市水利局打造“区域旱情预警及调度”应用
全面提升水资源调控和供水保障能力
“区域旱情预警及调度”应用是浙里“九龙联动治水”试点领域的多跨场景应用,由宁波市水利局按照省水利厅的部署要求先行建设。该应用聚焦提升抗旱保供水能力,通过城镇供水从“源头到龙头”的全链路动态分析,实现城镇供水能力的科学计算及预测预警,形成“动态分析、超前预警、智能调度、精准服务”的区域供水管理模式,为城市联网供水调配、跨区域引水调度提供科学支撑。该应用在“浙政钉”上线以来,供水调度模拟预测速度从原来人工计算的小时级提升至分钟乃至秒级,预测覆盖范围从中心城区扩大至全域,为旱情调度实战决策提供了强有力的技术支撑,取得了2021年初特大旱情期间的“全市城镇无一天断供,中心城区无一天限供”的抗长旱保供水成效。
一、需求分析
宁波是“水乡”,但水资源相对短缺,人均水资源量仅为全省的59%、全国的55%;受水资源时空分布不均匀及各水源管理权属不同的影响,旱情期间易出现局部地区用水紧张及区域供水不均衡的情况,抗旱保供水压力较大。一是供水信息分散、综合监管能力薄弱。宁波全市有城镇供水企业60家,企业以自我管理为主,且供水信息涉及水利、环保、住建和卫健等多个部门,供水信息共享不足,给供水行业管理造成较大困难。二是旱情会商效率低、决策支撑能力不足。面对旱情情势,各地报送数据不及时,线下会商效率低,缺乏科学高效的供水情势分析及供需预测预判支撑。三是供水信息发布不够精准、公众服务能力不足。部门平时发布供水信息较少,特别是旱情严重时,向重点用水企业及社会公众及时、准确、实时发布旱情预警信息的能力不足,导致企业和群众对区域供水动态、节水措施等知晓不够,影响其生产生活。
二、场景建设
该应用基于供水信息的全面汇聚和共享,构建全大市多水源联网联调分析网络和智能计算模型,实现实时分析旱情形势、准确发布旱情预警信息、科学制定调水配水方案,切实保障城镇供水安全。主要包括4个子场景。
1.供水情势分析子场景。全面整合降雨数据、水库实时蓄水数据、水厂日供水数据、生态用水等数据信息,对“源头-龙头”整个链路上的各类要素进行同比环比分析、分类分区统计、重点对象分析等,支撑区域水资源的丰枯形势及供给状态的判别。比如,通过对各个供水水库的供水水厂取水口监测数据包括当年取水量、当月取水量、昨日取水量、取水量过程等信息进行分析,掌握各供水水厂的取水信息。又如,针对当前大中型水库的蓄水情况,提供各个蓄水分析指标的实时在线分析计算,掌握水库蓄水量及水位变动趋势。此外,应用还提供水资源情势报告的在线定制及自动生成功能。
2.动态预报预警子场景。对全市大中型、小型供水水库以及所有城镇供水水厂之间“N-N”的供水关系进行梳理,明确每座水库的供水对象、每座水厂的供水水源。利用水库可供水分析计算流程,按照50%、75%、90%、95%、无降雨等不同来水频率,构建水库可供水量逐日滚动计算模型,计算期末蓄水量、可供水天数等分析结果指标,实现供水可持续能力的预测预判。构建全市水资源供需预警指标,按照红橙黄分三色进行供水预警管理。
3.供水调度会商子场景。依托可视化供水调度预演大屏,根据实际地图进行中心城区双网联调网络呈现,并实时展示八大水库、五大水厂的实时水量信息。分析中心城区水库-水厂供水拓扑结构,构建中心城区双网联调概化图,进行链路动态呈现。结合概化图,呈现当前计算方案信息,包括水库蓄水量、当前供水量、分支供水量、可供水天数等信息,实现供水调度可视化在线会商和预演。智能生成最新工况下的水源预报预警成果,为全市一体化供水调度提供支撑。
4.供水信息服务子场景。旱情期间,向供水企业实时发布水源可供能力和可供时间,向重点用水企业发布旱情信息、水源地预警、限水措施,向群众发布旱情预警、节水措施、限水公告等,强化企业和群众风险防范意识,减少供水紧张对生产生活的影响。
三、改革突破
一是建立城镇供水统一管理机制。依托省水利厅“水利大脑”和宁波市一体化智能化公共数据平台,汇集水利局、生态环境局、卫健委、水务环境集团以及市(区、县)供水管理部门、供水企业的供水信息,整合全市62座供水水库、3个河道水源、62座供水水厂数据,对供水数据治理后形成水资源供需预警专题库,统一存储于智慧水利数据仓,实现区域供水信息从“多部门分散”到“统一监管”,有力提升了城镇供水管理能力。
二是建立区域旱情智能会商机制。通过计算机动态智能计算,重塑四预(预报、预警、预演、预案)管理,构建区域旱情智能会商预演机制,实现旱情预警调度由人工计算向智能分析转变,由监测预警向预报预警转变,由线下会商向线上预演转变,全面提升旱情预测预警能力。
三是建立水资源联调联控机制。出台《宁波市大中型水库水资源利用联调联控方案(试行)》,制定跨区域引水调度规则,明确正常期和抗旱期的联调联控制度,当面临轻度干旱、中度干旱、严重干旱、特大干旱时,分别实施节制供水、限制供水、抗旱、非常抗旱水源调度措施,构建形成“多水源联合调度、多管道联网供水、多水源互为备用”的体系,最大程度提高现有水源利用效率,及时发挥抗旱效益。
四、下步打算
该应用目前实现了指定频率来水计算和动态预报,但是自动预报预警、智能生成供水调度方案等功能尚未实现。下一步,将结合三江流域数字孪生监测应用建设,依托数字孪生平台,迭代水资源供需预报分析功能,推进来水和需水自动预报、供需分析计算方案的优化;进一步推动应用功能由旱情调度向水资源常态化调度升级,打造全市水资源数字化治理新模式。
(市水利局)