10高芳-初始场同化技术在黄孝河机场河模型中应用.pdf

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1、模型初始场同化技术在黄孝河机场河流域在线模型中的应用中建三局绿色产业投资有限公司2023年3月1.总体背景2.黄机模型搭建3.应用场景及成效 武汉市黄孝河、机场河水环境综合治理工程政策导向总体背景城市水务系统建设及运维加强数字化转型，加快构建智慧水利体系，提高“预报、预警、预演、预案”能力。“十四五”智慧水利建设规划2021.10水利部2022.02水利部关于印发2022年河湖管理工作要点的通知加强智慧河湖建设。提升河湖监管信息化水平，开展河湖遥感监管，完善河湖管理信息系统。数字中国建设整体布局规划2023.02中共中央、国务院建设绿色智慧的数字生态文明，构建以数字孪生流域为核心的智慧水利体系

2、。2021年2022年2023年加强智慧水务、园林绿化等专业领域管理监测、养护系统、公众服务系统研发和应用示范。“十四五”全国城市基础设施建设规划2022.08住建部、发改委加强智慧平台建设。建立完善城市综合管理信息平台，整合各部门防洪排涝管理相关信息，满足日常管理、运行调度、灾情预判、预警预报、防汛调度、应急抢险等功能需要。关于加强城市内涝治理的实施意见2021.04国务院构建智慧水利体系，以流域为单元提升水情测报和智能调度能力。十四五规划和2035年远景目标纲要2021.03 国务院推进信息系统建设。推行排水户、干支管网、泵站、污水处理厂、河湖水体数据智能化联动和动态更新，开展常态化监测评

3、估，保障设施稳定运行。“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划2021.06国家发改委、住建部推动流域智慧化管理，全面推进算法算力建设，将成为流域治理的重要手段。武汉市黄孝河、机场河水环境综合治理工程面临问题总体背景流域治理建设及运维模型应用欠缺模型模拟在流域系统治理中的使用仍在发展阶段 预见性不足对远期的管网、河道、设施的水质和水力状况的预见性不足调度能力不足流域视角下多系统联动十分复杂，难以发挥设施的最优能力 监管手段欠缺缺乏有效的水质水力监控传统水务工程及管理的局限性 武汉市黄孝河、机场河水环境综合治理工程基于水力学方程的机理模型逐渐成为主流工具总体背景发展趋势模型在城市雨污水治理中的

4、应用20 世纪70 年代，美国环保署发布暴雨管理模型，成为城市排水系统水动力模型开发的开端城市排水模型起源20世纪80年代，地理信息系统被逐步融入到城市雨洪模拟中，出现MOUSE为代表的商业模型地理信息系统融入20世纪90年代，商业软件的二维模拟逐渐成熟，模型被逐步用于现状评估，辅助规划设计二维模型趋于成熟进入21世纪后，欧盟提出基于管网-污水厂-河道模型的集成发展，标志模型一体化水动力水质模型的成熟厂网河模型一体化近年来，基于预报数据的在线模型在维也纳、哥本哈根等地得到应用，国内近两年逐步有相关落地项目在线模型模拟应用 武汉市黄孝河、机场河水环境综合治理工程发展趋势总体背景排水系统模型搭建与

5、应用实时模型优化调度监测/预报数据模型预测控制高频更新高频预测离线模型历史/设计数据给定已知规划评估数据量增大难度提升固定数据来源初始场边界条件调度规则模型作用在线模型在线预警滚动预测规则控制滚动更新监测/预报数据滚动：即定时触发，模拟时长拼接后完整覆盖现实世界，例如每天8点预报未来24小时高频：意味着模型模拟所消耗的时间必须压缩在一个监测数据交互步长内，例如每分钟刷新模拟未来1小时排水系统在线模型已成为发展趋势 武汉市黄孝河、机场河水环境综合治理工程发展现状总体背景排水系统模型搭建与应用如何利用有限的在线监测数据，实现对复杂的流域系统的高精确度模拟，是目前急需攻克的难题。国内多采用离线模型模

6、拟，较为普及；预测精准度低、实用性差；在国内较为少见，普及率不高；所需数据量大、边界条件多、设备设施要求高；离线模型在线模型技术难点当前国内模型建设仍以离线模型为主，在线模型处在逐步接受与应用进程中。流域面积大、实时数据量有限、降雨空间分布不规律，预测与实测差异大、预测结果偏小1.总体背景2.黄机模型搭建3.应用场景及成效 武汉市黄孝河、机场河水环境综合治理工程9n 黄孝河机场河水环境综合治理项目流域面积130km2，合流区占比38%，辐射人口约256万。总投资51.85亿元，建设期2.5年，运营期15年。项目实施机构:武汉市水务局政府出资代表:武汉碧水集团有限公司股东方:中建三局，武汉控股、