大力推进工程数字化转型智能化升级

　　□刘扬（华北水利水电大学）

　　数字孪生水利工程指在数字空间虚拟再现真实水利工程的复杂系统，通过构建数字孪生水利工程，可以实现以下几项业务数字化转型和智能化升级。

　　防洪兴利智能预报调度。在水库防洪预报调度等已有系统或功能的基础上，根据水库调度规则，突出预报等重点环节。基于工程二维、三维可视化场景，融合展示预报信息、雨水情信息、运行管理等信息。集成超前精准预报、灾害预警发布、防洪模拟预演、预案优化修正等功能。

　　工程安全智能分析预警。在水库安全监测自动化系统等已有系统或功能的基础上，构建工程安全专题场景，融合展示工程结构、监测设施、监测数据、工程隐患、分析图形、安全预警、巡视检查、水文预报调度、实时雨水情等信息。集成安全性态预测、安全隐患预警、安全风险预演、预案智能响应等功能，实现工程安全智能分析预警，守住安全底线，支撑水库综合效益发挥。

　　生产运营智慧综合管理。在生产管理、内部管理等已有系统或功能的基础上，突出不同业务环节间的互联互通、数据共享，融合展示各方面信息，模拟电站、供水、灌溉、水闸、通航、泵站等生产运营设备运行。打造生产状态预测、生产隐患预警、生产风险预控、生产资源联动、生产预案管理、人员技能培训等功能组成的智慧综合管理系统。

　　库区智慧巡查监管。在库区安防、岸线巡查等已有系统或功能的基础上，融合展示确权划界、引调水监测、滑坡体监测、违法养殖、库面漂浮物监测、水质监控、土壤墒情监测、水土保持监测等信息。强化风险预判、灾害预警、事故预演、处置支撑等功能。

　　三维展示与会商决策。在查询统计、门户等已有系统或功能的基础上，基于水利工程数字孪生平台和监测基础设施，形成工程管理全区域、全要素的三维全景电子沙盘，模拟水利工程运行状态，通过防洪兴利预报调度、工程安全分析预警、生产运营管理、库区巡查监管等全场景综合调用，实现“预报、预警、预演、预案”功能的综合决策指挥。

　　实现工程运行全生命周期的感知

　　□周浩（湖北省汉江兴隆水利枢纽管理局泄水闸管理所）

　　水利工程运行管理涉及业务领域较多，内容比较杂，包括运行调度、工程巡查、工程安全监测、设施设备运维等，工程各业务领域又存在大量的信息孤岛，这就为数字孪生水利工程建设带来了巨大挑战。

　　当前数字孪生水利工程建设主流方向是融合各种模型、矢量、地形等多源数据，先为工程进行数字化3D建模。实现直观展示水利工程全景及重要区域建筑物信息，同时为其他系统数据集成提供虚拟模型支持，再融合物联网技术，集成了工程概况、水雨情监测、流量检测、设备工况、各类报警、视频监控、工程运行信息等。但从目前国内水利工程的建设和应用情况来看，其应用更侧重于智能信息集成展示，对提高水资源利用效率的作用不强。要实现数字孪生的核心能力，必须充分利用当前的云计算、大数据、物联网、AI等前沿信息技术，建设数据库平台、管理云平台，并在设备层、控制层、监管层和决策层构建起满足水利工程运行管理场景的模型，从而实现工程管理全过程、运行全生命周期的感知、协同优化、预测预警和智能决策。

　　为原型水利工程运行管理提供技术支撑

　　□张立传（山东东营河口黄河河务局）

　　结合黄河治理开发管理和保护的具体情况，数字孪生水利工程的效用至少应包含六个方面。

　　一是防灾减灾。这是数字孪生水利工程的首要目标。要实现降雨预报、洪水预报、防洪枢纽工程联合调度、洪水演进、制定防汛预案等功能。

　　二是水量调度。要实现枯水期径流预报、河口地区生态模拟、水资源实时调度、引水口门自动监控、地下水观测等。

　　三是水质监测。在干流省际断面和主要支流入河口设置水质监测断面，对各断面水质状况进行实时监测，进而对河流水质状况及变化作出预测，为用水户特别是城市居民用水的引水口作出水质预警预报。

　　四是水土流失治理与监测。实现对某一区域的水土流失状况及治理程度的动态了解和掌握，对水土流失治理的经济、社会及生态效益作出宏观评价。

　　五是水利工程运行与管理。要能够通过系统实时了解和掌握水利工程的现状及运行状况，为防洪调度及水资源统一调度提供准确的实时依据。

　　六是电子政务。实现办公自动化、信息资源化，提高水利工程运行管理单位的办公效率和准确率，同时降低办公成本。

　　主动获取完善数据 推进数字孪生应用

　　□田发松（云南马关县水务局）

　　整合目前水利工程数据资源，建立覆盖水利系统的数据资源环境和共享交换体系，建设支持水利系统和相关政府部门信息共享和业务协同的应用服务平台，汇集内容丰富的水利数据资源并形成可靠、完整的数据更新维护机制，打造严格的数据标准体系和完善的管理体系，逐步形成标准、开放的水利信息资源服务窗口，为水利系统各类业务应用系统提供数据支撑。

　　按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”要求，从提取现有系统内部数据转变为主动获取完善数据体系；按照水利系统统一部署、统一标准，抓住数字孪生这个关键技术，紧紧围绕流域防洪、水资源管理、水库运行管理、水土保持等重点领域，选取重点河段或条件较好的工程，先期开展数字孪生流域和数字孪生工程建设，为推进数字孪生建设奠定坚实基础。

　　构建流域统一 及时更新的数据底板

　　□王旭（安徽六安市裕安区水利局）

　　水利工程数字孪生平台是实现流域水资源优化配置和集约节约高效利用、水旱灾害防御、实现流域水生态文明建设的有效途径。

　　水利工程数字孪生平台，应构建流域统一、及时更新的数据底板，保持与物理流域交互的精准性、同步性、及时性。便于管理人员及时掌握流域水资源的真实信息，通过数字化、网络化、智能化的思维方法，优化流域水资源配置，优先保障流域人民生活生产用水、生态环境用水、经济社会发展用水。及时发布流域水资源预警信息、划定流域水资源红线、指导流域节约用水等，以有限的水资源保障流域经济社会高质量发展。

　　水利工程数字孪生平台，应锚定流域水利工程安全运行，以算据、算法、算力建设为支撑，发挥工程精细建模、业务智能升级、大系统设计、分系统建设等优势，利用大数据、云计算，实时掌握流域水情、雨情、汛情，提升流域防洪预报、预警、预演、预案“四预”功能，指导流域机构做好防洪防涝和抗旱减灾工作。

　　水利工程数字孪生平台，可以在线实时监督江河湖泊系统治理和生态修复，实时监督流域违法围垦湖泊、挤占河道、蚕食水域、滥采河砂等问题。指导推动流域统筹、区域协同、部门联动的河湖管理格局，保障河湖水清岸美、人水和谐、生态宜居。

　　打造基础数字支撑平台 助力数字孪生流域建设

　　□田达荣（云南农业职业技术学院互联网技术学院）

　　围绕水利系统数字化建设需求，打造水利系统基础数字支撑平台，建设水利系统产业数据中心，为水利系统各行各业发展提供云计算、云存储、大数据、人工智能、物联网等基础资源。

　　以自然地理、干支流水系、水利工程、经济社会信息为主要内容，对物理流域进行全要素数字化映射，并实现物理流域与数字流域之间的动态实时信息交互和深度融合，保持两者的同步性、孪生性。实现水利系统数字资源整合、数据互通、数据共享，加快统一服务支撑体系构建，实现政务管理集约化高效化。