四信数字孪生水库解决方案，加快构建现代化水库运行管理矩阵

　　近年，水利部先后出台《关于加快构建现代化水库运行管理矩阵的指导意见》与《构建现代化水库运行管理矩阵先行先试工作方案》等文件，明确总体要求及试点水库、先行区域建设技术要求等，为全面推进现代化水库运行管理矩阵建设工作提供依据。

　　《2024年水利工程运行管理工作要点》明确提出：快构建现代化水库运行管理矩阵。大力推进先行先试。全面推进试点水库、先行区域实施全覆盖、全要素、全天候、全周期“四全”管理，完善体制、机制、法治、责任制“四制（治）”体系，强化预报、预警、预演、预案“四预”措施，加强除险、体检、维护、安全“四管”工作，强化数字赋能，积极探索路径，率先实现突破，取得阶段性成果。

　　如何构建现代化水库运行管理矩阵？

　　围绕以“四全”管理，“四制（治）”体系，“四预”措施“四管”工作为核心内容的现代化水库运行管理矩阵。全面实现水库“四全”管理，现代化水库运行管理体制机制、法规制度和技术标准体系健全完善，大型、防洪重点中型及“头顶一盆水”中小型水库“四预”措施全面落实，“四管”工作长效机制建立健全，水库安全得到有效保障、效益得到充分发挥，现代化水库运行管理矩阵基本建成，水库运行管理精准化、信息化、现代化基本实现。

　　“四全”管理

　　●推进全覆盖、全要素、全天候、全周期“四全”管理实施

　　●水库监管全覆盖

　　●掌握水库运行全要素

　　●实现水库管控全天候

　　●强化水库管理全周期

　　“四预”措施

　　●强化预报、预警、预演、预案“四预”措施

　　●强化雨水情和工情监测预报

　　●加强汛情险情预警

　　●推进水库洪水仿真预演

　　●完善调度规程和应急预案

　　“四制（治）”体系

　　●完善体制、机制、法制、责任制“四制（治）”体系

　　●完善水库管理体制

　　●健全水库管理机制

　　●强化水库依法管理

　　●落实水库大坝安全责任制

　　“四管”工作

　　●加强除险、体检、维护、安全“四管”工作

　　●及时实施水库除险

　　●常态化开展水库安全体检

　　●加强水库维修养护

　　●强化水库安全保障
 

　　四信数字孪生水库解决方案——加快水库运行管理矩阵建设

　　四信以“水库管理系统”为基础，构建数字孪生水库综合解决方案，以水库实际业务需求为导向，利用数字孪生、物联网等技术，融合水库数据资源和水利专业模型，全面实现了水库“四全”、“四制（治）”、“四预”、“四管”的管理矩阵功能。

　　NO.01四全

　　01.雨水情监测预报“三道防线”

　　通过对水库雨水情进行实时监测和预报预警，助力加快“三道防线”建设，对库区、下游河道进行实时动态监测。并结合四信自主研发的水文模型、数据治理平台、数字孪生平台，贯穿“降雨—产流—汇流—演进”全链条模拟，实现延长洪水预见期和提高洪水预报精准度的有效统一。

　　02.大坝安全监测

　　大坝安全监测系统实时掌握水库的水位、坝体变形、坝体渗漏等信息，实现水库上下游、左右岸要素信息全面掌握。辅助水库管理者了解水库实时运行状态，及时发现潜在安全隐患，为决策者提供科学依据，以便及时采取措施防范风险。一旦出现险情还可通过预警广播系统进行播报，及时通知下游居民进行撤离。

　　03.出入库流量监测

　　通过搭建水库出入库流量监测系统，水库管理人员可以掌握水库的实时蓄水情况，及时调整蓄水和释水策略，以满足不同时期供水需求和流域生态环境保护要求。

　　NO.02四预

　　01.数字孪生系统

　　以水库防洪四预为核心业务，通过优化洪水预报调度模块，提高洪水预报的精度，增加洪水预报有效预见期，结合一、二维水动力模型模拟下游淹没情况，通过调度预案及应急处置，为洪水调控及灾情处置提供数据支撑及辅助决策。

　　智慧水库数字孪生

　　●快速直达预警

　　预警是前哨，建立多种类、多渠道水旱灾害预警体系，将预警信息直达水利工作一线和受影响区域社会公众，为启动预演提供指引。

　　●精准超前预报

　　预报是基础，建立以流域为单元的多维多时空全要素预报体系，为预警工作赢得先机。

　　●前瞻科学预演

　　预演是关键，构建全过程、多情景模拟仿真防灾预演体系，通过预演为预案制定提供支撑。

　　●细化实化预案

　　预案是目的，在预演结果基础上分析评估，滚动调整水工程运行、应急调度、人员防灾避险等应对措施，迭代优化运行调度方案。

　　02.模型平台

　　模型平台主重点围绕防汛调度和大坝工程安全。

　　防洪调度：建设以防汛调度为业务核心的洪水预报的水文预报模型、水库泄洪调度模型、下游洪水淹没分析的二维水动力模型

　　大坝工程安全：建设以大坝结构安全为核心的大坝结构安全模型

　　03.知识库

　　知识档案包含了水利工程的预案库、知识图谱库、业务规则库、专家经验库等信息。

　　04.数据治理

　　四信数据治理平台提供数据质量控制、融合插补、标准化处理全流程的数据治理服务，实现了异常数据的检出、缺失数据的补齐、标准化数据的加工，通过平台的全面治理能够有效提高水情数据产品质量，明显提升水情数据标准化服务水平。

　　NO.03四管

　　四信针对水库监管运营困难、管理成本高、数据管理不直观、应急响应速度慢等问题，打造出水库安全运营平台。通过数据融合、大数据计算、模型分析等，实现科学化精准管理，打通数据壁垒、提升管理质量，为安全保障建立坚固的数据壁垒。

　　平台具备可视化监管、视频监管、信息化数据管理、水位库容计算表、水情分析、雨情分析、位移分析、浸润线分析、巡查管养、闸门远控、预警广播通知、洪水四预、移动应用等功能。帮助管理者实现水库除险加固数据辅助化，日常巡检工作信息化，水库维护保养可视化等。

　　某江泄洪预警平台

　　基于流域的L1——L3级数据底板，以监测预警、水文预报、泄洪调度、下游淹没分析为主线通过泄洪调度模板显示泄洪量曲线变化实时分析和预测泄洪情况，及时发出预警信息，提醒相关部门和居民采取相应的防范和应对措施，减少泄洪可能带来的灾害损失。

　　某市数字孪生四预平台

　　呈现流域水雨情监测、库区及小流域来水预报、河道洪水推演、淹没分析的数据计算和展示，满足“预报精准化、预警超前化、预演数字化预案科学化”的智能水利业务应用需求。

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