數(shù)字孿生灌區(qū)建設(shè)是智慧水利建設(shè)的重要內(nèi)容，是提升灌區(qū)建設(shè)管理水平的有效手段。
我國(guó)灌區(qū)南北和地方差異較大，缺乏有效的統(tǒng)一管理手段；且存在計(jì)量精度不夠、水費(fèi)征收困難、水資源利用率較低等情況。當(dāng)前灌區(qū)需要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是通過信息化管理方式，結(jié)合不同灌區(qū)地勢(shì)地貌，依托水利模型計(jì)算，實(shí)現(xiàn)水資源利用最大化，為灌區(qū)的管理提供數(shù)據(jù)支撐和輔助決策。
用水計(jì)量
數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度不夠
溝渠道用水計(jì)量偏差大
量水設(shè)備運(yùn)維管理難度大
水權(quán)運(yùn)營(yíng)
水費(fèi)征收實(shí)施難
地方管理差異大
管理難度大
配水調(diào)度
配水調(diào)度沒有依據(jù)
水資源利用率不高
防汛抗旱能力差
四信數(shù)字孿生灌區(qū)信息化平臺(tái)
四信數(shù)字孿生灌區(qū)信息化平臺(tái)通過底層感知設(shè)備，包含水位監(jiān)測(cè)、氣象監(jiān)測(cè)、土壤墑情監(jiān)測(cè)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)等進(jìn)行水利信息采集，利用計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)、GPRS、2G/3G/4G、ZigBee、LoRa、VHF、有線通信網(wǎng)等進(jìn)行監(jiān)測(cè)點(diǎn)、監(jiān)控中心和灌區(qū)信息中心之間的信息傳輸，在數(shù)據(jù)中臺(tái)經(jīng)過統(tǒng)一清洗處理后，以標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)結(jié)果輸出至業(yè)務(wù)系統(tǒng)呈現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)。
同時(shí)，結(jié)合國(guó)家氣象局的氣象服務(wù)、第三方或四信視頻服務(wù)、設(shè)備云管家等支撐平臺(tái)，對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)擴(kuò)展、底座支撐、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)等支持，并提供了配套的安卓APP，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)化管理。
平臺(tái)基于業(yè)務(wù)系統(tǒng)及支撐平臺(tái)提供的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，以物理灌區(qū)為單元、時(shí)空數(shù)據(jù)為底座、數(shù)學(xué)模型為核心、水利知識(shí)為驅(qū)動(dòng)，重構(gòu)灌區(qū)的感知體系，整合灌區(qū)相關(guān)聯(lián)的數(shù)字化資源，對(duì)灌區(qū)水利工程的內(nèi)、外部環(huán)境及運(yùn)行過程進(jìn)行數(shù)字化映射、智能化模擬步仿真運(yùn)行、虛實(shí)交互、迭代優(yōu)化等，提升灌區(qū)用水管理的精準(zhǔn)決策能力。
1、灌區(qū)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(shí)現(xiàn)灌區(qū)的多元化管理
2、供需水預(yù)報(bào)與決策
●供需水感知：水情量測(cè)信息、塘庫(kù)蓄水動(dòng)態(tài)變化、作物種植結(jié)構(gòu)、土壤墑情、作物需耗水等
●供需水預(yù)報(bào)：來(lái)水預(yù)報(bào)、需水預(yù)測(cè)
3、水資源配置與調(diào)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(diào)度：自動(dòng)生成調(diào)度預(yù)案、調(diào)度方案仿真推演、調(diào)度方案實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整和供水調(diào)度評(píng)價(jià)
4、水旱災(zāi)害防御
●旱災(zāi)防御：旱情監(jiān)測(cè)評(píng)估、抗旱調(diào)度、旱災(zāi)報(bào)警、旱災(zāi)評(píng)估等
●灌區(qū)防汛：洪水預(yù)報(bào)、汛情預(yù)演、汛限預(yù)警、防汛預(yù)案、物資管理、調(diào)度評(píng)價(jià)
5、數(shù)字沙盤工程管理
在GIS地圖上，對(duì)灌區(qū)的各類工程信息進(jìn)行監(jiān)管，顯示流域、河流、湖泊、水庫(kù)、泵站、溝渠道、取水井、水閘、農(nóng)田等工程的位置和圖標(biāo)，支持點(diǎn)位、線段、區(qū)域等不同的圖層疊加方式
展示不同的水工圖標(biāo)，按照類型顯示不同的工程信息數(shù)據(jù)，包含了工程特征信息和工程標(biāo)識(shí)信息等，同時(shí)對(duì)工程文件進(jìn)行管理查看
展示渠道、灌區(qū)，可查看渠道、灌區(qū)的流量計(jì)算，在圖上直觀的對(duì)灌區(qū)的當(dāng)前流量進(jìn)行可視化監(jiān)管
6、量水與水費(fèi)征收
●渠系用水計(jì)量
對(duì)渠系的用水量進(jìn)行計(jì)算，包含了來(lái)水口流量、渠中段流量、排水口流量、日用水量及時(shí)間等數(shù)據(jù)，考慮到過流時(shí)間差，算法可對(duì)過流時(shí)間進(jìn)行配置，提高了流量計(jì)算經(jīng)度
●灌區(qū)用水計(jì)量
對(duì)灌區(qū)的用水量進(jìn)行計(jì)算，包含了來(lái)水口流量、排水口流量、日用水量及時(shí)間等數(shù)據(jù)，考慮到過流時(shí)間差，算法可對(duì)過流時(shí)間進(jìn)行配置，提高了流量計(jì)算經(jīng)度
●泵站用水計(jì)量
以泵站為單位，實(shí)現(xiàn)泵站的用水統(tǒng)計(jì)，根據(jù)泵站及泵站的用水卡為維度，對(duì)泵站的次用水進(jìn)行列表展示
●水費(fèi)征收
根據(jù)不同的用水類型可設(shè)定不同的水價(jià)模板，支持階梯水價(jià)和非階梯水價(jià)的收費(fèi)方式，實(shí)現(xiàn)線上費(fèi)用管理功能
7、設(shè)備遠(yuǎn)程控制
支持遠(yuǎn)程控制廣播、泵站、閥門、閘門、視頻等設(shè)備，對(duì)設(shè)備的最新狀態(tài)進(jìn)行展示，并結(jié)合視頻、BIM動(dòng)畫等對(duì)設(shè)備的啟閉、開關(guān)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)
8、配套移動(dòng)應(yīng)用
支持GIS地圖查看、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)查看、視頻監(jiān)控、預(yù)警廣播、閘門控制及巡查巡檢、監(jiān)測(cè)預(yù)警等功能
山東沾化引黃灌區(qū)
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