“数字孪生水利建设”系列报道之八
数字孪生守护水库安澜
龙河口水库是一座以防洪、灌溉、供水为主，结合发电、养殖、旅游等综合利用的年调节大（2）型水库。针对传统水库监测存在盲区、研判凭经验、管护粗放等痛点，管理处根据省数字孪生水利建设统一部署，系统融合三维建模、AI感知、大数据仿真等技术，依托运管矩阵试点建设积极推进数字孪生水库建设，推动水利管控从人工经验模式，向数字化、可视化、智能化预演管控转型，以数字赋能筑牢水库水安全防线。
基本构建“天空地水工”一体化监测感知体系。持续建设“天空地水工”五位一体的监测感知体系，“天基”有卫星遥感、GNSS监测点62个，“空基”有无人机机动巡测3套，“地基”链入测雨雷达2部、自建+共享水雨情站点103个、全天候视频监视88个，“水下”共享水文水质在线数据1个、“工体”渗压101个、机器视觉3台、测缝计2个等内外部监测，强化了工程安全洞察力，提升了水雨情与工程安全预警的精准性和时效性。
研发构建多模型自动优选率定的水文预报体系。基于流域特性，整合多年水文系列成果数据，研发建立新安江模型、水箱模型和人工智能等多预报模型库，并行计算、实时校正，自动推送最优结果。创新采用MOSCDE算法实现多目标参数每月自动化率定，大幅提升率定效率和模型适应性。同时运用气象预报数据耦合水文模型来不断提高预报精度，为水库调度提供了关键技术支撑，显著提升了水资源利用效率和安全保障能力。
依托运管矩阵初步建成水旱灾害防御四预平台。龙河口水库构建了全域融合的一体化数据库，遵循“一数一源、共建共享”原则，整合多源异构数据，通过统一标准消除信息孤岛，为智慧应用奠定基础。利用GIS、BIM和三维实景技术实现水库局部数字化与可视化，具备二维模拟推演能力，可为调度管理决策提供在线“数字沙盘”。同时以工程安全为前提，融入了水旱灾害防御的全流程业务应用体系，建成了水库预报、预警、预演、预案的全链条智能化运用平台。
立足已建成的感知、预报、一体化平台底座，聚焦水旱灾害防御、安全监测等，扎实落地 “预报、预警、预演、预案” 全链条能力，构建虚实协同的智能运行新模式，持续提升水库现代化管理效能。
精准水文预报。系统预报体系由5套水文模型、56套上游小水库模拟运行模型、1套气象预报模型、3套调度模型和1套水动力模型等组成，融合气象、水情、地形等多源数据，实现气象-水文-水力全过程耦合模拟，能精准研判流域来水规律，科学预测入库洪水、库水位变化，有效提升预报精度，目前整体预报精度达90%、预见期3天。同时对观测点分别建立预测模型，对108个工程观测点（如渗压、变形）实现了安全态势前瞻性推演。同时每月通过对模型参数的自动率定与实时校正，持续收敛模型预报误差，延长预见期，为调度决策和人员应急转移赢得宝贵的先机和“窗口期”。
分级智能预警。系统预设水雨情、水库工程安全监测阈值体系，对降雨量、水位、下泄流量等设立了四级预警指标；对渗压、变形、渗流等设立了三级预警指标。基于实时监测与预报，建立“降雨-来水-水位-变形-渗流”多指标联动预警机制。当预报水位超汛限或监测数据超阈值，平台自动触发分级预警，推送预警信息，实现风险早发现、早预警、早处置，织密安全防控安全网，为智能巡检和自动巡查系统运行提供了数据支撑。
三维仿真预演。结合三维数字沙盘，全面整合了预报来水、历史洪水、设计标准洪水，在遇常规调度、最高调洪水位最低化、最大下泄流量最小化、溃坝等4种情形下，当遇巢湖平均水位、历史最高水位时，结合工程安全与防洪调度模型可模拟不同方案对库区、下游淹没及大坝渗流等因子的影响，以数据化三维仿真推演替代传统经验判断，保障防汛调度科学精准。
落地实操预案。建立了正常蓄水位、征地高程线、设计洪水位、校核洪水位以下库区淹没实物档案，掌握了杭埠河、龙潭河重要河段的关键要素，数据精确到户、人、地。结合洪水预演成果和实地摸排数据，构建了“情景-应对”预案库，自动将预演优选出的调度方案与工程安全控制措施进行结构化关联，生成涵盖调度指令、人员转移路线、抢险物料部署等具体内容的动态修订预案，并根据实时监测数据对预案进行滚动修正，确保预案的科学性与可操作性，将纸面预案转化为可落地、可执行的实战方案。
2026年梅汛期暴雨、台风“巴威”、超强台风“白海豚”入侵期间，管理处依托数字孪生“四预”体系多预报模型连续滚动研判72小时来水及水位变化，累计水文预报作业270余份，为启用溢洪道、迅速降低库水位提供了可靠的数据支撑；同步实时监测坝体渗流、位移、沉降等数据，科学研判枢纽工程运行工况；智能启动无人机全域巡检、AI视频全天候监测，以数字化常态管控平稳度过主汛期；在台风“白海豚”防御尾声，精准研判水库水势变化，果断放弃启用溢洪道，科学拦蓄洪峰尾水，并将库水位成功控制在正常蓄水位以下，圆满实现“安全的情况下多蓄水”的调度目标。
依托数字孪生智慧赋能，龙河口水库实现零工程险情、零洪涝灾害，兼顾防洪、灌溉、供水等多重保障目标，科学拦蓄、精准削峰、错峰，合理保持洪水下泄，下游杭埠河过流安全平稳，真正实现数据防汛、智慧安澜，达成“大水不惊、稳澜安渡”的实战成效。
作者：省龙河口水库管理处
责编：吴晓珺