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海河防潮闸基本情况
海河防潮闸位于海河干流入海口处，是一座集泄洪、排涝、挡潮、蓄水以及交通航运多功能于一体的重要水利枢纽工程，承担着调控海河干流入海流量、防御风暴潮倒灌、维护天津市区及滨海新区防洪安全的重要使命。行洪期间需快速分泄洪水、减轻海河干流行洪排涝压力，同时还承担着调节上游河道水位、满足水生态环境保护以及通航水深要求的作用。
▼ 海河防潮闸实景
作为感潮水闸，由于同时受河流水动力和天文潮的双重影响，需精准把握启闭时机，在防止海水倒灌的前提下最大限度提升泄洪效率。
长期以来，海河防潮闸的调度运用和运维管理面临三大核心难题：
◇ 泄流计算难：需根据上游来流量、下游水位及潮汐动态实时调整闸门开度。传统经验公式对潮洪遭遇等复杂工况适应性差，易出现“开度不足致洪水滞留”或“开度过大导致水资源浪费”等问题。
◇ 调度优化难：闸下潮位周期性变化与汛期突发洪水叠加时，依赖人工经验的调度决策难以实现安全与效率的最优平衡，调度响应滞后与决策偏差问题突出。
◇ 安全预报难：闸体结构长期受水流冲刷、海水腐蚀、泥沙淤积及水位骤变影响，金属部件易疲劳开裂，混凝土结构易碳化剥落。传统人工巡检依赖“眼看手敲”，难以提前识别裂缝、变形、老化等隐蔽损伤，一旦突发故障易导致闸门卡阻，严重威胁工程安全。
针对上述痛点，龙网科技以数字孪生海河防潮闸项目建设为契机，深度融合安全监测数据智能分析预警与“四预”（预报、预警、预演、预案）功能，依托AI机器学习、时序分析与非线性回归算法等人工智能技术，为海河闸量身打造了水闸泄流计算模型、闸门优化调度模型、闸门安全预报模型三大“数字工具”，推动闸门运维从“被动处置”向“主动防控”转型。
三大模型：需求牵引、应用至上，赋能水闸智慧运维调度
水闸泄流计算模型
水闸调度员的“智能流量计算器”
业务需求：克服“宽顶堰公式”等传统方法在复杂工况（如多孔闸门非均匀启闭、大变幅水位差）下适用性不足、计算偏差大的问题，构建多场景精准泄流智能决策模型，精准模拟不同开闸场景下的泄流过程，解决“开度不足导致漫堤”或“开度过大浪费水资源”的问题。
模型功能：采用非线性回归分析方法，输入开闸个数、开闸闸门编号、提闸高度、实时上下游水位等参数，精确计算“不同闸门开度、不同闸上水位、潮位”下对应的泄流过程。
实际效果：模型已应用于屈家店、海河防潮闸等海河流域大型水闸枢纽工程，业务人员输入实时工况，3秒内获得“开几孔、提多高、泄多少”的精准答案，显著提升调度响应精度与效率。
▼ 闸门泄流计算模型界面
闸门优化调度模型
自适应潮洪变化的智能调度引擎
业务需求：破解传统经验调度在潮汐与洪水遭遇时表现出的决策滞后与精度不足问题。共享雨水潮情预报信息，滚动开展泄流、泄量“正向-逆向-正向”预演，考虑潮洪叠加下安全与效率的最优平衡，实现闸门调度的最优决策。
模型功能：以泄流计算模型为基础，运用人工智能技术，构建自适应调度周期与闸门启闭策略。根据闸上下水位与潮位过程，秒级生成最优调度方案，输出闸门开启孔数、提闸时机、持续时长、过流泄量等关键信息，形成可执行的“闸门启闭时间表”，生成覆盖正常调度、应急泄洪、生态补水等需求的多场景方案库。
实际效果：调度决策时间从“小时级”缩短至“分钟级”，人工干预减少80%；在高潮位与暴雨叠加场景中，通过模型提前预判闸上、闸下水位变化，自动推送闸门开度调整方案。
▼ 闸门优化调度模型结果系统界面
闸门安全预报模型
为闸门配备“健康监测仪”
业务需求：传统人工巡检依赖“眼看手敲”，难以提前识别裂缝、变形、老化等隐蔽损伤，需改变传统定期人工检测方式，破解结构损伤（如焊缝微裂纹、混凝土碳化）发现即“重症”的困境，实现结构状态超前感知预报。
模型功能：基于机器学习算法，融合历史健康数据与实时环境参数，通过时序分析捕捉损伤演变规律，实现隐患早期预警。可提前3~7天预测上百个关键部位（如铰链、止水带）异常趋势。
实际效果：系统自动推送预警信息，指导针对性维护，大幅降低结构性安全事故发生率，节约维修成本，提升工程耐久性。
应用成效
数字孪生海河防潮闸自2024年3月正式上线以来，有力支撑了海河干流防洪排涝调度管理，保障了上游洪水的科学有序承泄。期间，海河防潮闸管理处组织龙网科技结合实际应用持续优化和完善系统，完成水闸调度和工程管理数据系统治理和整合，有力破解了工程管理数据碎片化、水位阈值精准判断难等运行管理难题，提升了水闸运行的整体效能。截至2025年9月1日，已累计支撑启闭闸门决策54次，泄水1.65亿立方米，为确保天津防洪排涝安全、服务保障上合组织峰会成功举办提供了坚强后盾。
目前，相关技术成果已赋能“海河防潮闸智能管控平台”，并得到“海河水利”微信公众号报道（点击查看报道原文）。
结语：数字科技赋能，闸门管理迈向智能可靠新阶段
从“人工经验”到“数字智能”，龙网科技三大模型为您精准破解水闸运维核心难题，构建“智能管控中枢”——通过风险精准预测、泄流科学计算、调度智能决策，助您实现闸门管理的智能化转型升级。
我们将持续创新水科技，为广大客户提供涵盖水管理全链条的智慧化解决方案，让“智水”更有数、“治水”更精准。期待您的垂询与合作，携手龙网，共赢未来！
END
供稿丨刘海娇 曾坤
编辑丨段宇
审核丨薛丽娟
