数字孪生灌区水资源调度技术

技术简介

该技术基于数字孪生、大数据、物联网、云计算等技术，构建灌区涉水数据底座，研发集成田间-灌域需配水模型，结合全渠道水量精细化量测管控技术，构建灌区配水-监测-预警-调度全业务过程的数字孪生灌区水资源智能调度管控系统。其主要技术特点：1.基于多作物综合系数、时空均衡配水规则，构建物理模型-机器学习（LSTM）融合的田间-灌域需配水耦合模型，解决数据缺测下作物需水预测难题，实现田间作物需水精准预测及灌域水资源精细调度；2.研发配水调度-水流模拟耦合的渠系引配水模型，正向推演水流运动过程，实现配水效率、安全前瞻调度预演；3.以需配水模型为基础，研发基于物联网的全渠道水量测控技术，实现各级闸门联动控制，达到灌区水量精细化调配和管控的目标；4.应用视频AI实现人员侵入、渠水漫堤、闸前漂浮物识别与警情上报，构建多端协同的巡检-维修-养护全过程运管体系；5.结合需配水模型成果、需水数据，实现配水计划自动生成；基于ADCP监测数据实时跟踪配水计划，实现调度中心-渠首-处-所-段五级联动，对配水计划进行月旬尺度滚动更新；6.依托空间及BIM数据，构建配水监测-预警-调度全过程数字孪生灌区水资源调度智能管控平台。

主要性能指标

1.突破气象数据缺测条件下预报期作物需水预测技术瓶颈，检验期、测试期NSE均高于0.94； 2.应用气象数据学习作物生长期用水策略，可准确预测作物需水，训练期、测试期确定系数分别为0.95～0.98、0.94～9.98； 3.灌区需配水模型在典型应用区域节水率达4.17%～8.57%； 4.渠道水量精细化一体测控技术的设备在线率100%，典型渠道测控覆盖率达86.11%； 5.基于CNN的视频AI识别技术在人员侵入、渠水漫堤、闸前漂浮物场景下识别准确率超93%，召回率超90%； 6.数字孪生灌区智能管控平台覆盖80%灌区调度业务，调度人员工作量减轻60%。

推广情况

该技术已在宁夏引黄灌区、四川都江堰灌区、湖北漳河灌区、宁夏跃进渠灌区、新疆阿克陶灌区等灌区中应用，全面提升了各应用灌区的精细化管理水平与用水效率，灌区水资源管理效能显著提高。

持有单位：长江信达软件技术（武汉）有限责任公司

通讯地址：湖北省武汉市江岸区永清路19号

联系人：赵志超

联系电话：18502775986