近日,水利部科技推廣中心公布《2025年度水利先進實用重點推廣指導目錄》,黃河設計院研發的“小禹堤防隱患智能巡檢系統” “水利水電工程數字設計工廠關鍵技術” “云河地球數字孿生模擬仿真引擎”等6項技術成功入選。
小禹堤防隱患智能巡檢系統
該系統針對傳統堤防隱患探測效率低、成本高、汛期難以大范圍應用等問題,采用基于電磁感應原理的非接觸拖曳作業模式,實現堤防隱患的連續、高效巡檢。依托快速成像及智能異常判別算法,可在強電磁噪聲環境下實時處理海量巡檢數據,自動識別滲漏等內部隱患,顯著提升巡查效率與結果可靠性。巡檢成果可通過標準接口實時上傳各類數字化平臺,便于納入工程安全監測和智慧水利系統。
受水利部委派,小禹堤防隱患智能巡檢系統應用于2024年、2025年汛期連續參與東北遼河、內蒙哈素海汛期應急搶險工作,累計巡查堤防200余公里,發現30余處滲水隱患,為險情提前處置提供了重要技術支撐。該技術成果應用于黃河下游堤防濟南穿黃隧道段、四川玉溪河灌區、新疆頭屯河水庫、柯賽依水庫等工程滲漏隱患排查,取得了很好的應用成效。
水利水電工程數字設計工廠關鍵技術
該技術圍繞水利水電工程全專業、全鏈條、全周期數字化協同設計,構建基于數據科學的數字設計工廠體系,提出無感化多源異構 數據采、存、管、用新框架,研發“大數據預測、傳統計算、模擬仿真”相結合的設計生成、優化與驗證關鍵技術,打造流程化、標準化、模塊化的設計車間云平臺,形成工廠式新型設計生產方式,支撐行業數字化轉型并顯著提升設計質量與效率。
黃河設計院自主研發的數字設計工廠已成功應用于小浪底、古賢、東莊等水利樞紐和九峰山、大熊山抽水蓄能電站工程,并推廣至寧夏水利水電勘測設計研究院有限公司,促進了新質生產力形成。
云河地球數字孿生模擬仿真引擎
該系統基于四叉樹+立方體球體的多源異構時空數據融合與高效加載技術,構建云河地球平臺,實現高保真、強擴展、泛兼容、支持復雜流域三維場景演變的仿真能力;在顯著降低硬件依賴前提下,可于含國產顯卡的信創環境穩定運行,為水利及其他行業數字孿生應用提供統一三維仿真與交互環境。
云河地球數字孿生模擬仿真引擎在黃河中下游防汛“四預”、數字孿生小浪底、數字孿生三門峽等項目得到應用,全面支撐水利行業及其他行業的數字孿生應用需求。
應急響應中地下水高效探采與分質處理關鍵技術及裝備
該技術提出了應急響應中多場景地下水源快速圈定流程動態重構決策模式;形成了地下水源“識別-探測-定位-開采-增水-凈水-供水”完整的地下水源快速探測和開采技術體系;研發了具有檢測功能的移動式取、送、供一體化協同處理設備;實現了時間和精度雙約束下地下水源的快速探測與開采,有效解決了應急抗旱期地下水源靶區圈定和探測速度慢、成井率不高、水質處理效率低的難題。
本技術應用于“杭州市鸕烏鎮地熱資源勘察”“鄂爾多斯杭錦旗、烏審旗供水工程”“貴陽沙文水泥廠攪拌站供水井施工”等共計5個大、中、小型水文地質勘察類項目。為各類項目解決了水源地選址、井管護壁、高效供水和分質供水等技術難題,創造直接和間接經濟效益超千萬元,取得了良好的經濟社會效益。
平原區立體水網協同調控與功能提升關鍵技術
該技術基于平原區立體水網建設需求,提出融合水流路徑與水力聯系的結構化建模方法,構建水流可控性評價與主導功能閾值測算理論,形成面向多功能目標的水流路徑解析和需水核算技術。通過立體水網調控模擬器,實現“互聯控水-優化適配-協同調控”的系統方案,提升水網在防洪、供水與生態等方面的綜合保障能力,破解平原水網“引不進、流不暢、蓄不住”等問題。
技術成果獲水利部水利水電規劃設計總院、黃委規劃計劃局、河南省水利廳等部門采納,支撐國家至省市多層級水網規劃與工程建設,成為國家水網精細化管理與智慧決策的現代化工具平臺,支撐《國家水網建設規劃綱要》《南水北調東中線成網互濟潛力研究》編制,推動“一主四域”水網格局與黃淮海多水源優化,應用于《黃河流域生態保護和高質量發展水安全保障規劃》,為流域水資源配置、防洪抗旱及河流健康提供技術支撐,被《河南省現代水網建設規劃》采納,成為水資源精細化管理關鍵依據,奠定省域水網空間格局理論基礎。
水工建筑物在線智能監測分析預警平臺
該平臺針對水工建筑物監測數據分析深度不夠、處理效率低和在線綜合評判困難等問題, 融合機器學習、數據融合與智能評判等算法,構建“數據治理-異常診斷-融合評判-預測預警”的全鏈條智能監測技術體系。突破異常值精準識別、缺測數據智能補插、多測點協同診斷和多源信息融合評判等關鍵環節,形成從單測點到區域再到整體的多層級評價體系,實現透徹感知、自動接入、深度分析和準確預警。
水工建筑物在線智能監測分析預警平臺關鍵技術自2023年6月首次投入使用以來,已在小浪底水利樞紐、古賢水利樞紐、曹娥江大閘、環北部灣廣東水資源配置、三門縣佃石水庫、新疆NAGQ等多個重大水利工程中成功應用,技術成果成熟穩定,實用性強。累計管理監測點位超過4萬個,處理各類監測數據7000萬條以上,系統穩定性達99%以上。研究成果已在多個大型水利項目中成功應用,并依托項目技術成果開發的數字孿生工程安全系統、安全監測分析預警系統、安全監測信息管理系統等系列平臺系統,均實現穩定運行。監測數據處理效率提升3倍以上,異常識別準確率達90%以上,有效提升了大壩安全監控的智能化水平,為工程安全穩定運行提供了可靠技術保障,充分驗證了項目技術成果的先進性和廣泛適用性。
