长江中下游“三水”协同调控关键技术与应用

任务来源：

技术领域：水利信息化

技术来源：中国水利学会成果评价

技术简介

成果针对多水共治和水资源安全保障等国家重大需求，以长江中下游流域为核心研究区域，围绕流域“三水”协同调控关键技术进行了深入系统研究，取得了一系列创新成果，并取得成功应用。

主要性能指标

技术特色

1．创建了水量-水质-水生态-调控底层耦合模型。基于“点-线-面-体” 多尺度最小空间计算单元的有序拼接及其变量积分与耦合，实现了模型跨时空尺度、全过程底层耦合的零突破；研发了流域底层耦合模型的分布式高性能计算技术，解决了底层耦合指数倍数据增量带来的运算负荷难题，克服了采用过程积分均化带来的误差。 2．创立了大数据和机理模型双引擎驱动的流域三水协同计算技术。研发了多源异构数据和人工智能算法相结合的大数据引擎，构建了动态监测数据校准边界条件和孪生模拟数据优化全局模型参数的水量-水质-水生态-调控全过程机理模型引擎，创建了基于环境数据特征的双引擎自优选方法，实现了三水协同的全天候实时模拟与自主预报决策，突破了等待时间长、模拟效率低的算力瓶颈。 3．构建了三水协同调控多级云边平台技术。集成“一级公有云”实现三水融合全流域模拟、“次级私有云”中尺度个性化精细模拟与调控决策及边缘端精准服务，实现了流域水量水质水生态质量未来3天、5天精准快速预报以及水华、山丘区流域洪水、干流梯级水资源水环境调控、流域生态调度及供水风险快速精准预警和管控高效业务化应用。

推广情况

项目取得了数十项发明专利、软件著作权，发表了多篇高质量论文、专著，在长江中下游江西、湖北、浙江、上海等省市，三峡库区及长江中游干流、丹江口水库及汉江中下游、洞庭湖、鄱阳湖、太湖等重要流域，南水北调中线、引江济汉、鄂北调水等重大工程进行了推广应用。在防治洪水灾害、水华风险预警、保障生活生产生态供水、保障粮食灌溉增产、应对突发污染事件、保障饮用水安全、支撑管理部门能力建设及环境风险管控等多方面取得了显著的经济、社会和生态环境效益，推广应用前景广阔。

典型案例

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负责人：张苗

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武汉大学、中国水利水电科学研究院、湖北省水利水电科学研究院、长江水利委员会水文局、水利部中国科学院水工程生态研究所、浙江省水电勘测设计院有限公司、四川大学、中水科水利环境研究院（苏州）有限公司

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