防灾减灾数字化及仿真平台

技术简介

该平台聚焦重大水利防灾减灾数字孪生关键问题，形成了从“理论算法-试验验证-案例验证-工程应用”的全链条算法，以及形成了从感知-仿真-平台的系列技术产品。技术特点：1.流域地质灾害链仿真平台：针对土/地质体独特的多尺度、多相态、多过程（3M）特性，以FEM、DEM、MPM、SPH、LBM、FVM及SWE等为基础，创新和发展耦合算法，自主研发基于GPU并行加速的高性能软件-耦合仿真器（CoSim），解决岩土应力变形及岩土灾变过程中的连续-非连续、连续→破裂、流体-固体、细观-宏观等方面的问题。基于算法，研发形成了智慧河长、地质灾害（链）云计算平台-GeoCloud、水利云计算平台（THC）等多个云计算平台，为防灾减灾提供数智支撑；2.清华数字孪生山洪精准预报系统：针对山洪精细化预报的需求，基于实验流域多年观测分析得到的山洪产汇流机理，结合X波段雷达降雨反演和短临预报技术、无人机智能产汇流关键参数提取技术、高效高分辨率水文水动力模拟技术、流域前期湿润状况天空地快速采集技术，构建山洪沟精细化降雨径流预报系统和水动力洪水淹没仿真模型；3.水利与岩土感知技术：包括GNSS、水质监测设备、雷达水位计、固定测斜仪、渗压计及气象等系列实时传感装备，确保现场感知的可靠性、实时性。

主要性能指标

1.流域地质灾害链仿真平台：全GPU（部分多GPU）并行加速；千万级、流体可达亿级单元/粒子计算；云计算平台，在线计算、2D/3D可视化等； 2.清华数字孪生山洪精准预报系统：山洪沟24小时洪水计算小于5分钟，X波段降雨雷达反演和短临预报技术时空分辨率5分钟100米； 3.水利与岩土感知技术：满足行业标准精度需求，实时传输，设备间可协同工作。

推广情况

该平台已在“23·7”海河流域特大洪水期间应用，为北京市防汛抢险提供了技术支撑工作，并在多所高校、科研院所使用，多次支撑应急部及地方地质灾害应急评估分析，以及多个水电站、库区防灾减灾工作。

持有单位：清华大学

通讯地址：北京市海淀区清华大学水利系岩土所

联系人：徐文杰

联系电话：01-62782301、13522279843