数字孪生黄垒河“防洪四预”平台

近日由我院牵头承担的水利部技术示范项目“地表地下联合调控雨洪资源利用技术”通过验收，所取得的成果得到了与会专家的高度评价。

自2017年以来，在水利技术示范、地方政府等多个项目支持下，针对沿海中小河流地下水库建成后面临库区水体含盐量高，缺少补给置换地下水的淡水水源及相关技术的难题，我院水文水资源研究所王宗志副所长团队创新性地提出通过地表水库与地下水库联合调控，充分利用雨洪资源补给地下水库，增加流域雨洪资源利用量、改善地下水库库区水质的成套技术，主要技术创新如下：

（1）开展了室内砂箱实验和含水层三维变密度盐水运移模拟模型研究，分析了不同情景下库区残留盐水楔时空变化过程，解析了地下水库残留盐水的淡化规律及其对不同河道控制水位、地下水开采量及位置、地下水库闸门开度及布置方式等人为调节的响应机制。

（2）利用预测控制方法，构建了以“模型预测-滚动优化-实时反馈”于一体的水库防洪预报调度一体化技术，在优化模块考虑了降雨预报信息，延长了洪水预见期，提高了模型的全局优化能力，提出了基于预报调度的雨洪资源利用方案。

（3）结合人工智能等方面，定量模拟地表水库调度、闸坝调控下河流和地下水动力过程；研发了时/日/月多时间尺度模型耦合嵌套方法，实现了洪水、地表地下水相互作用和供水等时间尺度差异明显的调节过程的统一调配。

（4）结合物联网、大数据等先进信息化技术，构建了集流域地表地下水立体监测、水雨情分析、地表地下水联合调度等功能为一体的雨洪智慧管控平台，形成了地表地下水库联合调控雨洪资源利用成套技术及应用模式。

上述成套技术全面应用于水利部数字孪生试点项目“数字孪生黄垒河流域”建设中，成果先后入选《数字孪生流域建设先行先试应用案例推荐名录（2022年）》和《数字孪生水利建设典型案例名录（2023年）》；“半岛地区中小河流洪水分散式滞蓄与报预调度一体化技术”入选水利部《2023年度水利先进实用技术重点推广指导目录》；A siphonic underground reservoir water changing device and method（GB2576826）、利用雨洪资源的河口地表地下立体挡水建筑物及运行方法（ZL202110235131.8）、一种直渠式地表径流测试设施及其使用方法（ZL 201610192524.4）、一种山丘区分散集蓄水的兜网式雨洪堰及其施工方法（ZL202010608923.0）等10余项系列国际/国家发明专利授权；累计发表SCI、EI期刊论文15篇，授权国际与国内发明13项、软著10项。