依据国家数据局《“数据要素×”三年行动计划(2024—2026年)》,为充分发挥数据要素乘数效应,发展新质生产力,培育经济发展新动能,在国家数据局、陕西省人民政府指导下,陕西省数据和政务服务局举办了2024年“数据要素×”大赛陕西分赛,启迪之星壹计划企业、启迪·∞计划——水泽动力报送的《全要素数据底座 构筑水网安全基石》以第二名的优异成绩荣获二等奖,并入选陕西省“数据要素×”典型案例集(第一批)。
我国已建成各类水库98000余座,总库容9000多亿立方米;5级及以上堤防约32万公里;五级以上河流45203条。由于我国降水时空分布不均,加之极端气候灾害愈发频繁,洪涝和干旱灾害频发。受技术和经济的制约,我国大部分水利基础设施与重要江河湖库水利要素监测智能化水平低,防灾联合调度决策支持响应能力不能满足国家和人民对新形势下防灾工作需求,精细化水资源调蓄能力和多目标系统性调控水平不能满足新时代水网布局下的供需矛盾。
而现有水利感知网数字感知能力极为薄弱,数据要素不全面、数据精度差、监测覆盖范围不足、时空数据底板无法持续动态采集。现有信息化平台对水库流域水沙调控、行洪监管、险情识别等业务应用相对空白,不具备精细化运行管理、多目标联合调控的决策支持能力。
全要素数字孪生水利底座是基于公司自研全天候无人船的核心感知能力,集合遥感测量、水文监测数据,为江河堤防、水利枢纽构建全要素、全天候、全过程监测与仿真推演的数字孪生水利引擎。
感知体系以全天候无人船为核心,能够大范围自动采集河势流场、泥沙运移、河床冲淤、库容水量、堤防运行、水生态等三维态势数据;通过数据引擎将实时态势、态势变化过程同步仿真模拟,构建多尺度、多时相、主动更新的“水-沙-床-堤”专题数据底板。
仿真计算引擎将数值计算与机器学习模型计算结果通过预训练、反馈学习的形式融合,实现“大数据+机理”双驱动的、具备长期自适应优化能力、服务于未来态势推演和决策控制水利大模型。
底座为洪涝灾害预报、水库多目标联合调度、堤防隐患排查与险情预报、污染预报溯源等业务提供自动化、智慧化分析,辅助水利管理“态势感知-未来预报-临界预警-模拟预演-反馈调节-预案启动-决策控制”的闭环业务流程,赋能数字化水利感知网、智能化水利决策体系。
在流域中,产品能够综合服务于城市河流洪水预报、采砂监管、水资源监管、堤防安全监管、水生态安全、生态流量保障等关键需求,为河流行洪安全、水资源调配、工程险情排查、水生态提供技术保障,支撑河道防洪工程最优化高效运行,为河道治理提供决策支持。
在水利工程中,产品能够综合服务于水库库容水量预报、多目标联合调度、大坝安全监管、下游行洪安全等关键需求,增加水库生产效益、提高水资源利用效率、延长水库最大使用寿命、保障工程安全,并避免因“经验决策”而带来的水灾害隐患和直接间接经济损失。
无人船是水利数据感知的复合型工具,是水利与泥沙数据监测最精准的工具,是内河水下地形测量、泥沙冲淤监测、堤岸隐患识别的唯一手段。
行业首创的全天候无人船运管平台,基于多个流域、长时间序列的项目成果构建了行业能够同步映射物理流域与流态趋势的“水沙床堤”数据引擎,训练了能够根据实测数据自优化的“数理+机理”双驱动的水利流体计算模型引擎。
底座能够真正实现河湖水库全要素、全天候、全过程的动态仿真建模,深化洪水防御、水沙调度、堤防安全、生态监管的“四预”业务应用,填补了智慧水利领域在三维流场、泥沙输运、河床冲淤、堤防隐患态势实时感知、超前预报的关键应用空白。
项目主要服务于国家水网安全和流域工程调度,保障沿岸人民群众生命财产安全,提高水资源水力运用效率,兼具重大社会价值与商业效益。
迄今为止,产品深度服务于长江、黄河、雅江、太湖等多个流域的水利工程信息化、水旱灾害防御、河湖治理类项目,累计为20余条河流、60余座水库提供智慧运维管理服务。多项项目产品已入选水利部《全国水利系统招标产品重点采购目录》《水利先进实用技术重点推广指导目录》《水污染防治技术目录》。各项目运行至今,累计预警了3次重大堤防险情、排查出30余次堤防隐患、预报超警洪水20余次。