踪监测四大家鱼的自然繁殖状况，合理分析生态调度的效果，为生态调度方案的优化完善提供科学决策依据，是系统建设初期用户十分关心的问题。

基于用户生态调度业务需求，数字冰雹为梯调中心提供的“流域梯级全景监控平台”，整合各采样点监测系统数据，基于地理信息系统，对采样点、产卵场、保护区、实验区、缓冲区等管理要素的分布、范围、类型等信息进行直观展示。并结合丰富的分析图表和专业模型算法，对产卵量、鱼卵密集度、水文调度流量、补水量、水温、分层取水数据等指标进行多维度分析，为生态调度效能与鱼类自然繁殖状况评估提供有力支持。

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同时基于数字孪生手段，整合六大水库调度信息，可将梯级水库生态调度时间、水库生态调度过程、历史生态调度成效进行全面复现和推演论证，为梯级水库调度方案优化提供科学依据。

智能多维分析

赋能泥沙调度优化

水库泥沙问题直接关系到三峡水库寿命和工程综合效益发挥，也是保障三峡水库“平安、健康、高效”运转的必要条件。针对泥沙淤积问题，三峡水库通常采取“蓄清排浑”调度，汛期来沙较多时，在下游防洪承受能力范围内降低三峡水库水位运行，让含沙量较大的洪水顺利排到下游；汛后，水库存蓄清水，保证发电和航运。因此“实时掌握水库来水来沙流量、科学评估泥沙调度方案效能”是系统建设的重要内容。

基于用户的业务需求，“流域梯级全景监控平台”集成各类监测系统数据，提供丰富的分析手段，结合专业模型算法，对各流域流量、泥沙情况、泥沙演变趋势等核心指标进行多维度分析，并可对泥沙超标情况进行智能化预警告警，辅助用户高效感知泥沙沉积状况，及时制定调度响应方案。同时可对泥沙调度方案及历史应用成效进行动态推演评估，辅助用户进行科学考评优化。

航运调度

调度运行与船舶监管一屏掌控

三峡蓄水成库以来，长江航运快速发展，近年来，三峡坝区货物通过量及船舶数量均呈现快速增长态势。对三峡流域的航运进行科学调度，合理组织，保障三峡坝区河段整体的通航秩序，实现船舶通行安全畅通是用户的重要业务之一。

基于用户业务需求，“流域梯级全景监控平台”整合船舶申报、安检、到锚、计划、发航、执行及统计等全流程业务数据，通过数字孪生技术，对河道、锚地、船只、船闸等要素的位置、分布、状态等信息进行全面监测，对船闸及周边水域态势进行真实复现，动态展示船闸启闭开度状态、水位情况、船舶运行态势等信息，并可对船舶应急、航道拥堵、设备故障等异常态势进行实时预警告警，辅助用户高效掌握航运态势，为应急指挥调度提供有力支撑。

同时结合专业模型算法，综合辖区流速、气象及水情等航行数据，对各水库通航船次、运载量、投运量等航运数据指标进行多维度分析研判，辅助用户科学评估航运效能，实现全程智能通航调度管理，提升三峡河段通航组织的管理智能化水平。

推进“智慧水利”建设

2025年建成数字孪生三峡工程体系

为贯彻落实水利部推进数字孪生流域建设工作会议精神，加快推进数字孪生三峡建设，三峡工程管理司于12月27日召开业务研讨会，谋划数字孪生三峡顶层设计。

会议指出“三峡工程是“国之重器”，具有多重功能和效益，涉及利益主体多元，管理关系复杂，需要统筹谋划，兼顾统筹发展和安全，着眼大时空，统筹大系统，彰显大担当，确保大安全，以推进三峡工程管理体系和能力的现代化，加快构建数字孪生三峡工程，促进提高三峡工程运行优化调度与管理水平，科学保障三峡工程长期安全运行，不断完善水资源、水生态、水环境、水灾害及水域岸线等的综合管理措施，确保三峡工程持续发挥巨大综合效益。

会议明确“要落实好水利部党组关于数字孪生水利工程部署要求，深入调研分析三峡工程运行安全管理的智慧化建设需求，摸清现有工作基础，明确目标任务，找准工作差距，汇集各方力量，制定切实可行的数字孪生三峡工程实施方案，分步推进实施，务求在2022年度取得初步成效，到“十四五”末建成能够支撑三峡工程智能业务应用、具有“预报、预警、预演、预案”功能的数字孪生三峡工程体系。”

数字冰雹鼎力赋能“智慧水利”建设

数字冰雹深耕可视化数字孪生领域十余载，将贯彻落实水利部推进数字孪生流域建设工作会议精神，希望依赖于十余年的技术、经验累积，与行业内广大合作伙伴一道，共同打造“最落地”的数字孪生流域，推动智慧三峡数字孪生落地应用，为未来数字孪生三峡工程创造新的历史和新的记录！