DB34_T4698-2024数字孪生灌区建设技术导则.docx

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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