編者按：2022年8月，水利部辦公廳發(fā)布2022年度成熟適用水利科技成果推廣清單，珠科院“洪水實(shí)時(shí)模擬與洪災(zāi)動(dòng)態(tài)評(píng)估技術(shù)”等10項(xiàng)科技成果入選，是珠江流域片本次入選成果數(shù)量最多的單位。

成熟適用水利科技成果推廣清單是水利部深入貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記關(guān)于保障國(guó)家水安全重要講話精神，進(jìn)一步發(fā)揮科技對(duì)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展支撐保障作用的重要舉措。2022年，經(jīng)嚴(yán)格篩選，全國(guó)共有106項(xiàng)科技成果入選成熟適用水利科技成果推廣清單。

珠科院2022年入選清單成果列表

復(fù)雜水網(wǎng)閘泵群多目標(biāo)智能調(diào)度技術(shù)

技術(shù)簡(jiǎn)介

該成果是由預(yù)報(bào)、調(diào)度、模擬等多種技術(shù)綜合集成，圍繞復(fù)雜水網(wǎng)區(qū)面臨的供水、水災(zāi)害、水環(huán)境等水問(wèn)題，通過(guò)模型優(yōu)化確定河網(wǎng)閘泵調(diào)度方式和時(shí)機(jī)，提出了工作量減小、可操作性增強(qiáng)、水環(huán)境改善效果明顯等多效合一的工程調(diào)度運(yùn)行模式。大大提高了調(diào)度期內(nèi)水資源利用率，在滿足防洪排澇目標(biāo)的前提下可有效改善河涌水質(zhì)狀況，為區(qū)域供水、防洪排澇、水環(huán)境改善等多目標(biāo)調(diào)度決策提供技術(shù)支持。

圖1 技術(shù)簡(jiǎn)介圖

技術(shù)指標(biāo)

1.多目標(biāo)效益明顯：在實(shí)現(xiàn)防洪排澇目標(biāo)的前提下，可以有效改善圍內(nèi)河涌水質(zhì)狀況，在應(yīng)用示范區(qū)城區(qū)河段調(diào)度后水質(zhì)由劣V類提升至III類左右，綜合水環(huán)境、水生態(tài)、水安全等總體多目標(biāo)效益明顯。

2.復(fù)雜河網(wǎng)區(qū)洪澇預(yù)報(bào)成果的預(yù)見(jiàn)期可從常規(guī)的2小時(shí)，最高提高到6小時(shí)以上；閘泵群整體調(diào)度時(shí)長(zhǎng)縮短60%以上；河網(wǎng)區(qū)水系活水換水效率提高50%以上，水體置換率提高20%以上。

3.成本低：基于本技術(shù)轉(zhuǎn)換為實(shí)際部署軟件約為50萬(wàn)元-100萬(wàn)元，較常規(guī)國(guó)外商業(yè)軟件節(jié)省資金成本50%左右，且可一次投入，長(zhǎng)期使用。方案運(yùn)行期間不會(huì)額外增加運(yùn)維成本，投入運(yùn)行后可有效降低人工成本約20%，水環(huán)境改善效益增加約30%。較傳統(tǒng)人為調(diào)度模式，結(jié)合閘泵自動(dòng)化控制的智能調(diào)度技術(shù)，可大幅縮減閘泵值守人員，節(jié)約人力成本70%以上。

技術(shù)特色

1. 針對(duì)復(fù)雜水網(wǎng)區(qū)面臨的供水、水災(zāi)害、水環(huán)境等水問(wèn)題，以閘泵群多目標(biāo)智能調(diào)度決策為目標(biāo)，集成了復(fù)雜水網(wǎng)水文-水質(zhì)集合實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)、復(fù)雜水網(wǎng)水動(dòng)力水環(huán)境改善調(diào)度、咸潮河網(wǎng)水生態(tài)調(diào)控等一系列全面且成體系的技術(shù)。

2. 根據(jù)區(qū)域多目標(biāo)約束及優(yōu)化的基本原則和總體要求，內(nèi)置水閘泵站調(diào)度響應(yīng)秩序，一定程度上實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜河網(wǎng)區(qū)閘泵群調(diào)度的自動(dòng)優(yōu)化，具有智能化調(diào)度特點(diǎn)。

3. 具有較好的適應(yīng)性，能較好的實(shí)現(xiàn)供水等興利調(diào)度、防洪排澇調(diào)度、水環(huán)境改善調(diào)度等目標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換。

經(jīng)典案例

1.應(yīng)用于珠江三角洲中順大圍聯(lián)合調(diào)度

基于該成果構(gòu)建了珠江三角洲中順大圍河網(wǎng)水量、潮位預(yù)報(bào)以及一維水動(dòng)力-水質(zhì)模型，通過(guò)接入國(guó)家氣象實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)邊界數(shù)據(jù)，模擬計(jì)算不同邊界以及閘泵群聯(lián)控方案情況下中順大圍的水量-水質(zhì)過(guò)程，最終構(gòu)建調(diào)度方案庫(kù)，為中順大圍水量水質(zhì)調(diào)度的科學(xué)決策提供支撐。

以圍內(nèi)河涌氨氮指標(biāo)為例，聯(lián)合調(diào)度實(shí)施前，聯(lián)圍內(nèi)河涌水質(zhì)普遍較差，岐江河城區(qū)段化學(xué)需氧量、氨氮濃度處于劣V類；聯(lián)合調(diào)度實(shí)施后，板芙、大涌、渡頭、員峰橋的各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均得到了較大改善，岐江河城區(qū)段由劣V類提升至III類左右?？菟畻l件下區(qū)域水環(huán)境總體提升效果在29.3%左右（以化學(xué)需氧量和氨氮指標(biāo)計(jì)算）。

圖2 中順大圍應(yīng)用場(chǎng)景

圖4 中順大圍水量調(diào)度模擬及分析系統(tǒng)-水質(zhì)成果管理界面

圖5 中順大圍應(yīng)用效果圖

2.應(yīng)用于廣州市番禺湖智能調(diào)度

基于該成果構(gòu)建了市橋水道附近河網(wǎng)水量、潮位預(yù)報(bào)以及一維水動(dòng)力-水質(zhì)模型，模擬計(jì)算番禺湖設(shè)計(jì)方案實(shí)施前、后的潮流場(chǎng)和水質(zhì)情況，分析了不同水閘調(diào)度方案下工程附近水動(dòng)力及水質(zhì)變化趨勢(shì)，最終構(gòu)建調(diào)度方案庫(kù)，為市橋水道水量水質(zhì)調(diào)度的科學(xué)決策提供支撐。

以市橋水道大龍滘斷面的氨氮、化學(xué)需氧量和總磷的濃度為控制指標(biāo)，充分利用龍灣閘、雁洲閘聯(lián)合調(diào)度，經(jīng)過(guò)2日調(diào)度，將水源地內(nèi)大部分水體中的上述指標(biāo)濃度降低50%以上，水質(zhì)改善較明顯。同時(shí)，還防止了污染水體回蕩，不但可以保證上游水體不受潮流頂托，加快下泄速度，而且增加水體的稀釋和自凈能力，促進(jìn)番禺湖及市橋水道水體的良性循環(huán)。

圖6 雁洲閘（枯季）COD濃度分布模擬效果圖

不考慮水閘，b-考慮水閘）

圖7 雁洲閘（枯季）COD斷面出入通量統(tǒng)計(jì)圖

圖8 龍灣閘（洪季）COD濃度分布模擬效果圖

（a-不考慮水閘，b-考慮水閘）

圖9 龍灣閘（洪季）COD斷面出入通量統(tǒng)計(jì)圖