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我院大数据与智慧水利研究中心助力深圳市宝安区河湖智慧监管数字孪生项目建设
日期:2023年03月22日 18:58:43点击数:字号:【

我院大数据与智慧水利研究中心(以下简称:智慧中心)紧扣数字孪生流域建设顶层设计要求,依托水文所和院科技企业瑞迪水利信息公司的技术创新,为深圳市宝安区水务局探索河湖智慧监管数字孪生试点,打造了“动态感知”“防洪防涝”“水环境保障”3大场景,实现对沙井河与排涝河流域洪水影响区的一体化精准调度,河道水环境的监测与预测预警,有效提升区域洪涝灾害防御与水环境保障水平。

“动态感知”

“防洪防涝”

“水环境保障”

一、探索雷达短临暴雨监测预警应用,筑牢雨水情监测的“三道防线”

针对研究区局地暴雨洪涝问题,在已有气象卫星和水文站监测的基础上,研发了基于X波段测雨雷达的短临暴雨预警应用,实现城市60公里半径内未来6小时降雨过程预报,其中2小时预见期内逐分钟降雨预报命中率85%以上,面雨量预报精度80%以上,成功打造了城市雨水情监测的“三道防线”,显著延长了城市洪涝的预警时间、提高了预警精度。

 

二、研发完全自主知识产权的水文-水动力模型,基于国产化信创云平台建设城市洪涝“四预”业务应用

针对城市区域复杂的下垫面条件问题,研发了考虑空间异质性的水文模型组合建模技术,提高了水文模型在复杂下垫面下的适用性,建成了多源空间信息融合的水文预报系统;建立了河网、管网的一维水动力学模型、地表的二维水动力学模型以及一二维耦合模型,对河道和陆面不同下垫面条件、排水管网、水闸、泵站等影响城市洪涝过程的水利要素都进行了建模处理和耦合集成,构建了城市暴雨洪涝全要素的精细化预报模拟体系,采用CPU高性能并行技术通过高度线程化完成大规模实时计算任务,大幅提高模型的计算速度;基于国产化信创云平台建设了城市洪涝“四预”业务应用,可以为城市区域防洪排涝、防汛应急等提供决策依据。

三、研发了基于虚拟现实引擎的物理场景建模技术,实现流域场景的高保真模拟

面向数字孪生流域的建设,攻克了数字高程数据融合、遥感影像融合、水体动态渲染与标绘和高精度三维建模等方面的技术难题,研发了基于虚拟现实引擎的物理场景建模技术,支持流域数字孪生底板高效生成、高精度三维可视化模型轻量化展示等功能,实现了洪水演进、洪水淹没和工程调度运用等动态过程的三维可视化与高保真渲染。

目前,深圳市宝安区河湖智慧监管平台已通过项目验收,后续为有效解决宝安区城市防洪调度、水环境等痛点难点问题提供支撑服务。下一步,智慧中心将继续以问题和需求为导向,瞄准国际发展前沿,面向国家、行业需求,产学研相结合,推动水利学科与信息技术深度融合,促进智慧水利学科高质量发展。

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