灌区数字化管理模型

技术来源

       国家计划 。

技术简介

       该管理模型包括灌区需水预测模型 、灌区水资源配置模型 、灌区渠系优化配水模型及水力模 拟模型等 4种 。一是灌区需水预测模型， 灌区需水预测模型有 3 种方法： 根据用水户实际缴纳水 费确定需水量； 根据灌溉经验灌水定额 、作物种植面积确定灌溉需水量； 根据作物系数法 、彭曼 公式计算灌溉需水量 。二是灌区水资源配置模型， 根据灌区涉及的地区和不同的用水部门， 在满 足各部门最低用水要求的基础上， 合理分配灌区有限的水资源， 得到灌区水费收入高 、灌区总缺 水最少等目标， 最终得到灌区各地区各用水部门的分配水量 。三是灌区渠系优化配水模型， 此模 型包含 2个分模型 ：灌区轮灌分组模型， 轮灌分组模型将灌区的下级渠道划分为几个不同的灌溉 分组， 同一分组之内的渠道可以同时启闭分水闸门， 方便灌区管理员调节闸门； 基于来水条件的 渠系优化配水模型， 本模型依据灌区的实际来水条件配水， 得到的配水方案更符合灌区的实际配 水情况 。这 2个渠系优化配水模型均能提供包含配水流量和配水时间的配水方案， 为灌区的配水 工作提供指导意义 。 四是灌区渠系水力模拟模型， 模拟水流在渠系中的运移过程， 为节制闸和分 水闸的及时 、合理运行调度提供依据 。

技术指标

     （1）灌区需水预测模型 。可以根据作物种植结构 、面积 、生长过程和降水量及土壤含水量变化， 及时准确预测灌区灌溉需水量，据此制定合理灌水计划，可提高灌水时间和灌水量精度 20%~30% 。

（2）灌区水资源配置模型和渠系优化配水模型 。应用灌区水资源配置模型和渠系优化配水模 型可提高供水服务水平， 提高供水保证率 10%左右， 节水 8%左右， 提高配水均匀度 15%左右 。

（3） 渠系水力模拟模型 。应用渠系水力模拟模型可以准确模拟计算渠道水流推进过程， 提高节制 闸和分水闸运行管理控制水平，估算可以提高水资源利用效率10%左右 、减少弃水 15%左右。

应用范围及前景

       适用于大中型灌区现代化管理建设管理 、数字孪生灌区模型库建设 、灌区智慧化管理通用管 理软件开发 。

2022年年底水利部开展了数字孪生灌区先行先试工作， 数字孪生灌区建设是未来很长一段时 间灌区现代化的重点工作 。本技术中的灌区需水模型 、灌区水资源配置模型 、渠系水力模拟和优 化配水模型是灌区配水工作中重要内容， 也是数字孪生灌区模型库中重要方面 。建设数字孪生灌 区必然需要数字孪生模型的支撑， 已经解决了数字孪生灌区模型库建设部分问题， 有着广泛的应 用前景 。可以在此基础上结合各灌区的实际情况和需求， 构建通用模型库 。

持有单位： 北京乐水新源智能水务科技有限责任公司 、滨州引黄灌溉服务中心

单位地址： 北京市丰台区丽泽路 24号平安幸福中 心 写字楼 B座 35层

联  系  人： 陈学娟

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