云南省推进水文数字孪生流域试点建设

云南省推进水文数字孪生流域试点建设——

智慧水文护佑江河安澜

(资料图片仅供参考)

“这是一场昆明市盘龙江主城区段百年一遇的暴雨，降雨影响范围正是屏幕中的蓝色区域。随着降雨时间增长、时段雨量增大，蓝色范围迅速扩张。信息显示，淹没范围正在逐步扩大，局部区域淹没水深增大。”省水文水资源局昆明分局工作人员正对水文数字孪生流域试点建设项目进行演示。

昆明市防洪“四预”平台迅速将这场演示中受影响的范围、面积、房屋数量、淹没水深等情况用准确的数据及动态模拟直观地呈现出来，为防洪减灾提供了智慧化模拟，为应急调度、防灾减灾工作决策提供精准化服务支撑。

近年来，云南省大力推动水利部关于加强数字孪生流域建设及强化预报、预警、预演、预案“四预”措施等，开展了南汀河、盘龙江、龙川江水文数字孪生流域试点建设，水文私有云平台“算力”建设，为深入推进云南水文现代化建设打下了坚实基础。

时空重构

数字赋能助力智慧水文建设

数字孪生流域是数字孪生技术与水文融合的新发展路径，是数字流域、智慧水利发展的更高层级，将信息空间上构建的水利虚拟映射叠加在水利物理空间上，重塑水利基础设施，形成虚实结合、孪生互动的水利发展新形态。简而言之，在数字孪生技术框架中，物理流域和数字流域构成了一对“孪生体”。

2022年2月21日，《水利部关于开展数字孪生流域建设先行先试工作的通知》印发，正式启动数字孪生流域先行先试工作，打造一批可推广可复制的成果和经验，带动全国数字孪生流域建设。近年来，云南省昆明市、临沧市、楚雄彝族自治州通过试点建设，不断探索、创新、突破，形成了具有水文特色、流域地域特点的水文数字孪生流域业务系统。

在省水文水资源局昆明分局系统显示屏幕上，河道水下地形、重点区域DEM、倾斜摄影、水文站闸BIM模型、遥感影像等构建了精准映射的盘龙江物理流域数据“底板”和三维可视化场景。盘龙江的“孪生双胞兄弟”被清晰地呈现出来，各个点位的数据信息实时更新。

昆明市水文数字孪生一期工程项目以盘龙江流域松华坝水库至入滇池口河段作为流域防洪预报、预警、预演、预案“四预”业务应用建设的试点流域，以昆明市全域作为水文信息管理业务应用建设区域。实现了盘龙江流域防洪“四预”功能及可视化展示，为洪水预报、预警工作提供实时准确的数据支撑。

临沧市开展南汀河数字孪生流域试点建设，完成南汀河临沧主城区至永德大桥墩（河底岗水文站）河段的重点区域、重要河段的数据底板构建工作，根据重点河段测量成果，推演主城区洪水淹没过程等，研发完成数字孪生南汀河防汛“四预”业务V1.0系统，完成数字孪生智慧大屏管理系统原型部署。

楚雄州以龙川江流域楚雄城区段为试点，持续推进数字孪生系统开发，探索基于“云”架构的数字孪生。同时接入实时在线水文数据，以实现不同降雨强度下的洪水模拟。

云南省还通过水文私有云平台建设，大幅提升计算、存储、备份支撑服务能力，形成虚拟计算、分布式存储和软件定义网络，并在此基础上提供云平台管理、云数据库、数字孪生应用、大数据处理、分布式中间件服务，为水文大脑和业务应用系统提供“算力”基础支撑。

秒级精算

技术迭代推动云南治水变革

机房能力提升改造项目的完成让基础运行环境搭建和“算力”水平大幅提升，为“孪生盘龙江”项目的顺利推进创造了条件。

近几年，云南省按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”的总体要求，通过智能化数据采集和汇聚技术，实现全要素、全量程、全自动监测感知，构建多源融合的数据底板，为防汛减灾救灾、水资源管理调度、生态环境保护、水安全保障、服务民生及经济社会发展等提供了有力支撑。

自主研发的智能一体化雨量站，采用嵌入式一体化集成结构，将雨量传感器、雨量筒、太阳能电池板、蓄电池、控制模块、通信模块一体化集成，极大优化了雨量站的建设和运维。

为解决常规自动监测站点通信盲区及管护困难山区局地强降雨监测难题，在水文气象条件复杂、监测能力薄弱的会泽县者海河、丘北县清平河两个小流域试点建设X波段双极化测雨雷达，提升小流域暴雨洪水分析精度和预警精准度，实现由点雨量监测到流域面雨量监测的转变。

曲靖河边水文站试用基于雷视融合的河道流速流量监测技术，该技术可有效填补传统接触式测流技术在生态流量监测场景下低流速监测及应急防汛场景下高流速监测的技术空白，可实现高精度的断面流速流量推演。

在昆明市、曲靖市选取试点水文站开展多光谱水质监测技术研究，该技术将不同水体的光谱吸收特征和三维荧光特征与水体污染物浓度进行AI融合建模，实现核心水质参数在线实时监测。

在西双版纳傣族自治州允景洪水文站开展侧扫雷达比测试验，通过非接触式雷达技术，实现全天候、连续自动河流流量监测和走航式ADCP比测率定，监测数据满足规范要求，系统设备满足使用要求。

省水文水资源局相关负责人表示，数字孪生是信息化发展到一定程度的必然结果。在云南，智慧水文建设取得新进展、新成果，但仍存在信息采集现代化水平不高、数字化滞后等问题。推进云南智慧水文建设，要以数字孪生技术体系为基础，强化“四预”措施，支撑服务防汛救灾减灾。下一步，云南省将围绕水文中心工作，夯实水文各类数据底板建设、统筹协调水文算力资源，创新开放各类水文模型，提升全省“三算”支撑能力，构建具有云南水文特点的“四预”措施和业务系统，实现水文要素的智能模拟、智能映射，实现风险提前发现、预警提前发布，为防汛部门在应急指挥调度中赢得宝贵时间。（记者 王淑娟）