《DB34_T4698-2024数字孪生灌区建设技术导则.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《DB34_T4698-2024数字孪生灌区建设技术导则.docx（19页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。
1、ICS 35.240.99CCS P 57DB34安徽省地方标准DB34/T46982024数字挛生灌区建设技术导则Technicalguidelinesfortheconstructionofdigitaltwinirrigationdistricts2024-02-11 实施2024-01-11发布安徽省市场监督管理局发布目次前言II1范围12规范性引用文件13术语和定义24基本要求25建设内容25.1 总体框架25.2 感知体系35.3 控制体系55.4 支撑体系55.5 数字挛生平台65.6 业务应用平台96安全要求10附录A（资料性）不同类型水闸的控制运用11附录B（资料性）工程基础
2、数据分类12附录C（资料性）灌区专题模型参考13参考文献17前言本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由安徽省水利厅提出并归口。本文件起草单位：中国水利水电科学研究院、安徽省（水利部淮河水利委员会）水利科学研究院、中国灌溉排水发展中心、安徽省济史杭灌区管理总局、安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司。本文件主要起草人：张宝忠、杜丽娟、杨开静、魏征、戴玮、陈皓锐、姚彬、顾涛、雷波、白美健、陈根发、谢崇宝、刘怀利、史源、陈来宝、徐海、李杨、仰名球、赵智。数字挛生
3、灌区建设技术导则1范围本文件规定了数字挛生灌区建设的基本要求、建设内容和安全要求等。本文件适用于数字挛生灌区的建设。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB3838地表水环境质量标准GB5084农田灌溉水质标准GB/T20203管道输水灌溉工程技术规范GB/T21303灌溉渠道系统量水规范GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB/T28418土壤水分（墙情）监测仪器基本技术条件GB/T28570水轮发电机组状态在线
4、监测系统技术导则GB/T30950闸位计GB/T33113水资源管理信息对象代码编制规范GB/T37391可编程序控制器的成套控制设备规范GB51171通信线路工程验收规范JB/T8735.2额定电压450/750V及以下橡皮绝缘软线和软电缆第2部分：通用橡套软电缆SL75水闸技术管理规程SLZT213水利对象分类与编码总则SL323实时雨水情数据库表结构与标识符SL/T324水文数据库表结构及标识符SL330水情信息编码SL364土壤墙情监测规范SL380水资源监控管理数据库表结构及标识符标准SL385水文数据GlS分类编码标准SL515水利视频监视系统技术规范SL551土石坝安全检测技术规
5、范SL566水利水电工程水文自动测报系统设计规范SL601混凝土坝安全监测技术规范SL577实时工情数据库表结构及标识符SL725水利水电工程安全监测设计规范SL766大坝安全监测系统鉴定技术规范SL768水闸安全监测技术规范SL/T783水利数据交换规约SL/T803水利网络安全保护技术规范SL/T809水利对象基础数据库表结构及标识符SL/T812.1水利监测数据传输规约第1部分：总则3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1数字学生灌区DigitaItwinforirrigationdistrict以物理灌区为单元、时空数据为底座、数学模型为核心、水利知识为驱动，对物理灌区全要素和建
6、设运行全过程进行数字映射、智能模拟、前瞻预演，与物理灌区同步仿真运行、虚实交互、迭代优化，实现对物理灌区的实时监控、发现问题、优化调度的新型基础设施。3.2数字率生平台Digitaltwinplatform以基础数据、监测数据、业务管理数据、地理空间数据和外部共享数据等数据底板为算据，联结各种智能终端，借助AKArtificialIntelligenCe,人工智能）实现数据驱动，通过以水利专业模型、智能识别模型、可视化模型组成的模型库和以多年运行管理经验凝练成的专家经验和业务规则等知识库提供算法，融合大数据、物联网、视频、地理信息等多种ICT（InformaIionandCommunicati
7、onsTechnology,信息与通信技术）技术，为灌区运行监测和预报、预警、预演、预案提供学生数据服务、季生应用服务和季生集成服务的平台。4基本要求4. 1数字挛生灌区建设应因地制宜开展基础设施和平台体系建设，强化业务应用。4.2 数字挛生灌区建设应调研灌区管理现状，明确建设目标和建设内容，急用先建、分步实施。4.3 数字挛生灌区建设应整合己建、统筹在建、规范新建，避免重复建设，充分共享共用。4.4 数字挛生灌区建设应围绕灌区业务和功能需求与新一代信息技术融合创新，赋能灌区水资源配置、供用水调度、水旱灾害防御等主要业务。5建设内容4.5 总体框架数字挛生灌区建设内容主要包括感知体系、控制体系
8、、支撑体系、数字挛生平台、业务应用平台等。数字季生灌区总体框架见图1。灌区管理单位农业、工业、城乡供水用水户水行政主管部门其他授权用户用户业务应用平台L. -用水计量水费管理工程管理配水调度水旱灾害防御I灌区一张图 J两络安全一LL一数字李生平台模型库数据底板灌区专题模型智能识别模型可视化模型知识库预报方案 Il水利对象关联荚系一 业务规则Il历史场景Il调度方案I基础数据监测数据地理空间数据业务管理数据行政管理数据一运行维护一控制体系应用支撑平台 通信网络 计算存储Il调度中心感知体系11RWI气象I严频物理灌区:水源工程灌溉排水工程体系灌溉区城福诵植福V；L-J!图1数字挛生灌区建设总体框
9、架5. 2感知体系5.2.1 水情感知5. 2.1.1应在主要取（引）水口、配水口、分水口、排（退）水口、用水管理分界点等用水计量断面设置量水监测站。6. 2.1.2水位监测应满足以下规定：a） 采用地下水灌溉的，宜对机井水位进行监测：b） 灌区水位应采用相同的基面，水位测量点应选在渠道顺直、断面稳固的渠段，选址方法参考相关水文测验规范，当采用水尺（或电子水尺）进行水位测量时，水尺刻度应清晰易读，水面波动较大渠道宜在渠旁设置静水井测量水位，仪表测量水位应具有消除波浪影响的功能。c） 水位感知位置和仪器的选取应符合GB/T21303的规定。5.2.1.3流量监测应满足以下规定：a） 对超宽断面（
10、2Om以上）渠道，应根据技术经济比较，可使用缆道式测流、桁架式测流、轨道式测流、走航式ADCP（ACOUStiCDopplerCurrentProfiIerS,声学多普勒流速剖面仪）测流等：b） 机电井测流，宜采用带有远传功能的电子水表、电磁流量计和超声波流量计：c） 测流断面的测流渠段应平直、水流均匀：测流渠段纵横断面应比较规则、稔定；测流断面与水流方向应垂直；测流断面附近不应有影响水流的建筑物、树木或杂草等，测流断面在建筑物下游时，不能受建筑物泄流紊动的影响；在不规则的土渠测流时，应将测流渠段衬砌成规则的测流断面；（1）采用流速仪测流时，应选用适宜的设备；测流断面水位平稳，一次测流的起止时
11、间内水位涨落差不大于平均水深的2%;水中漂浮物应不影响流速仪正常运转。e）流量监测应符合GB/T21303的规定。5.2.1.4水质感知应满足以下规定：a）灌区可在取（引）水口、地下水取水口、排（退）水口、用水管理分界点等开展水质监测，有生活供水的，宜在生活用水取水口监测水质。b）灌溉水质应符合GB5084的规定，生活水质应符合GB3838的规定。5.2.2工情感知1.1.1.1 1工情监测宜覆盖水源工程、取（引）水工程、泵站工程、输配水渠（管）道、田间灌溉渠系、坪区的堤防、排（退）水沟（渠）及其建筑物、机电设备、金属结构设备、管理设施等。1.1.1.2 工程运行信息应监测闸（阀）门开度、荷我
12、、过流量、启闭时间，泵站运行工况、流量、实时负荷、启停时间，管道压力等。如下：a） 闸门开度采集设备选择应符合GB/T30950的规定：b） 泵站运行工况应对机组的振动、摆度、轴向位移、压力脉动、空气间隙、磁通密度、局部放电等运行状态进行实时监测，测点布置、传感器选择和数据采集等应符合GB/T28570的规定：c） 管道水流压力可采用压力传感器监测，压力值应符合GB/T20203的规定。1.1.1.3 工程安全信息应监测水库大坝、渠道及渠系建筑物（重点监测高边坡、高填方段）、堤防工程等的变形、渗流、应力应变等。大坝的监测点位、布置、频次应符合SL551、SL601和SL766的规定，水闸安全监
13、测应符合SL768的规定，其他水利工程应符合SL725的规定。1.1.1.4 可采用仪器设备监测、视频监视、水下探伤仪检测、无人航空器巡航、人工巡查等方式进行工程安全数据采集。5.2.3农情感知5.2.3. 1农情信息宜包括种植结构、播种Fl期、物候期、作物需耗水、灌溉面积、土壤墙情或田间水层等。在充分共享相关部门农情信息的基础上，可补充布设农情信息监测点。5.2.3.2土壤墙情监测仪器应符合GB/T28418的规定。5.2.3.3土壤墙情监测站配置应符合SL364的规定。5.2.3.4稻田宜配备水位传感器监测水层深度。5.2.3.5根据灌区实际需求，可采用遥感等方式开展作物种植面积等信息监测
14、。5.2.4气象感知5.2.4. 1根据灌区管理需要，在充分共享相关部门气象信息的基础上，可布设气象站或雨量站。5.2.4.2气象站或雨量站布设的位置、密度宜符合SL566的规定。5.2.5视频感知5.2.5.1视频感知宜监测内容可参考表1。*1视频感知宜监测对象序号水利工程类别宜监测内容水库大坝、溢（泄）洪道、泄洪闸、泄洪洞、水位尺等2闸站闸门、上（下）游水域及堤防、水位尺、闸机房等3泵站拦污栅、水位尺、进水闸、进水池、主厂房、副厂房、出口防洪闸和出水池以及输变电设施等4堤防堤顶、路面及附近水域等5护坡水位自记井（或其他水利建筑）、水位尺等6渠道渠道建筑物、渠堤、水位自记井、水位尺等重要监测
15、点水域、水位尺等5.3控制体系5. 3.1一般要求5.3. 1.1灌区控制体系宜涵盖取（引）水、输配水、排（退）水控制系统和田间灌溉控制系统。5.3.1.2控制系统宜配置RTU（RemOteTerminalUnit,远程终端单元）和PLC（ProgrammabIeLogicController,可编程逻辑控制器），具备远程控制、现地控制、备份信息、数据自动上报等功能。5.3.1.3应加强安全体系建设，配备安全网关、VPN（VirtUalPrivateNetWOrk,虚拟专用网络）设备，采用专线/互联网接入灌区调度中心。应采用安全可靠的网络传输方式，具备故障报警功能。5.3.1.4新建设节点宜采
16、用具有边缘计算功能的控制节点。5.3.2闸门控制5.3.2.1闸门控制宜包括闸门开度、闸前/后水位、闸门上/下限位、动力电压/电流、视频等监测设备。5.3.2.2对启闭机老化或无自动启闭设备的闸门，宜更新启闭设备和闸门，并配置自动控制系统，安装水位、闸门开度、限位、视频等监测设备。5.3.2.3对已配置PLC控制系统、具备现地自动后闭功能的闸门，宜配备安全网关、VPN设备。5.3.2.4各类水闸的控制运用要求可参照附录A,同时技术管理应符合SL75的规定。5.3.3其他控制5.3.3.1泵站控制系统应安装压力、温度、流量及泵站进、出水池水位和电气设备运行参数等监测设备。5.3.3.2机井控制系
17、统应配置井电双控系统，通过有线/无线方式，自动上报流量等监测数据，支持本地IC卡控制机井水泵启停等功能。5.3.3.3阀门控制系统宜包括电动/电磁阀门、流量计、阀门控制器等，可采用有线/无线方式接入灌区调度中心，支持远程/现地控制阀门启闭。5.3.3.4田间灌溉和排水的水泵、水闸、阀门等设备宜采用自动控制，控制系统布置应符合GB/T37391的规定。5. 3.3.5可建设全渠道智能联调联控，开发全渠道控制模型算法，可自动生成调度指令，实时调控运行范围内各级闸门。5.4支撑体系5.4.1 支撑体系宜建设应用支撑平台、通信网络、计算存储、调度中心等。5.4.2 应用支撑平台5.4.2.1应用支撑平
18、台宜采用微服务架构，支撑水旱灾害防御、水资源调配、工程管理等业务应用。5.4.2.2应用支撑平台应配置物联网平台、GlS平台、数据库、中间件等基础软件，应具备统一认证、统一权限、统一数据服务、运维监控、数据采集、空间信息分析和交换等能力。5.4.2.3应建设支持多网络、多协议接入的物联网平台，包括连接管理、设备管理、数据管理、业务支撑以及系统管理，提供从设备接入到数据推送全流程能力。5.4.2.4应统一身份认证，对用户资料应统一管理、存储；使用统一的登录页面进行登录；对登录后的用户身份真实性和有效性进行统一鉴定。5.4.2.5统一权限应定义系统用户其操作权限，平台功能设置访问权限。5.4.2.
19、6统一数据服务应提供通用的数据访问技术框架，应支持数据运算与格式转换，应对可用连接、数据源等系统资源根据预设规则进行动态分配管理，提供引擎状态监听接口。5.4.3通信网络5.4.3.1应建设测站与分中心（或中心）、分中心与中心之间的通信网络，应充分考虑信息的分级存储、分层管理、传输的负载均衡等技术措施。5.4.3.2宜构建覆盖全灌域取水口、分水口、排水口的闸、阀、泵监控站点的通信网络，自动传输传感信息和控制指令。5.4.3.3实施自动控制的取水闸、涉及群众生命财产安全的泄洪闸、关键的节制闸与分水闸宜采用控制专网，应与业务网和监控网实现物理隔离。5.4.3.4信息传输通信设备及其附属设施宜包括微
20、波通信设备、卫星通信设备、光纤传输设备、程控交换设备等。如下：a）网络连接设备及数据传输线路宜包括网络安全设备、网络路由设备、网络交换设备、数据传输设备、流量管理设备、综合布线系统等；b）数据传输应符合SL/T812.1的规定，应保证数据安全，根据采用的数据传输信道类型及其特性和项目需求，确定适合于信道传输的长度，采用同一种编码结构，不应交叉使用。5.4.3.5光缆施工应符合GB51171的规定，线缆施工应符合JB/T8735.2的规定。5.4.3.6涉及重大安全的信息通信宜同步建设应急通信网络。5.4.4计算存储5.4.4.1应建立统一编码、高效属性识别的数据库，数据库内分类与编码应符合SL
21、/T213的规定，表结构及标识符应符合SIJT809相关规定。5.4.4.2计算存储应根据应用场景需求选配建设基础计算与存储、人工智能计算和边缘计算。5.4.4.3基础计算与存储应包含服务器、存储、网络、操作系统、数据库等软硬件，并预留冗余和发展空间。5.4.4.4宜根据数字季生灌区的智能识别模型训练、知识学习推理等计算需求，配备人工智能计算资源。5.4.4.5宜根据灌区分中心、管理站的需求，配备边缘计算节点，为视频监控、Al智能分析提供边缘计算环境。5.4.4.6宜建立备份系统或灾备中心。5.4.5调度指挥中心5.4.5.1调度指挥中心可包括会商中心、通信机房、安全设施等，宜具备集中控制、调
22、度、决策、预演、预警等功能。5.4.5.2通信机房应考虑温度、湿度、通风、电磁场干扰、防水、防静电、消防等的适应性要求和可扩展性，加强网络安全和容灾备份能力建设。5.4.5.3在保证安全的前提下，宜利用专业云平台，减少灌区的硬件实施投入、后期维护成本。5.5数字挛生平台5.5.1 数据底板5.5.1.1 一般要求如下:a） 数据底板应包括基础数据、监测数据、地理空间数据、业务管理数据、行政管理数据以及其他数据：b） 数据分类、数据存储、数据表示应遵循完整性、一致性、准确性、实用性原则；c）灌区水情信息对象编码、数据库表结构及标识符应符合SL323和SL330的规定，水资源管理信息应符合GB/T
23、33113和SL380的规定，水文信息应符合SLZT324和SL385的规定，实时工情信息符合SL577的规定。5.5.1.2 数据分类如下：a） 基础数据应包括灌区名称、编码、经纬度、位置、跨界类型、灌区范围、水源工程、灌排工程、设计灌溉面积等。水源工程应区分水库、塘坝、取水井等类型，灌排工程应区分渠（沟）道工程、各类建筑物、引调水工程等类型。各类工程基础数据内容可参考附录B。b） 监测数据应包括水情、工情、农情、气象、水质、视频监控等感知数据。c） 地理空间数据应包括基础地图类数据、空间数据体等。基础地图类数据宜包括灌区基础电子地图、各类专题地图、遥感图等。空间数据体宜包括地理场景和地理实
24、体，地理场景宜包括DEM（DigitalElevationMOdeL数字高程模型）、DSM（DigitaiSurfaceModel,数字表面模型）、Dc）M（DigitalOrthophotoM叩，数字正射影像）、TDOM（TrueDigitalOrthoMap,真正射影像）、倾斜摄影三维模型、激光点云等；地理实体宜包括基础地理实体、部件三维模型以及其他实体等。低精度面上建模、重点区域精细建模和重要实体场景建模宜分别建成Ll、L2和L3级数据底板。d）业务管理数据应包括供用水计量、用水总量、可利用水量、灌区需水量、水量分配管理、水资源调度管理等数据。e）行政管理数据应包括综合办公、政策与法规、
25、财务与审计、人事与教育、科技管理、监督、纪检与监察、机关管理、信息系统运行和安全数据、个人信息等。f）其他数据可包括共享其他部门或行业数据等。5.5.1.3数据汇聚与治理如下：a）数据汇聚应支持WebSerVice、数据库、控件集成、接口协议集成等方式接入灌区已有数据，应采用统一的数据格式；b）数据治理应对各类数据进行清洗、标准化和融合加工，宜设计建库原则、数据模型、入库方案、融合处理方案，宜建设灌区分类主题数据库。5.5.1.4数据存储如下：a） 灌区基础数据、监测数据、地理空间等数据宜长期存储；b） 视频监视系统应对实时视频信息进行连续存储，一般实时视频信息存储时间不小于7天，重点实时视频
26、信息存储时间不小于15天，且具有历史图像调用回放功能。c） 数据存储应符合SL515的规定。5. 5.1.5数据共享如下：a）灌区数据底板应满足灌区管理单位部门之间、灌区与上级主管部门之间的数据共享和交换；b）同构数据库之间宜采用数据库访问交换方式，异构数据库之间宜采用数据交换服务系统交换方式：c）数据交换与共享应符合SL/T783的规定。5.5.2模型库5.5.2.1 一般要求如下：a）应充分共享数字李生流域和数字李生水利工程专业模型；b）宜针对性的开发灌区专题模型，可补充构建智能识别模型、可视化模型。5.5.2.2 灌区专题模型如下：a）灌区专题模型宜包括来水预报、需水预测、水资源配置、输
27、配水联合调度、田间灌排及水旱灾害防御等模型；b）来水预报模型宜包括蓄水工程汇水区降雨预报、产汇流预报、塘库蓄水动态变化等模型；c）需水预测模型宜包括农业需水、城乡需水、工业需水、生态需水等预测模型；d）水资源配置模型宜包括水源可供水量分析模型，灌溉、城乡供水、工业、生态用水多目标配置等模型；e）输配水联合调度模型宜包括输配水渠/管（沟）道水流过程模拟仿真、供水调度预案自动生成、闸（泵、阀）群联合调度等模型；f）田间灌排模型宜包括作物生长、水分运移等模型；g）水早灾害防御模型宜包括灌区范围内暴雨预报、洪水预报、干早预报等模型，水污染、早涝等应急调度模型；h）灌区专题模型及适用范围可参考附录C。5
28、.5.2.3智能识别模型如下：a）智能识别模型宜包括遥感识别、视频识别、音频识别等模型；b）遥感识别模型构建对象宜包括作物种植结构、耕地、灌溉面积、作物长势和产量、水体、墙情等；C）视频识别模型构建对象宜包括危险漂浮物、物体入侵、渠道沿线施工识别、水尺水位、险工险段崩塌、滑坡等；d）语音识别模型构建对象宜包括公众查询服务、举报投诉服务、意见反馈服务等。5.5.2.4可视化模型如下：a）可视化模型构建对象宜包括自然背景、流场动态、水利工程等，应满足仿真模拟、综合展示、业务管理等需要，可建立多细节层次模型；b）自然背景可视化模型构建对象宜包括地理场景（DEM、DOM等）、地物实体（水系、植被、建筑
29、、道路等）、天气环境（晴、阴、雨、雪等）；c）水利工程可视化模型构建对象宜包括蓄水工程、取（引）水工程、灌区输配水、排水工程等；d）流场动态可视化模型构建对象宜包括水流运动、泥沙运动等。5.5.3知识库5.5.3.1宜构建涵盖灌区预报方案、业务规则、水利对象关联关系、历史场景和调度方案等的知识库。5.5.3.2预报方案知识库宜包括来水预报、需水预测、暴雨预报、洪水预报、干旱预报等模型优选及参数集。5.5.3.3业务规则知识库宜包括水资源调配、灌溉制度拟定、水早灾害防御、安全运行监控等业务的风险预警研判和调度规则。5.5.3.4水利对象关联关系宜包括空间关系、管理关系、水流关系等。5.5.3.5
30、历史场景知识库宜包括水资源配置与供用水调度、水旱灾害防御、应急事件等历史场景特征、处置过程及效果、处置经验等内容。5.5.3.6调度方案知识库宜包括港区多业务联合的调度处置预案、方案。5.6业务应用平台5.6.1一般要求5.6.1.1业务应用平台宜包括用水计量、水费管理、工程管理、配水调度、水旱灾害防御，以及灌区一张图等。5.6.1.2可结合灌区专题模型，融合气象及来水预报、流域及工程实时雨水情、工程运行、工程管理等信息，开展智能配水与调度、水旱灾害防御等关键业务的智能化应用。5. 6.2业务应用5.6.2.1用水计量管理系统宜具有按量测点、渠道、配水单元、行政区划、灌区等多维度计算、汇总、统
31、计、对比日/旬/月/年水量、自动生成报表等功能。5.6.2.2水费管理系统，宜具有用水户管理、用水协会管理、用水量公示、水价设置、水费计算、水费征收等功能。宜支持在线充值、手机APP充值、银行服务业务融合等功能。5.6.2.3工程管理系统，宜包括工程档案管理、工情监测、巡查管理、维修养护等功能。如下：a）工程规划计划管理宜包括工程规划、工程计划、工程统计等功能：b）工程建设管理宜包括招标管理、合同管理、质量管理、资金管理、进度管理、验收管理、人员管理（主要参建人员在岗及考勤等）等功能；C）工程运行维护管理宜包括监测资料分析、巡视巡检管理、维护维修管理等功能；d）档案管理宜具有档案资料的整理、查
32、询、统计、分析等功能。5.6.2.4配水调度系统，宜具有需水分析（需水计划上报）、可供水分析、水资源平衡分析、配水计划生成、调度计划生成、调度指令管理等功能。有条件的灌区宜开发智能应用，宜具备以下功能：a）根据作物需耗水预测和土壤含水量或田间水层深度预报，利用灌区专题模型演算，精准预报和预测适宜的灌水时间和灌水量：b）根据预测的灌水时间、灌水量以及来水预报，结合用水计划或工程调度规则，利用决策模型确定水资源配置方案；c）根据水资源配置方案自动生成闸/阀等调度节点的调度预案，开展调度预案下输配水过程仿真推演，计算各级渠道用水和灌溉进度等信息，优化制定供用水调度方案；d）符灌区实际输配水、田间灌溉
33、实时数据过程与模型模拟过程实时匹配修正。5.6.2.5水旱灾害防御系统宜开发智能应用，宜具备下列功能：a）利用水文气象耦合、概率预报、大数据、人工智能等技术，实现汛、旱情精准预报预警：b)统筹防洪、供水、发电、生态用水等调度目标，根据调度方案，调用来水预报、洪水演进或旱情态势分析研判等水利专业模型及调度规程、历史洪水或干旱等相关知识，对洪水淹没影响、工程泄流应用或应急抗旱、水量调度等场景进行模拟预演：c)根据多方案推演结果，优化生成水旱灾害防御预案；5. 6.2.6灌区一张图管理系统，应具有基于二、三维电子地图对工程基本信息、监测信息、巡检信息、配水调度、水量计量、水费计收、水旱灾害防御等信息
34、管理功能。6安全要求6. 1软硬件日常安全管理应符合GB/T22239规定的要求，水利关键信息基础设施和信息系统的安全保护应符合SL/T803的规定。6.2灌区网络安全等级保护应符合GB/T22239的基本要求，宜采用第二级安全保护能力等级，重要信息系统可采用第三级安全保护能力等级。附录A（资料性）不同类型水闸的控制运用不同类型水闸的控制运用应符合表A.1给出的要求。表A.1不同类型水闸的控制运用要求序号水闸分类控制运用要求1引水闸多泥河道上的水闸，如闸上最高水位因河床淤积抬高，超过规定运用参数时，应停止使用，并采取必要的安全度汛措施利用浑水灌溉的引水闸，充分利用沙峰时机，有计划地进行淤灌，如
35、泥沙粒径较大，含沙量过高，易造成灌溉渠系淤积，应先及时关闭闸门，待含沙量适合时再行引水当来水水质不能满足用水单位要求时，按上级部门指令减少引水流量直至停止引水设有冲砂闸时，根据来水情况适时冲砂2节制闸根据来水情况和用水需要，适时调节上游水位和下泄流量出现洪水时及时泄洪汛末适时拦蓄尾洪，增加蓄水量多泥沙河道取水枢纽中的节制闸，兼顾取水和排沙要求3排水闸控制适宜于生活、工农业和生态需求的闸上水位多雨季节有暴雨天气预报时，适时预降内河水位汛期充分利用外河水位回落时机排水双向运用的排水闸，根据用水需要，适时引水渠段或者渠系建筑物枢纽的迟水闸、排冰闸，按工程设计设定的运行调度原则和水情、冰情等实施退水、
36、排冰附录B（资料性）不同类型工程基础数据分类的相关信息见表B.1。Ml不同类型工程基础数据分类工程类别数据类别数据内容水源工程水库水库名称、编码、经纬度、位置、类型、工程等别、工程规模、坝址控制流域面积、水位、水面面积、库容、工程建设情况等塘坝塘坝名称、编码、经纬度、位置、工程规模、坝址控制流域面积、正常蓄水位、总容积、工程建设情况等取水井取水井名称、编码、经纬度、位置、井深、井口井管内径、井壁管材料、成井年份、水源类型等灌排工程渠（沟）道渠（沟）道名称、代码、经纬度、位置、类别、长度、设计流量等水闸水闸名称、编码、经纬度、位置、类型、用途、工程等别、工程规模、主要建筑物级别设计最大过闸流量、
37、闸孔数量、闸孔总净宽、工程建设情况等泵站泵站名称、编码、经纬度、位置、类型、流量、功率扬程，工程任务、等别、规模、开工及建成时间等渡槽渡槽名称、编码、经纬度、位置、过水能力、形式、跨河长度、支承形式及孔数、T.程建设情况等倒虹吸倒虹吸名称、编码、经纬度、位置、类型、管道宽高及孔数、过水能力、基础结构型式、工程建设情况等涵洞涵洞名称、编码、经纬度、位置、管道断面形状、内径、孔数、涵洞过水能力、工程建设情况等引调水工程引调水工程名称、编码、经纬度、位置、工程等别、工程规模、工程任务、工程范国输水线路区、工程范困受水区、输水干线总长度、输水支线总长度、设计年引水量、引调水方式、工程建设情况等附录C(
38、资料性)灌区专题模型弁考不同类型灌区专题模型构建的相关信息见表C.1。表CI不同类型灌区专座模型序号模型名称模型简介主要性能指标适用范围1基于框架式流速仪的明渠测流水力仿真数学模型该模型基于框架式流速仪测流原理，以点流速、边壁流速、单宽流量、断面流量等数学模型为基础，拟合目标渠道垂向流速分布公式，通过对目标渠道不同渠道糙率、不同坡降情况下断面流量进行计算，并基于数值模拟计算结果拟合相应的函数公式。利用MATLAB、CAD.3DmaxFLUENT等建模工具，开发了明渠测流计算机分析系统。运用大数据云计算技术，绘制不同渠道断面的流量与水位曲线，实现灌区测流模拟与实测的实时耦合，并对渠道流量进行精确
39、计算(1)流速仪主要技术指标：流速仪主要技术指标有旋转回转直径、起动流速、测速范围、最小工作水深及触点容量等，常用流速仪规格型号和主要技术指标；流速仪的检定/校准误差技术指标：针对比对项目的重要程度不同，框架式流速仪法应选用不同精度等级的流速仪，检定/校准误差需与精度等级相对应适用于灌区供需水预测、灌区渠道流量计量2泵站实时在线优化运行模型该模型可实现泉站实时在线优化运行。首先，基于泉组特性曲线及实际运行工况构建了泉组的数学模型：其次，根据优化目标构建了可自定义解空问的目标函数，能自动规避不利工况(如机组振动偏大)；最后，开发了可快速求解的离散型并行遗传算法，求解速度快，求解结果可直接与泵站S
40、CADA系统对接执行。此外，针对变扬程泵站，还提供预测扬程的LSTM、GRf等时间序列预测模型(1)示范案例降低能耗约1%2Ih扬程预测均方差小丁O2m,运算耗时小于30s;(2)模型己形成标准框架，开发快速。提供AH接口，可与第三方系统便捷交互；(3)支持跨网络安全分区、跨平台部署，支持LinUx、WindoWS以及国产操作系统，支持国产数据库模型适用于叶片角度可调、不可调的轴流/混流泵站，也适用于J：频、变频离心泵站，还适用于变扬程泵站的优化运行3灌区输配水网实时交互式仿真模型该模型采用自研的水动力多过程统一表征方法，以相同的数学形式描述一维/二维、有压/无压水动力学过程，实现渠道/管道水
41、动力学仿真、实时交互式仿真(人工/控制算法)、洪水淹没推演、调度预案的推演与仿真优化。模型采用C+语言开发并提供APl接口，示范案例10d的渠道/管道运行控制过程和地表水运动推演过程的计算耗时约4min.模型适用丁水库-渠系/沟网-农四/排水区混合的溜区渠道/管道系统供水及防汛调度预演、泄露风险辨识以及洪水淹没风险评估。(1)模型模拟仿真1d供水或防汛过程，耗时小于30s(2)模型已形成标准框架，开发快速。提供APl接口，可与第三方系统便捷交互：(3)支持跨网络安全分区、跨平台部署,支持LinUx、Windows以及国产操作系统，支持国产数据库模型适用于灌排两用渠系或单灌单排渠系/沟网，供水和
42、防汛调度预案预演序号模型名称模型简介主要性能指标适用范围模型在安徽洲史杭灌区、黑龙江锦西灌区、湖北漳河灌区等7个灌区进行了应用，满足了用户供水和防汛调度过程推演及预演的需求4基于短期与中长期集合天气预报的实时灌溉决策预报模型该模型旨在为灌区提供个短期(15天内)和中长期(3个月内)灌溉预报决策。根据田间实时水位数据以及短期逐日气象预报，计算由间水量变化分量预测值，推演预测项目区未来的田间水位/墙情动态变化，进而预测田间排水与指导项目区科学灌溉：中长期能够预测未来田间水位/墙情的变化趋势，做出干旱预警。模型在上塘河灌区应用的年中，通过多个典型预报发布日田间水位预测趋势、时段内灌溉总量预测、溜溉事
43、件偏离等几个方面评价了模型的可靠性。与当地常规灌溉管理相比，提高了降雨的利用效率减少了灌水次数与排水的产生，进而减少灌溉用水量与管理成本(1)预见期与更新频率：短期预报预见期为lT5d,更新频率为每天一次，中长期预见期为15-210d,更新频率为一个月一次模型交互：通过APl形式进行访问，返回JS0格式数据，相应时间0.5s该模型需要应用于具有实时水位(水田)或墙情(旱田)监测的IB区域5灌区高精度早情监测与智能预测预警模型该模型针对灌区旱情监测与预测高精度研判的要求，研发了高精度旱情监测与智能预测预警模型，能够监测灌区气象、水文、农田及综合旱情，且利用历史早情、气象、上壤、作物种梢等多源数据
44、，通过机器学习或深度学习技术，实现了旱情预测预警，能够提前设防，避免旱情造成的严重损失，且能够为灌区用水调度提供重要的早灾风险区数据支撑，使水资源的利用更加高效合理。本成果可为灌区早情风险进行评估和定量分析，确保数字季生灌区早情响应的“四预”能力(1)空间分辨率优于500m,最高可达100m(2)时间分辨率优于月，可达日尺度；(3)早情测报预见期最长可达年；(4)旱情等级分为5个等级，正常、轻度早情、中度早情、重度早情、特重度早情适用大中小型灌区早情监测与短中长期预测预警6中长期来水预报模型该模型融合相似年法、周期均值会加法及回归分析方法实现了对灌区骨干水源中长期来水总量及来水过程的定量预报。
45、相似年法主要是根据气象预报中长期概率预测成果(长期的降雨范围值),利用置信分析算法挖掘气象上相似的年份进行备选，认为预报年度的降雨过程、来水过程应与这些备选年份类似，以此获得预报期来水过程。周期均值登加法利用长系列来水量资料进行历史周期演变规律分析，并利用此规律来外推木来水量。回归分析主要研究“降雨、来水量”之间的关系，通过相似年法计算得到的总降雨量，可回归拟合得到对应的毛来水量和净来水量。最终可利用权聿法综合多种方法的预报成果(1)相似年法及回归分析方法计算速度为秒级，周期均值强加法在配置3个周期计算情况下，平均可在3$内输出计算结果。内存及CPU占用低：(2)来水量模拟确定性系数在0.7以
46、上，满足正常作业预报要求模型适合丁骨干水源为水库的灌区，尤其是己具备30年左右雨量、径流量系列资料的地区7灌区水资源配置.调度模型该模型包含了“来水-需水-配水-调水”子模型。模型汇集了中长期来水预报和短期来水预测模型、作物(1)中长期来水预测与短期来水预测模型可在5Inin内完成计灌区来水预报、需水预序号模型名称模型简介主要性能指标适用范围灌溉需水模型，工业生态需水模型、渠道优化配水模型、粒子群优化算法和按需供水调度模型等，实现流域系统的“来水-需水-配水-调水”的全过程模拟。模型分析灌区水源月、旬、日来水，预测灌区农业、工业、生态、生活需水情况，进行供需平衡分析后，按“缺水最少、损耗最小”原则进行渠道水量优化配置后输出渠道配水方案，最后依据“按需定供”原则模拟仿真各分水闸闸门开度、过闸流量，输出配水调度方案算。与实测径流过程相比，中长期预测精度在70%以上，短期来水预测精度在90%以上；(2)逐H作物需水
