P1 面向数字孪生流域建设的洪涝模拟解决方案 汇报提纲 一、 建设背景与新的要求 二、 洪涝模拟方面技术成 果 三、 数字孪生流域建设成 果 四、 未来展望 P2 01 建设背景与新的要求 P33 洪涝灾害一直是我国的心腹之患 据 2000 多年的历史资料统计 ，我国平均每两年发生 控 水 平” ( 习近平 ， 2018 ） 全国洪水威胁区域分布图 研发面向数字孪生流域建设的洪涝动态演进模拟业务系统 ， 是实现国家防洪减 灾 和水利高质量发展和的关键任务 数字孪生流域建设背景 P4 2017 年 ， 习近平总书记提出要建设网络强国、 数字中国、 智慧社会 ，把“智慧社会” 作为建设创新型国家的重要内容 年水利部印发《关于开展数字孪生流域建设先行先试工作的通知》 大力推进数字孪生水利建设 ，支撑保障“四预”工作。 — 2023 年全国水利工作会议 数字孪生流域建设背景 P5 雨水情监测尚不能满足洪涝模拟的需求 ， 需要加快构建雨水情监测预报“三道 防线” 受全球气候变暖影响 ，我国极端暴雨频发 ，人民群众生命财产受到严重威胁 ，提升致灾暴雨精 细 监测、精准预报预警能力 ，延长洪水预见期、提高预报精准度

数字 孪生 平台 保障 体 系 数字模拟仿真引擎 水利 专业模型 知识 平台 模 型 平台 可视化 模型 专家 经验 智能模型 智能决策能力 ( 大脑 ) 融合水文机理模型、人工智能模型实现孪生场景下的预测。 实时感知能力 ( 眼、手 ) 结合物联传感实现对现实观测数据的实时感知。 孪生转化能力 ( 躯干 ) 对现实世界物理模拟，提供一个真实的空间仿真本体。 数字孪生水利重点解决的三个问题 GISTC P6 智能决策能力：经验模型、机理模型、人工智能模型 … 主要利用机理模型模拟水利物理系统的物理属性、 状态 变化及运行规律，实现对水利系统的物理孪生、 状态孪 生和机理孪生。 主要用于天气观测，基于英伟达 CorrDiff 生成式 AI 模 型技术，融合了人工智能、 物理模拟和观测数据，能够 从今天的数据来预测未来世界的影响。 新安江 模 型 、 双超产 流模型 流模型 等水利 部模型 方法 马斯京 根河道 汇流模 型 山 丘 区 河 道 山 丘 反 干 GISTC 工程过 水模拟 模型 、水工 程复杂 调度模 型 型 、二维 水动力 模 型 道模型 、潮位 边界模 型 水文机理模型 四类下 垫面产 流模型 降雨 蒸发 泊 及 蓄

充分利用智慧水利 、 数字孪 生流域 、 数字孪生水利工程和数 字孪生水网建设等相关成果 ， 强化 信息感知 、 资源共享 、 决策支持 、 泛在服务等体系构建； 以数字化 场景 、智能化模拟 、 精准化决策 为路径 ，推进灌区数字化 、 监控 自动化 、 调度智能化建设 ， 提高 灌区预报 、预警 、 预演 、 预案 ( “ 四预 ” ) 能力 ， 动 态 优 化 灌 区 水 来水预报 、 需水预测 、 水资源配置 、 输配水联合调度 、 田间灌排及水旱灾害防御等模型 • 智能识别模型： 遥感识别 、 视频识别 、 音频识别等 • 可视化模型： 应满足仿真模拟 、 综合展示等需要 模 型 库 知 识 库 搭建孪生平台 ， 奠定数字孪生漳河智慧核 心 数据底板 P16 （ 16536 P20 。 按需构建模型库、 知识库 ，奠定数字孪生 漳河的智慧核心。 模型库主要包括漳河水库洪水预报、 防洪 调度模型 ，漳河灌区来水预测、 需水预测、 水资源配置、 输配水联合调度、 水流模拟 模型 ， 以及视频识别模型等。 知识库主要包括漳河灌区各水利对象关联 关系、 业务规则库、 历史场景库、 方案 预 案库。 2 、数字孪生平台 - 模型平 台 P21 灌区中遥感的应用：

全过程进行数字映射、智能模拟、前瞻预演，与物理灌区同步仿 真运行、虚实交互、迭代优化，实现对物理灌区的实时监控、发 现问题、优化调度的新型基础设施。 1.5.2 建设任务 在灌区信息化建设基础上，充分利用智慧水利、数字孪生流 4 域、数字孪生水利工程和数字孪生水网建设等相关成果，强化 信息感知、资源共享、决策支持、泛在服务等体系构建；以数字 化场景、智能化模拟、精准化决策为路径，推进灌区数字化、监 汇聚多源异构数据，实现数据融合。 4.2 模型库 4.2.1 灌区专题模型 4.2.1.1 应在充分共享数字孪生流域和数字孪生水利工程 专业模型的基础上，补充完善灌区专题模型，支撑灌区模拟仿 真和推演分析。 4.2.1.2 灌区专题模型宜包括来水预报、需水预测、水资 12 源配置、输配水联合调度、田间灌排及水旱灾害防御等模型。 4.2.1.3 来水预报模型包括蓄水工程汇水区降雨预报、产 需水、生态需水等预测模型。 4.2.1.5 水资源配置模型包括水源可供水量分析模型，灌 溉、城乡供水、工业、生态用水的多目标配置等模型。 4.2.1.6 输配水联合调度模型包括输配水渠/管（沟）道水 流过程模拟仿真、供水调度预案自动生成、闸（泵、阀）群联合 调度等模型。 4.2.1.7 田间灌排模型包括作物生长模型、土壤水动力学 模型、地面灌溉水流推进、喷滴灌水分运移、田间产流、汇水排 水等模型。

管理活动全过程进行数字映射 、 智 能模拟 、 前瞻预演， 与物理工程同 步仿真运行、 虚实交互、 迭代优化， 实现对物理工程的实时监控、 发现 问题、 优化调度的新型基础设施。 数字孪生水网是以物理水网为 单元、 时空数据为底座、 数学模型 为核心、 水利知识为驱动， 对物理 水网全要素和水利治理管理活动全 过程进行数字映射、 智能模拟、 前 瞻预演， 防范的新型基础设施。 数字孪生流域是以物理流域为 单元、 时空数据为底座、 数学模型 为核心、 水利知识为驱动， 对物理 流域全要素和水利治理管理活动全 过程进行数字映射、 智能模拟、 前 瞻预演， 与物理流域同步仿真运行、 虚实交互、 迭代优化， 实现对物理 流域的实时监控、 发现问题、 优化 调度的新型基础设施。 一 定义定位—定义 预报 基本内涵是以流域为单元， 直达水利工作一线和受影响区域的社会公众， 及时采取 应急处置措施， 做好防灾避险准备。 预演 基本内涵是在数字孪生流域中对典型历史事件、 设 计、规划或未来预报场景下的水利工程调度进行模拟仿 真， 正向预演出风险形势和影响， 逆向推演出水利工程 安全运行限制条件， 及时发现问题， 提出防风险措施， 迭代优化方案。 预案 基本内涵是依据预演确定的方案， 预案的基本内涵

、预报预警、 气象预警、公众预警发布、对内预警发布和预警规则设置功能。 3.1.1.3.3 预演 在数字孪生流域中对溪源溪小流域的典型历史事件、设计、规划或未来预报场景下 的水利工程调度进行模拟仿真，正向预演出风险形势和影响，逆向推演出水利工程安全 运行限制条件，及时发现问题，迭代优化方案，制定防风险措施。建设内容包括方案预 演、方案比对、预演概化图、历史反演和历史洪水影响分析。 3 没分析模型可以计算沿河滩地淹没范围及淹没水深的变化过程，为滩地淹没风险分析提 供依据。 3.2.2.1.2.5 模型率定与验证 有资料地区收集各地区近期两场以上的历史洪水事件，根据计算结果中监测站点处 的模拟值与实测值比较来对模型的准确度进行检验。缺乏实测洪水资料的河道或区域， 可参考采用其他类似河流或区域率定合格的参数。 3.2.2.1.2.6 洪水预报模型精度评价模型 洪水预报精度评定应包括预 调度寻优模型的目的是在满足水力、调度和入流等各种约束条件下，采用某种策略， 找到水系中闸门和泵站等可控工程设施的组合运行调度规则，使整个水系的综合防洪效 果达到最优。调度寻优模型以水系的暴雨径流过程为输入，通过预报调度耦合模型模拟 计算得到整个水系中的水库、闸门、泵站、河流等水利设施的泄流过程，利用这些计算 结果进而可以计算出联合调度的特征值（如水库水位等），对比模型计算得到的不同方案 特征值，确定各个计算时段闸泵水库

绿色金腔 算碳 测碳 降碳 未来态系统级碳排放预评估与碳 减排演进 新型电力系统族中和 路径清进模拟系统 全环节碳排放仿真系统 新型电力系统碳排 放仿真推演 低碳关键技术——电力碳评估试验能力建设 口 新型电力系统建设过程中应将“电碳协同”与电网的规划、建设、运行相结合，贯穿发、输、配 (0P 5600) 子系统 功能参数 指标 六自由度载荷 模拟装置 额定扭矩 35MNm 最大弯矩 90MNm 最大径向力 11MN 最大轴向力 11MN 电网运行和故 障模拟装置 装置容量 75MVA 电压范围 0~1.5p.u. 海上风电试验基地具备国际领先的传动链六自由度载荷模拟、电网运行和故障模拟能力，可 实现机械 - 电网耦合加载的全工况试验；具备开展极限载荷、疲劳载荷、发电功率、控制系统、 、疲劳载荷、发电功率、控制系统、 发 电机及变流器等特性测试能力。 》四、新能源并网挑战与措施 平台建设 - 海上风电试验基地 1 、电网模拟系统 2 、机械系统 3 、液压加载系 统 5 、变频驱动系 统 4 、测控系 统 新能源主动支撑技术的核心需求 从被动调节到主动构建，由无功 / 电压控制外环到内电势自同步控制 调节需求随新能源占比而变化，从辅助调节到主导控制电力系统频率

机房动力配电 机房照明 机房防雷 接地系统 无线保安对讲系统 模拟对讲  其频率不可复用，严重浪费 无线资源，相互干扰；  无线的距离有限（ 1 到 5 公 里距离）。  任何人都可以收听到对话， 缺乏安全。  仅支持语音对讲功能。 模拟集群对讲  模拟集群系统信令是数字的， 但语音通道是模拟的。  缺点：大大提高了设备复杂度， 造价高，保密性差，维护困难。

任务工单 任务描述 某西餐扒房来了 4 位客人用餐， Cassy 负责为客人服务。请以小组为单位，根据提 供的菜单模拟为客人点单，并进行模拟菜品服务。要求画出点餐台迹图，列出菜品服务流 程。 操作要求 1. 熟悉菜单； 2. 按照扒房用餐习惯进行模拟点餐； 3. 按照服务要求画出点餐台迹图，台迹图参照物明确，信息完整； 4. 根据所点菜肴列出菜品服务程序。

些大型电厂也开始崭露头角。 现场总线系统，使用数字信号代替了原来 的模拟信号进行信号传输，其控制系统设备、 现场仪表设备和控制电缆都发生了改变。现场 总线控制系统给用户带来本质的优势是使控 制系统数字化，控制系统数字化是电厂智能化 建设的重要基础。现场总线所双向传递的信号 均为数字信号，其数据分辨率、测量精度和稳 定性都优于模拟量仪表和混合式仪表，受到干 扰而产生的精度损失小。 现场总线网络的每一段都可以带数个到 动化水平，避免人为操作中的各种不稳定因素， 有效减少误操作事故发生，提高机组运行的安 全可靠性。 基于业主对控制系统高度自动化的要求， 经过调试人员及业主对 APS 系统的连续测试， 模拟测试完毕后，将在单元机组进行 APS 系统 测试，最后在智能控制中心集中控制管理，实 现机组一键启停。 2.7 智能吹灰控制技术 不同受热面采用直接测量和间接软测量计 算，以各受热面清洁因子作为污染监控对象、