小流域山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警預(yù)報(bào) 數(shù)字孿生技術(shù)數(shù)字化監(jiān)管

2023年，我國(guó)天氣形式異常多變，極端天氣事件偏多，區(qū)域暴雨山洪頻發(fā)重發(fā)，山洪災(zāi)害防御任務(wù)異常艱巨，亟需建立科學(xué)高效的防洪抗汛體系。然而，當(dāng)前的山洪災(zāi)害防御措施與機(jī)制存在諸多問(wèn)題，如因缺乏科學(xué)數(shù)據(jù)支撐而導(dǎo)致預(yù)報(bào)不準(zhǔn)、預(yù)警無(wú)法及時(shí)推送給災(zāi)區(qū)群眾、防汛責(zé)任不清導(dǎo)致各個(gè)部門缺少聯(lián)動(dòng)、山洪災(zāi)害高低風(fēng)險(xiǎn)不清、缺乏洪水演進(jìn)和淹沒(méi)動(dòng)態(tài)分析等。因此，計(jì)訊物聯(lián)以問(wèn)題為導(dǎo)向，需求作牽引，精心研發(fā)小流域山洪數(shù)字孿生預(yù)報(bào)預(yù)警解決方案，并將其因地制宜地應(yīng)用于此項(xiàng)目中，以數(shù)字化手段實(shí)現(xiàn)全域感知、智能預(yù)警、仿真預(yù)演、多跨協(xié)同，重塑山洪災(zāi)害防御機(jī)制。

政策導(dǎo)向

水利部就加強(qiáng)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警等相關(guān)防御工作印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)山洪災(zāi)害防御工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》?！兑庖?jiàn)》要求，落實(shí)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警、提請(qǐng)人員轉(zhuǎn)移避險(xiǎn)、信息報(bào)送等各項(xiàng)措施，最大限度保障人民群眾生命安全;始終堅(jiān)持問(wèn)題導(dǎo)向、結(jié)果導(dǎo)向，持續(xù)開(kāi)展水旱災(zāi)害防御查漏補(bǔ)缺和風(fēng)險(xiǎn)隱患排查工作，建立整改臺(tái)賬，動(dòng)態(tài)跟蹤整改銷號(hào)。

項(xiàng)目概況

基于山洪災(zāi)害危險(xiǎn)程度的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、預(yù)警信息推送的精確性與覆蓋面、洪水演進(jìn)過(guò)程與淹沒(méi)程度、因地制宜的防御預(yù)案、多部門的聯(lián)動(dòng)機(jī)制等項(xiàng)目需求，計(jì)訊物聯(lián)以小流域山洪災(zāi)害防御能力提升為目標(biāo)，以現(xiàn)有山洪災(zāi)害防御體系能力及省級(jí)監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案功能提升為重點(diǎn)，構(gòu)建監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)收集傳輸、“四預(yù)”可視化等功能的小流域山洪災(zāi)害防御綜合體系。

此外，計(jì)訊物聯(lián)小流域山洪數(shù)字孿生預(yù)報(bào)預(yù)警解決方案對(duì)于防御時(shí)效性的要求較高，預(yù)警信息發(fā)布與傳遞突出“快”與“準(zhǔn)”，旨在為人員轉(zhuǎn)移和防災(zāi)部署爭(zhēng)取更多時(shí)間。

解決方案

計(jì)訊物聯(lián)小流域山洪數(shù)字孿生預(yù)報(bào)預(yù)警解決方案以小流域?yàn)閱卧七M(jìn)山洪關(guān)聯(lián)雨量站和高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)現(xiàn)地水位監(jiān)測(cè)預(yù)警站建設(shè)，主要采用計(jì)訊物聯(lián)5G水利遙測(cè)終端TY910與高清攝像頭、地下水位、土壤含水率、土壓力、翻斗式雨量計(jì)、工業(yè)照相機(jī)、超聲波水位計(jì)、高清攝像頭、GIS等前端感知設(shè)備相連接，并通過(guò)北斗衛(wèi)星短報(bào)文與5G無(wú)線通信實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與采集雨量、水庫(kù)水位、河流水位等水文數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)全天候、全方位采集、存儲(chǔ)、傳輸、控制、告警等綜合功能。

方案功能

01數(shù)字化監(jiān)管采用數(shù)字孿生技術(shù)，基于實(shí)測(cè)的遙感影像和勘測(cè)的河道斷面數(shù)據(jù)，構(gòu)建小流域的一、二維水動(dòng)力模型，預(yù)測(cè)分析洪水演進(jìn)與淹沒(méi)過(guò)程，并在三維場(chǎng)景中展示防御對(duì)象的詳細(xì)信息。

02多部門聯(lián)動(dòng)匯集水利、氣象等部門的數(shù)據(jù)，整合共享數(shù)據(jù)資源，打通多個(gè)數(shù)據(jù)源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)跨部門信息共享。

03研判預(yù)警根據(jù)山洪動(dòng)態(tài)化數(shù)據(jù)預(yù)先統(tǒng)計(jì)預(yù)警對(duì)象，并開(kāi)啟多級(jí)預(yù)警模式，實(shí)時(shí)開(kāi)展動(dòng)態(tài)研判。

04智能預(yù)案通過(guò)移動(dòng)端事件處置APP和跨部門聯(lián)動(dòng)機(jī)制，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)掌握災(zāi)區(qū)情況和應(yīng)急處置情況，一鍵生成災(zāi)情報(bào)告。

方案優(yōu)勢(shì)

構(gòu)建小流域洪水演進(jìn)分析數(shù)字化場(chǎng)景，直觀化展示洪水時(shí)空演進(jìn)過(guò)程，并實(shí)現(xiàn)山洪災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)落區(qū)的動(dòng)態(tài)更新。

構(gòu)建統(tǒng)一、高效、科學(xué)、規(guī)范的山洪災(zāi)害防治體系，全面提升山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警的信息化管理水平，有效預(yù)防、及時(shí)控制和最大限度的消除山洪災(zāi)害危害。

以動(dòng)態(tài)化數(shù)據(jù)為依據(jù)一鍵生成災(zāi)情報(bào)告，并通過(guò)智能化預(yù)案選擇最優(yōu)的調(diào)度方案，有效提高決策的科學(xué)性。

實(shí)際案例

山洪監(jiān)測(cè)點(diǎn)

在重點(diǎn)區(qū)域設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，提前安裝監(jiān)測(cè)設(shè)備，構(gòu)建山洪災(zāi)害“風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警+預(yù)報(bào)預(yù)警+監(jiān)測(cè)預(yù)警”的多階段遞進(jìn)式預(yù)警體系。