丹麦的瓦伊勒市的地理特征使它天生容易发生洪水。Vejle市政府和Vejle废水处理公司需要一个更智能的解决方案来运行城市现有的防洪结构。实现了基于降雨雷达nowforecast、水文和水力模型预报以及操作规则的实时控制系统。结果呢?提高防洪能力,改善河流水质。

挑战

Vejle需要以一种更智能的方式来运营现有的两个防洪设施。
两难的境地是:通过导流结构的特定操作来保护城市的一部分不受洪水侵袭,很容易导致城市其他部分的洪水。同样,如果闸门长时间关闭,河水的水质也会受到影响。

解决方案

SMART Water Vejle解决方案的实施与Vejle市政府,Vejle废水公用事业公司和奥尔堡大学密切合作。

解决方案要点(简称):

  • 来自降雨雷达的实时数据,提供未来两小时的降雨近况预报(由奥尔堡大学实施)
  • 将来自不同来源的实时数据和预测整合到一个平台中
  • 由DHI的地下水、河流和暴雨排水模型提供支持的实时预测
  • 利用降雨nowcast、传感器数据以及流量和水位预报实时控制防洪结构

结果

更好的防洪

提高防洪能力,减少洪水损失

改善水质

防洪设施的智能运行改善了河流的水质

早期预警

预警系统的实施,提高了应急管理水平

完整的故事

挑战

自然地理特征导致洪水易损性高

瓦热勒市位于一个陡峭山谷的底部,两条河流在这里汇合并流入一个峡湾,这使得它特别容易发生洪水。从历史上看,由于城市或河流流域的强降雨,以及峡湾的风暴潮引起的高水位,Vejle经常遭受洪水袭击。

此外,气候变化的影响增加了洪水的频率和严重程度,因为降雨事件变得更加强烈,平均海平面继续上升,风暴潮变得更加频繁。

为了提供更好的防洪,该市在河底(Omløbsåen)与另一条河(Vejle)交汇的地方(Å)投资了一个防洪闸门。

当闸门关闭时,将阻止峡湾的高水位进入Omløbsåen,否则将导致洪水。三个电动闸门也位于Omløbsåen的上游,允许自动化和远程控制。


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控制防洪设施的最佳方法是什么?

该市和两座防洪建筑的运营者面临的主要挑战之一是为这些结构的运行定义一套平衡的规则。

两难的境地是:通过导流结构的特定操作来保护城市的一部分不受洪水侵袭,很容易导致城市其他部分的洪水。同样,如果防洪闸门长时间关闭,河流Omløbsåen的水质将受到影响。

防洪结构,闸门关闭,水泵运行(左),闸门打开,水泵关闭(右)。

解决方案

实时控制需要实时数据和预测

我们与瓦伊勒市政府、瓦伊勒废水公用事业公司和奥尔堡大学密切合作,实施了智能瓦伊勒水解决方案。

该解决方案定义了激活和管理防洪结构的操作规则。确定防洪控制结构的最佳运行方式不仅需要关于峡湾、河流、排水系统和降雨的过去和当前状态的信息,还需要对这些信息进行预测。

为了提供所需的预测,并将这些预测应用于实时业务决策,以及便于进行简单的概览,执行了下列各项:


  • 使用雷达即时预报
    降雨数据每隔10分钟由距离Vejle约45公里的双偏振雷达提供。雷达数据首先根据多个雨量计和一个度数计进行实时校准。此后,预测2小时的nowcast。该组件由奥尔堡大学实现。


  • 预测河流流量和水位
    基于雷达测量和nowcast,河流流量和水位的实时预测是使用完整水文循环的集成模型完成的。这包括地表径流、渗透、不饱和带、饱和带和河流水力学。该预测是由DHI的MIKE SHE和MIKE 11(现在是MIKE HYDRO River)提供的。


  • 预测城市暴雨排水
    建立了基于雷达测量和nowcast的城市径流和雨水排水模型,并应用于基于MIKE urban(现为MIKE+)的实时预报。


  • 数据集成,实时控制
    利用DIMS实现了来自实时传感器、雷达测量/nowcast、河流流量和水位预测以及Vejle峡湾水位预测的数据集成。CORE,其中还实现了操作规则。此外,该实现与SCADA系统集成,以方便与防洪结构的实时通信。


  • 数据可视化
    在MIKE OPERATIONS中实现了测量数据、临近预测数据和预测数据的可视化。


结果

实施SMART Water Vejle解决方案为Vejle带来了显著的积极成果。

河流、雨洪和沿海洪水风险综合管理

通过实施将雷达数据与地下水、河流和城市雨水排水耦合模型集成的方法,并结合峡湾的预测水位,瓦热勒市现在能够以综合方式管理河流、降雨和沿海洪水风险。

防洪设施投资收益最大化

通过使用基于模型的实时预测和操作规则对防洪结构进行实时控制,该市正在最大限度地从防洪闸门和导流结构的重大投资中获益。随着河流水质的改善,快速径流引起的洪水保护得到改善Omløbsåen。

支持洪水应急小组

实现的数据集成和可视化解决方案提供了以下概述:

  • 测量数据
  • nowcasted降雨
  • 预测流量和水位
  • 防洪工程

拥有预警系统可以更安全、更快速地进行洪水应急管理。

关于客户

Vejle市政当局(丹麦语为Vejle Kommune)是Vejle市和周边小城市的市政当局,总人口约为11.3万。Vejle废水公用事业公司(丹麦语为Vejle Spildevand)在Vejle市拥有并经营废水和雨水网络以及废水处理厂。


解决方案组件

基于自动化和模型的洪水实时预报和洪水结构实时控制的应用迈克,她麦克·海德鲁河迈克·厄本(现在迈克+)模型,与昏暗的明灯。核心而且迈克操作

案例故事-重点传单

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