数字孪生技术与智慧水利枢纽建设思考探讨

数字孪生技术与智慧水利枢纽建设思考探讨

明珍

西藏自治区拉萨市城关区旁多水利枢纽管理局  850000

摘要:众所周知，水利工程是一项利国利民的好工程，有利于水资源的合理调度，满足人们生活过程中以及农业发展过程中用水需求，重要性不言而喻。随着时间的不断推移，智慧水利应运而生。智慧水利作用是提升水资源运用效率，提升水涝、旱灾的抵御能力，帮助国家经济快速的发展，减少损失。因此，本篇文章主要对数字孪生技术与智慧水利枢纽建设进行认真分析，以作参考。

关键词:数字孪生技术；智慧水利枢纽；建设；分析

目前我国水利工程项目已经在多地建设完成并投入到使用过程中去，水利工程项目在多个方面发挥出不可替代的作用。信息技术快速发展背景下，给予传统水利带来更多帮助，更是加快了传统水利发展速度，智慧水利就此出现。水利行业需要对数字孪生技术加大分析力度，利用数字孪生等技术的作用，帮助水利工程真正实现现代化、高质量发展目标。基于此，本文下面主要对数字孪生技术与智慧水利枢纽建设展开探讨。

1、概况

随着时间的不断推移，将数字孪生技术加入到西藏水利工程中去，西藏水利事业所取得的成果显著，为西藏和平发展奠定良好基础。党的十八大以来，西藏累计落实水利投资684 .5亿元，保证流域和水资源得到合理规划，重大水利工程得到科学配置；在农村饮水安全方面，西藏地区又建成农村供水工程1.9万余处，目前西藏全区建有农村供水工程2. 7万余处，覆盖人口达到281万人。

2、智慧水利的含义

目前智慧水利备受重视，它运用多项先进技术，例如：物联网、云计算技术等，助力水利工程的规划工作、建设工作以及运行管理等工作提高水平，并提升水资源的使用率，避免水环境、生态环境发生失衡问题，同时也助力我国社会经济真正实现可持续发展目标。

3、数字孪生技术的发展情况分析

通过对数字孪生理论最早的发现时间进行追溯，发现在2011年就已经出现，之后随着时间的不断推移，医学、工业等多个领域都加强了对数字孪生的重视程度，并加大研究力度。特别是在近几年，我们国家对数字孪生课题同样展开了研究，并将其加入到智慧城市管理、工业制造等多个领域当去，所取得的成果可见一斑[1]。

4、智慧水利建设的意义

众所周知，目前我国领土面积已经达到1045平方公里，地域十分广阔，但是各个地区间的地理环境、地质、地貌有很大不同，气候也有很大差别。暴雨洪涝灾害的出现，必然对人们的生命财产安全、城市的健康发展都会带来巨大影响，特别是西藏地区，需对江河展开防洪治理，可进一步提高抵御洪水灾害的能力。

智慧水利主要依托先进的信息科学技术，实现水利工程设施智慧化管理的目标。特别是在西藏水利防洪调度、旱灾预防等多个方面发挥出重要作用，保护人们的生命财产不会受到影响与威胁，帮助社会平稳发展。

5、智慧水利发展中存在的问题

5.1感知能力差

据了解，目前西藏地区智慧水利在发展与建设中，基础设施的发展并不是特别完善，感知监测能力较弱，依旧有部分设备设施需要以人工的方式进行监测以及处理，想要真正实现智能检测 目标还需要一段时间以及付出更多的努力。例如：目前西藏地区部分大型水库未建立智能监测系统（此系统作用为保护工程安全）；小型水库也未构建监测报讯系统等[2]。

5.2智能应用存在问题

因为智慧水利在我们国家发展的时间尚短，大数据、云计算技术并没有得到更好应用，所以智慧水利的发展速度并不是很快。另外，西藏地区水利工程项目建设速度快，设施在运转过程中出现更多的数据信息，但是在当下西藏地区水利建设环境中却并未对数据信息展开针对性处理，最终造成数据的分析结果有问题（差异大）。

6、阐述数字孪生技术与智慧水利枢纽建设的融合方案

6.1应用方案

首先，三维建模。将原有工程施工图纸作为重点，采用三维建模软件展开分析，构建出三维场景的三维模型，站在专业的角度保证模型与现场实际情况之间无任何差异。

其次，署性信息叠加。模型建立后，为数字化管理提供载体是主要作用，工程数据是管理的目标。属性信息按照模型层次进行了分类，主要内容为:宏观级、中关级、微观级[3]。

最后，运行管理模块的运用。此模块主要针对工程项目设计指标、技术参数等多项内容展开管理，而且是以分类管理的方式进行，分层管理方法优势很多，例如：可帮助工作人员进行查询以及修改等。图1是三维可视化地形图。图2是某水利枢纽三维模型图。

图1     三维可视化地形图

图2      某水利枢纽三维模型图

6.2西藏地区水利工程数字孪生体的构建

运用BIM技术与GIS和数字孪生技术，在西藏地区重要水库、堤坝等项目中进行监测系统的构建，通过绘制关键数据进行三维场景的模拟仿真，再依托无人机倾斜拍摄等技术，构建出水利工程数字孪生技术系统，此系统非常高效[4]。

6.3 智慧平台管理制度

众所周知，智慧水利枢纽的建设复杂性强，其中包括多项内容，涉及到的专业技术门类也很多，所以管理单位需要及时更新自己传统的工作方法、思维，站在多个角度去分析问题。另外，管理制度也需要及时更新，引进更多专业的人才，加大技术研究的力度，保证工程设施与技术管理方法无任何问题。

6.4数字孪生技术与巡检管理系统的融合

在西藏智慧水利管理过程中，重点内容包括对设备的巡检。通过巡检系统，便可以第一时间发现存在的问题，并快速解决，保证西藏地区智慧水利工程项目在运行中可更加顺利。巡检系统当中包括许多功能，例如：巡检工作任务、记录问题等，从而保证维修养护管理工作可以更加专业、更加细致[5]。

6.5加强新技术应用的力度

应用卫星与雷达等遥感技术，对西藏大范围区域展开监测。智能视频监控系统发挥出作用后，可实现自动识别，结合不同监测所提出来的要求，应用无人机、机器人等设备[6]。

结束语:

总之，智慧水利是新时代背景下水利工程高质量发展的方向，将数字孪生技术加入到智慧水利枢纽建设过程中去，必然会进一步提高智慧水利管理的水平，帮助系统在运行管理期间向着智能化的方向发展等。另外，相关管理工作人员需要避免出现成本浪费问题，助力智慧水利更好发展。

参考文献：

[1]王僖. 智洋创新“AI+行业”战略赋能智慧水利 董事长首次详释数字孪生技术[N]. 证券日报, 2023-10-09 (B02).

[2]王松岳;陈凤琴;朱照远. 数字孪生技术在智慧水利建设中的应用 [J]. 山东水利, 2023, (09): 13-14.

[3]杨青素;毕保力;亓茜萌. 论档案管理工作在智慧水利建设中的发展方向 [J]. 水利技术监督, 2023, (09): 93-95+118.

[4]俞志强;俞瑾. 数字地理可视化技术在数字孪生流域建设中的作用探讨 [J]. 治淮, 2023, (09): 32-34+37.

[5]史亚平;王佳丽;徐世雄. 数字孪生技术在智慧水利工程中的应用与发展阐述 [J]. 城市建设理论研究(电子版), 2023, (24): 211-213.

[6]高念高. 数字孪生水利工程中的大数据应用初探 [J]. 信息技术与标准化, 2023, (08): 87-91.