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第4期水利信息化NO.4
2023年8月WaterResourcesInformatizationAug.2023
DOI:10.19364/j.1674-9405.2023.04.005
数字孪生贾鲁河在工程施工期防洪度汛中的应用
刘子涵,李延峰,吕鹏举,赵倩倩
(河南省水文水资源中心,河南郑州450003)
摘要:为满足贾鲁河综合治理工程施工期防洪度汛精细化管理的需求,确保工程安全的同时能够充分发挥流域
防洪效益,将数字孪生技术应用于在建水利工程施工度汛精准风险分析、预警和防汛预案制定中。数字孪生贾鲁
河以自建采集L3级、共享L1和L2级数据为数据底板,以模型和知识平台为算法支撑,以信息化基础设施为算力
依托,搭建具有预报、预警、预演、预案等“四预”功能的流域防洪应用。在贾鲁河流域基础资料收集及数字化场景
搭建和模型构建的基础上,以流域降雨量级超100a一遇、约50a一遇、约20a一遇设置3类预演情景模拟洪水,
统计施工期工程存在的漫堤、淹没、冲刷、洪水倒灌、桥梁阻水、堤外积水等6类风险并制定防洪度汛措施。数字孪
生贾鲁河确保工程2022年安全度汛,通过总结河道治理工程施工期洪水风险类型和定量评估方法,形成在建工程
复杂环境条件下的地形勘测、洪水模拟、风险预警、应对措施制定的完整解决方案。
关键词:数字孪生;水利工程;施工期;防洪度汛;贾鲁河
中图分类号:TP391.98;TV52文献标识码:A文章编号:1674-9405(2023)04-0028-07
模糊和层次2种分析法,从致灾因子、孕灾环境和承
0引言
灾体等方面分析并划分了京津冀洪灾风险等级。李
2021年7月,受台风“烟花”和副热带高压气流彦萍等[13]从平均降雨量、汇流累积量、坡度等7个方
影响,以郑州、新乡、鹤壁等河南中北部区域为中心的面绘制了道路洪涝灾害风险分区图,服务于洪涝灾害
地区遭遇罕见强降雨,洪水造成了重大生命财产损预警和救援。
失,暴露出河道防御体系的瓶颈和洪涝风险管理不足为保障水利工程安全度汛,可结合水库洪水调
[12][14]
等问题-。数字孪生是以虚拟模型映射物理实体的节险情分析制定不同量级防洪预案,在张家港市
方式,对难以实现或成本较高的实体和现象进行模通江口门太字圩港闸站改建施工中,基于MIKE11
拟和预测,为水利行业管理提供了便捷的技术手段。构建水文数字模型,对比不同度汛方案对城市防洪
2021年12月,水利部开启了系统推进数字孪生流域排涝的影响[15]。目前洪水预演多数集中于工程运行
建设的篇章,于2022年印发了数字孪生流域建设相期,对施工营地、拦河建筑物和保通道路等施工期特
[34]
关管理办法、技术大纲、导则、技术要求等文件-。有的风险分析缺乏针对性,施工期信息管理系统多
数字孪生流域应用已初具成果,在数字黄河建设的基集中在项目进度投资、质量管理、资料管理、视频监
础上,黄河防汛工作实现了动态感知、预报调度、方案控等方面,尚未与数字孪生技术充分融合。因此,本
预演、方案对比、预警发布等功能[5]。研究采用数字孪生技术对洪水预演情景进行风险分
洪水淹没分析常用的模型有基于物理原理或数
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