智能流域管理前沿技术和分析工具的研发中心 了解更多 →
-
-
-
软件产品英特-智水-锐思团队目前共研发了21款水环境模型软件，完整覆盖陆域、水体、地表水-地下水、城市水资源管理、水资源管理优化分析、人工智能与水环境管理等多个领域和方向的模型软件产品。 -
-
-
-
软件下载公司为IWIND及inteliway系列软件提供试用版免费下载和技术支持服务 -
智慧洱海监管服务平台建设
业主单位
云南省大理州洱海管理局
项目背景
从治理需求出发的数字洱海实践
洱海是我国重点保护的高原湖泊之一，是区域生态安全的重要屏障，也是流域社会经济发展的重要支撑。其水生态系统结构复杂、环境敏感度高，流域内自然过程与人类活动高度叠加，水资源、水环境和水生态协同治理难度大。
随着洱海保护治理进入系统治理和精细化管理阶段，治理目标由“阶段性改善”向“长期稳定达标”转变，对治理决策的科学性、前瞻性和系统性提出了更高要求。传统依赖经验判断和单一监测数据的管理方式，已难以全面支撑复杂治理情景下的科学决策。
在此背景下，围绕“看得清、算得准、管得住”的治理需求，建设智慧洱海决策支撑与监管服务平台，通过多源数据融合、机理模型分析和智能应用，为洱海保护治理提供系统化、长期性、可持续的技术支撑。
总体构架
数字底座支撑下的系统化治理体系
智慧洱海坚持系统治理和流域治理理念，构建“数据层—模型层—应用层”三层架构，形成以数据为基础、以模型为核心、以应用为导向的决策支撑体系。
平台以“数字雷达 + 数字沙盘”为双核心能力：
数字雷达：面向日常监管，通过对监测数据的实时分析，实现水环境风险的快速识别与预警
数字沙盘：面向决策支撑，通过多情景模拟和方案比选，评估不同治理和调度措施的实施效果
系统实现从实时监测、综合研判到决策支撑的全过程覆盖，有效支撑洱海流域水环境治理的科学化和智能化。
项目成果
Ø 洱海流域机理模型体系构建
Ø 洱海入湖水量和污染负荷动态核算
Ø 洱海陆域污染负荷与湖体水质响应关系定量分析
Ø 洱海短期水质预测预警分析
Ø 洱海月尺度水质预判分析
Ø 洱海月尺度出入流优化调度
Ø 洱海年尺度水资源调度
Ø 洱海流域精准治污决策支持
Ø 洱海治理工程效益定量评估与决策支持
Ø 洱海流域数字雷达实时扫描分析
Ø 洱海日常定制化水资源调度决策支持
Ø 洱海流域水质异常诊断分析
Ø 洱海智能工程评估与决策支持
Ø 数字沙盘
Ø 洱海数字孪生平台
核心能力
1、入湖水量与污染负荷全过程追踪
核心问题
Ø 洱海水量与污染负荷从哪来、来多少
Ø 水量与污染负荷在时间、空间上的分布特征
Ø 污染物进入湖体之后如何迁移转化
技术体系
流域模型inteliway-WS+湖体模型IWIND-LR+地表水地下水耦合模型 inteliway-SSIM
项目成果
Ø 形成入湖水量与污染负荷“一本账”,明确各来水路径水量构成、各污染源入湖负荷清单
Ø 定量分析陆域污染负荷与湖体水质响应关系
2、污染源数值溯源与精准治污
核心问题
Ø 断面水质超标，但污染来源、责任区域不清晰，无法区分是新增污染还是底泥内源累积所致。
Ø 河道水质与湖体水质联动关系不明确，治理目标和管控要求简单一刀切，缺乏科学统筹。
Ø 管控措施与实际污染贡献不匹配，不同时段、不同河道的关键控制对象识别不准，治理精准度不足。
技术体系
流域源解析inteliway-WSA+湖体源解析inteliway-SA
项目成果
Ø 建立入湖断面污染溯源责任清单，明确各断面主要贡献河道及贡献排序。
Ø 量化历史内源负荷与当期外源负荷占比，形成分指标、分季节差异化溯源成果。
Ø 形成精准治污决策依据，明确管控区域、管控量与管控时段，提高治理资金使用效率。
3、水环境容量与承载力评估
核心问题
Ø 满足洱海水质管控目标，洱海湖体水环境容量究竟有多大?
Ø 不同污染削减方案与发展模式下，洱海水质响应如何?
技术体系
流域模型inteliway-WS+湖体模型IWIND-LR +大规模情景分析
项目成果
Ø 定量划定洱海流域发展安全边界，明确不同人口旅游规模下的水质风险与环境容量上限，形成发展管控分区。
Ø 比选出最优发展与治理模式，为流域产业布局、人口与旅游管控提供水环境承载力硬约束依据。
4、洱海数字雷达与日常监管
核心问题
Ø 现有监测数据量大、人工分析效率低，异常水质情况难以及时、精准识别。
Ø 数据中隐含的水质趋势无法自动挖掘，难以形成可直接用于管理决策的预警信息。
技术体系
inteliway-AI(卡尔曼滤波、傅里叶变换、小波分析、隐马尔科夫模型、时间序列分解STL、贝叶斯在线拐点识别算法、孤立森林、贝叶斯时间因子矩阵算法等)
项目成果
Ø 构建多方法融合的水质监测智能“雷达”系统，实现监测数据实时扫描与异常自动甄别
Ø 建立数据智能分析与预警机制，形成机器辅助研判、精准支撑日常水环境管理的工作模式
5、短期水质与蓝藻预测预警
核心问题
Ø 洱海预警预测缺乏前瞻性，风险预判滞后，难以主动应对突发水生态事件，无法实现早发现、早处置。
Ø 多源数据分散难耦合，静态模型适配性差，且气象不确定性难以量化，导致预警预测精度低、可靠性不足。
Ø 预警指标单一，未覆盖流域核心管理指标，无法为全局管控决策提供全面支撑。
技术体系
流域模型inteliway-WS+湖体模型IWIND-LR +气象不确定性+同化算法
项目成果
Ø 构建洱海 7 天短期水质预测预警体系，以气象预报和人工加密监测数据为基础，通过数据同化与陆域 - 湖体耦合模型，实现全湖、重点断面及八大湖湾逐小时水质精准预测。
Ø 实现水质超标区域、超标幅度及超标时间的自动统计，在藻情高风险期开展每日滚动预警，为水生态风险防控提供及时支撑。
6、中长期水质预判
核心问题
Ø 如何整合月尺度天气预报、历史同期数据和不确定性分析技术，搭建洱海流域未来一个月的可能天气情景库?
Ø 如何利用陆域 - 湖体耦合模型开展多情景模拟，挖掘海量模拟数据，精准预测洱海未来一个月的水质指标变化趋势?
Ø 如何通过技术手段，精准预判洱海未来一个月总氮、总磷等关键水质指标的变化走向，为流域管控提供科学依据?
技术体系
流域模型inteliway-WS+湖体模型IWIND-LR +不确定性分析+同化算法
项目成果
Ø 整合多类数据与技术，构建了洱海流域月尺度天气情景库，为水质预测提供数据支撑。
Ø 利用陆域-湖体耦合模型开展多情景模拟，完成海量模拟数据的挖掘分析。
Ø 实现洱海未来一个月核心水质指标(总氮、总磷等)变化趋势的精准预测，为流域管控提供科学依据。
7、出入流优化调度分析
核心问题
Ø 多目标冲突难平衡：调度需同时满足水质改善、农业灌溉、生活用水、防洪安全、缺水风险防控等多重目标，人工决策难以兼顾全局最优。
Ø 调度方案缺乏科学支撑：传统方式依赖经验判断，无法量化不同气象、补水、出流条件对水质的影响，难以找到综合效益最佳的方案。
Ø 大规模计算能力不足：不同情景组合多达数千种，人工无法在短时间内完成全情景模拟与优化，导致调度方案滞后且精度有限。
技术体系
流域模型inteliway-WS+湖体模型IWIND-LR +大规模不确定性分析
项目成果
Ø 系统可综合权衡水质改善(总磷、叶绿素 a 等核心指标)、农业需水、生活需水、防洪安全、缺水风险等目标，输出兼顾各方需求的调度方案。
Ø 结合未来一个月气象预报，提前估算来水与用水情况，模拟分析不同气象、补水、出流情景下的水质响应，通过大数据分析找到综合得分最高的方案
8、洱海年尺度水资源调度方案制定
核心问题
Ø 气象预报不确定性大：未来一年的降雨预报存在天然误差，且降雨在流域内的空间分布极不均匀，仅靠少数站点的预报无法反映全流域真实雨情。
Ø 多时间尺度衔接难：年、月、周尺度的调度目标与约束条件各不相同，如何实现长周期规划与短周期执行的无缝衔接，是调度的核心难点。
Ø 多目标协同复杂：需同时平衡水资源供给、水质改善、水生态保护、防洪安全等多重目标，人工决策难以实现全局最优。
Ø 多库联合调度复杂：洱海上游西洱海、三岔河、茈碧湖等多座水库与湖体的联合调度涉及复杂的水量分配逻辑，人工难以统筹全局。
技术体系
流域模型inteliway-WS+湖体模型IWIND-LR+大规模不确定性算法
项目成果
Ø 构建了以水安全、水资源、水环境为综合目标，以多类模型及核心技术为支撑的洱海调度技术体系，完成年尺度气象边界构建。
Ø 依托陆域-水体耦合模型开展大规模出入流调度情景分析，通过数据挖掘与方案优选，形成满足生态、生产、生活、蓄水、防洪多目标的控制水位方案。
9、智能工程评估：洱海除藻船布设对叶绿素a浓度的影响分析
核心问题
Ø 除藻船是否真的有效，效果有多大，缺乏定量结论
Ø 不同布设位置、运行时间和处理能力对水质改善的影响难以比较
Ø 局部治理是否会产生全湖效益，是否存在空间转移或副作用不明确
Ø 工程投入与水质改善之间的关系缺乏科学依据，影响工程投资决策的精准性
技术体系
inteliway-WS+IWIND-LR+除藻船模块+大规模不确定性分析
项目成果
Ø 定量评估除藻船对叶绿素 a 浓度的改善效果，明确不同布设方式下水质改善的均值效应和极值变化特征
Ø 系统比较不同布设位置、运行时间及处理效率组合下的治理效果，覆盖 384 种典型布设方案
Ø 明确除藻船治理的空间影响范围，区分局部区域改善效果与全湖整体响应，识别可能的正向与负向影响区域
Ø 为除藻船规模配置、布设区域选择和运行策略优化提供量化依据，有效支撑洱海藻情防控和工程投资决策
10、智能工程评估：洱海除藻船布设对叶绿素a浓度的影响分析
核心问题
Ø 补水和出流是否真正有效、效果有多大，缺乏定量评估依据
Ø 不同补水位置、补水流量及出流方式对叶绿素 a 浓度改善效果差异不清
Ø 改善效果主要集中在哪些区域，是局部改善还是能够带动全湖
技术体系
inteliway-WS+IWIND-LR+大规模补水和出流模拟模块+不确定性分析
项目成果
Ø 系统评估了不同补水位置、补水流量及出流位置、出流规模组合条件下的水质改善效果
Ø 定量揭示了应急补水和出流措施对叶绿素 a 平均浓度、峰值浓度及超标面积的改善程度
Ø 明确了补水与出流调度的空间响应特征，识别出改善效果显著的重点区域
Ø 为蓝藻高风险期应急调度方案制定提供可量化、可对比、可优化的科学依据，有效支撑管理部门精准决策
11、智能工程评估：调蓄带截留能力定量评估
核心问题
Ø 调蓄带入流水源复杂、时序不稳定，既包括农灌沟渠来水，也包括受人为控制的尾水回流，难以直接监测
Ø 调蓄带取用水路径多样、部分取用过程呈现零散性，难以准确统计实际回用水量
Ø 调蓄带溢流口多、溢流过程复杂，溢流量难以通过单点监测准确掌握
技术体系
inteliway-WS+调蓄带动态水量平衡模型
项目成果
Ø 构建了调蓄带动态水量平衡模型，在监测数据有限的条件下，实现调蓄带水量过程的系统还原
Ø 科学核算调蓄带进水量、回用水量及溢流量，形成可量化、可追溯的回用比例评估结果
Ø 明确调蓄带尾水去向及其对洱海水环境的影响，为尾水处置方式优化提供定量依据
12、智能工程评估：截污体系工程规划优化
核心问题
Ø 提升泵站建设规模和选址位置如何确定，才能兼顾运行安全与投资合理性
Ø 调蓄池规模、管道连通方式及关键节点高程差对系统运行能力的影响不明确
Ø 连通管道是否能够满足双廊污水厂检修期间的污水跨区转输需求
Ø 不同工况下污水系统的溢流风险及其影响范围难以定量评估
Ø 如何在满足调配需求的同时，实现溢流量最小化和系统运行安全最大化
技术体系
排水管网模型 inteliway-SWMM + 多情景分析
项目成果
Ø 系统评估了泵站建设规模、选址位置、调蓄池规模及关键高程条件对污水输送能力和系统安全性的影响
Ø 验证了在不同运行工况下，连通管道对跨区污水调配与应急转输需求的支撑能力
Ø 定量分析了污水波动模式对系统溢流的影响，识别溢流高风险工况及关键控制节点
13、以机理模型+大数据模型为内核的洱海数字沙盘
项目背景
当前，洱海保护治理已迈入精准保护治理与生态修复深度融合的新阶段。为强化科技对洱海保护治理的核心支撑作用，深度挖掘流域数据价值，以数字化手段赋能精准治理实践，持续深化 “发现问题—分析问题—解决问题”的全链条数字化工作机制，州洱管局启动关键智能决策技术载体——“洱海智能推演沙盘”的研发建设。
该沙盘以洱海流域宏观数字孪生体为核心底座，搭载融合机器学习算法与机理模型的快速推演引擎，构建面向管理者、技术人员、行业专家及一线工作人员的协同会商与智能决策平台。其核心功能实现了短期(7 天内)入湖水量、入湖污染负荷、湖体水位，以及年尺度水位动态变化与水量平衡等关键指标的快速定量模拟预测。
这套智能推演技术体系，有效突破了传统机理模型计算耗时久、情景模拟效率低、经验判断定量化程度不足等行业瓶颈，显著提升了流域保护治理会商研判的响应速度与决策科学性，为洱海“主动防控、精准施策、智慧管理”提供了可量化、可推演、可落地的核心技术支撑。
核心技术
机理模型+人工智能模型+大语言模型+数字孪生技术
系统功能
Ø 监测感知
对洱海流域生态监测网络的叠加，包括水质站、水位站和气象站点的列表、位置分布、站点最新监测数据情况和时间序列等信息。点击任意站点，可跳转至该站点的位置，查看周围的三维情况以及对应站点的时间序列数据。
Ø 历史反演
可视化年总入湖负荷、湖体水量平衡、水位水量变化、营养盐平衡与湖心站水质反演等信息。实现了将水体模型网格与高性能三维水体进行1：1的空间映射，解析高维水体模型结果，基于完成空间映射的三维水体，对水体模型的水动力和水质结果进行了孪生一体化展示。
Ø 快速推演
不同降雨条件下洱海中短期入湖水量快速推演
不同降雨条件下洱海中短期入湖污染负荷快速推演
不同降雨-出流条件下洱海中短期湖体水位变化快速推演
不同降雨-出流条件下洱海年尺度水量平衡与水位响应快速推演
权威认可
入选工业和信息化部“先进计算赋能新质生产力典型应用案例”
入选首批数字中国建设典型案例
荣获2024年“数据要素×”大赛云南分赛二等奖
智慧洱海已成为数字技术赋能高原湖泊治理的标志性成果
微信公众号
微信公众号
Copyright © 2023 南京智水环境科技有限公司 | 营业执照