為積極響應(yīng)國家數(shù)字孿生水利建設(shè)的戰(zhàn)略部署，廣州市水務(wù)局按“分類推進(jìn)、全域協(xié)同”原則，系統(tǒng)推進(jìn)了廣州市數(shù)字孿生工程、數(shù)字孿生流域和數(shù)字孿生水網(wǎng)建設(shè)。目前，花都、南沙已取得階段成效，實(shí)現(xiàn)“物理實(shí)體運(yùn)行”到“孿生數(shù)字鏡像”的有效融合。
一、流域防洪治理新模式：花都區(qū)構(gòu)建“天地水工”一體化數(shù)字體系
花都區(qū)以現(xiàn)代化水庫運(yùn)行管理矩陣建設(shè)為切入點(diǎn)，率先建成覆蓋全區(qū)49座水庫的立體化數(shù)字孿生體系，為區(qū)域水網(wǎng)裝上“智慧大腦”。該體系以高精度“數(shù)字底板”為基礎(chǔ)，融合遙感影像(DEM 4.5米、DOM 5公分)、地理信息、水文氣象等多源數(shù)據(jù)，真實(shí)映射水庫及流域物理空間。通過部署98處物聯(lián)網(wǎng)水位站、45套AI視頻監(jiān)控、12座自動化雨量站及無人機(jī)、無人船、水下機(jī)器人等“天、空、地、水、工”全域感知設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對雨情、水情、工情的全天候、全要素動態(tài)采集與秒級回傳(延遲<3秒)。
依托強(qiáng)大的數(shù)據(jù)底盤與感知網(wǎng)絡(luò)，花都區(qū)重點(diǎn)開發(fā)并應(yīng)用了洪水預(yù)報(bào)、水庫調(diào)度、潰壩分析等一批水利專業(yè)模型，并創(chuàng)新引入AI大模型(DeepSeek)服務(wù)，賦能知識庫培訓(xùn)與數(shù)據(jù)分析。搭建的矩陣管理平臺具備完善的“預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案”功能，可實(shí)時展示水雨情、模擬洪水演進(jìn)、自動生成人員轉(zhuǎn)移方案；建立分級預(yù)警機(jī)制，通過“一鍵式定制化服務(wù)”模板，平臺能夠根據(jù)業(yè)務(wù)場景(如防洪調(diào)度)自動拉取數(shù)據(jù)、調(diào)用模型、生成方案，極大提升了應(yīng)急響應(yīng)與決策效率。這一體系不僅實(shí)現(xiàn)了從“經(jīng)驗(yàn)判斷”到“科學(xué)診斷”、從“局部排查”到“全域覆蓋”的轉(zhuǎn)變，更形成了可復(fù)制推廣的“八個一”典型經(jīng)驗(yàn)，為中小型水庫群智慧化管理提供了“花都樣板”。
二、引調(diào)水工程智慧運(yùn)營新標(biāo)桿：數(shù)字孿生賦能珠三角水資源配置工程
作為國家水網(wǎng)骨干工程，珠江三角洲水資源配置工程(下稱“珠三角工程”)在建設(shè)之初便同步規(guī)劃數(shù)字孿生系統(tǒng)，開創(chuàng)了國內(nèi)引調(diào)水工程“物理與數(shù)字同步建設(shè)、同步應(yīng)用”的先河。其數(shù)字孿生體系以“像起來、動起來、用起來”為目標(biāo)，構(gòu)建了涵蓋宏觀(全線)、中觀(泵站、隧洞)、微觀(設(shè)備)、零件級四個層級的全要素、全生命周期“數(shù)據(jù)底板”，并融合了BIM、GIS、實(shí)時監(jiān)測與業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)。
該系統(tǒng)的核心在于構(gòu)建了基于38個機(jī)理模型驅(qū)動的孿生體，覆蓋水力、電氣、通風(fēng)、調(diào)度、故障預(yù)測等專業(yè)領(lǐng)域。通過“數(shù)據(jù)-服務(wù)-通訊-展現(xiàn)”四位一體技術(shù)體系與SaaS云渲染服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了在網(wǎng)頁端、大屏端、移動端對工程運(yùn)行狀態(tài)的沉浸式交互與毫秒級虛實(shí)同步。在“四預(yù)”應(yīng)用上成效卓著：充排水前精準(zhǔn)模擬預(yù)演，助力實(shí)體工程一次性充水成功，時間誤差<5%；智能巡檢融合機(jī)器人與SCADA系統(tǒng)，異常識別準(zhǔn)確率達(dá)95%，推動泵站實(shí)現(xiàn)“關(guān)門運(yùn)行”，大幅節(jié)約人力與運(yùn)維成本；優(yōu)化調(diào)度模型每年節(jié)約用電超300萬元；防汛期間可動態(tài)推演淹沒場景，自動觸發(fā)應(yīng)急預(yù)案。項(xiàng)目已獲評廣東省首個數(shù)字孿生水利工程AAA級技術(shù)評價(最高級)，并牽頭編制相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為行業(yè)提供了從“虛擬預(yù)演”到“實(shí)戰(zhàn)賦能”的完整范例。
花都區(qū)、南沙區(qū)數(shù)字孿生水利建設(shè)的成功實(shí)踐，有效提升了區(qū)域水情監(jiān)測、預(yù)報(bào)預(yù)警、工程調(diào)度與應(yīng)急管理的精細(xì)化智能化水平，為流域與水網(wǎng)的系統(tǒng)治理提供了創(chuàng)新技術(shù)路徑和科學(xué)決策支撐。這一智慧治水新格局的構(gòu)建，有力推動了廣州市乃至粵港澳大灣區(qū)水務(wù)治理體系與治理能力的現(xiàn)代化進(jìn)程。
