海委水利信息化工作回顾与发展

目前，海委水利信息化工作取得一定成就。随着信息化技术的发展，数字中国建设整体布局规划明确提出要构建以数字孪生流域为核心的具有“四预”功能的智慧水利体系。在此形势下，海委需要不断夯实网信基础，谋划开展数字孪生海河建设，持续推进流域治理管理现代化。     

以数字孪生海河建设驱动流域治理管理新发展

现阶段，科学技术是推动经济社会发展的主要动力，不仅促进新型信息化技术与水利行业加速融合，而且推进智慧水利成为新阶段水利高质量发展的显著标志。智慧水利建设以数字孪生流域为核心，为强化流域治理管理、实现流域“四个统一”提供强大技术支撑。数字孪生海河建设可以提高“2+N”水利业务应用的数字化、智能化水平，其共建共享管理体系将提高流域治理管理的精准化水平和服务效能，并且通过提高水旱灾害防御能力、水资源集约利用和优化配置、水生态环境的监督治理等过程来保障流域社会经济的可持续发展。因此，数字孪生海河建设将驱动流域治理管理进入新发展阶段。     

数字孪生水利工程建设思考

数字孪生流域是智慧水利的核心和关键,数字孪生水利工程是数字孪生流域的重要组成部分。本文在智慧水利背景下,简要描述了数字孪生工程的建设任务,并就不同类型和任务的水利工程开展数字孪生建设的重点进行了论述。     

以数字孪生流域建设为核心 构建具有“四预”功能智慧水利体系

水利部部务会议日前审议通过《数字孪生水网建设技术导则（试行）》,至此数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生水利工程等三大水利数字孪生系列顶层设计基本完成。本文介绍了数字孪生流域提出背景,分析了以数字孪生流域为核心建设智慧水利的必然性,阐述了智慧水利建设总体思路、建设目标和主要任务,提出了实现数字孪生流域共建共享的思考。     

面向防洪“四预”的数字孪生流域水利专业模型研发与实践应用——以数字孪生飞云江流域为例

数字孪生流域是推动智慧水利建设的核心和关键,而水利专业模型是数字孪生流域建设的重要算法支撑。从实际业务支撑角度研发面向防洪“四预”的数字孪生流域水利专业模型,包括水文、水动力、水工程调度、风暴潮等模型,并以浙江省温州市的数字孪生飞云江流域为载体进行实践应用。结果显示,在应对台风“杜苏芮”“卡努”“鸿雁”过程中,各类模型运行情况良好,水文、水动力及风暴潮模型预报值与实测值拟合程度较高,误差满足规范许可要求,水工程调度模型可实现模型预期调度效果。研发的水利专业模型和应用案例可为其他流域数字孪生建设提供参考。     

水利部数字孪生流域模型管理云平台设计及应用研究

【目的】智慧水利是推动新阶段水利高质量发展的实施路径之一,建设数字孪生流域是实现智慧水利的核心与关键。为提升水利部数字孪生平台建设中水利模型的易用性、可扩展性、复用率和可维护性【方法】按照数字孪生流域水利模型建设“标准化、模块化、云服务”的要求,采用“分治+集成”的思想,基于组件技术、工作流技术、SOA架构和容器技术等构建水利部数字孪生流域模型管理云平台。平台通过提供水利专业模型、智能识别模型的组件化封装和流程化搭建功能,以微服务的方式对外提供模型共享和模型计算服务。【结果】依托重点研发项目分别在示范区域——屯溪流域和白鹤滩水库开展“洪水预报-预警-调度”业务应用和工程管理范围形变监测业务应用,验证了平台设计的合理性和应用的可行性。【结论】研究成果可为数字孪生流域模型平台的建设与应用提供一定技术支持和经验借鉴。     

数字孪生水利实践案例分析与创新思考

数字孪生水利建设是新阶段水利高质量发展的重要实施路径。概述了数字孪生水网、数字孪生流域、数字孪生工程发展建设基本情况,以数字孪生尼尔基和数字孪生嫩江为例,介绍了数字孪生工程和数字孪生流域建设的成果及技术创新。分析了当前数字孪生水利建设中存在的问题并提出发展建议,以期为加快构建数字孪生水利体系提供参考。     

数字孪生水利工程网络安全风险分析和保障体系

数字孪生水利工程是数字孪生流域的关键节点，也是智慧水利建设的重要组成部分，在数字孪生水利工程建设中，如何保障网络安全尤为重要。以汉江流域数字孪生项目建设为例，结合数字孪生水利工程的特点，分析了数字孪生水利工程面临的网络安全风险。在此基础上，运用网络安全防护技术，从网络安全纵深防御体系建设、物联网安全防护、数据安全防护、水利工业控制系统安全防护、云计算安全防护、移动安全防护6个方面构建了数字孪生水利工程网络安全技术风险治理体系，并对水利行业数字孪生水利工程网络安全管理提出了具体措施和建议。研究成果已在汉江流域数字孪生水利工程建设中取得了良好防护效果，可为水利行业其他数字孪生工程的网络安全工作提供借鉴。     

数字孪生驱动的智慧流域平台研究与设计

流域管理涉及水资源、水生态、水环境、水灾害等众多问题,以数字孪生为基础,将GIS,BIM,IoT融合的数字孪生与流域管理相结合,建立数字孪生数据及模型集成与可视化表达方法,研究数字孪生运行机制,构建智慧流域孪生体,设计数字孪生驱动的智慧流域平台.以堵河流域水库群防洪联合调度管控为例进行应用实践,实践证明:相比传统流域数...     

数字孪生黄河建设挑战与推进举措

水利部把建设数字孪生流域作为推动新阶段水利高质量发展重要路径,黄委谋划以数字孪生黄河建设驱动治黄信息化提档升级,以高水平、高质量信息化引领黄河治理体系和治理能力现代化。分析了治黄信息化支撑能力存在不足、面临挑战,提出了数字孪生黄河建设思路、任务及推进措施,通过数字孪生黄河建设增强流域治理管理智慧化水平。     

海河流域水利通信网建设与发展探讨

水利通信网是数字孪生海河建设的重要组成部分，完善水利通信基础设施是数字孪生海河建设的关键环节和基础。通过回顾海河流域水利通信网的建设与发展历程，明确微波通信、卫星通信、语音交换、工程视频和租用公网等通信技术手段在流域通信网中的重要作用，结合数字孪生流域建设和流域高质量发展对通信网的需求，分析流域水利通信网发展面临的新形势，探讨未来水利通信网的建设和发展方向。     

疏勒河流域现代化灌区建设评价研究

现代化灌区建设评价为加快灌区现代化建设和推进农业现代化提供保障基础和科学参考依据。文章以疏勒河流域为研究区,构建了由水资源保障体系、工程体系等5个方面39个评价因子组成流域现代化灌区建设评价指标体系,建立了流域现代化灌区建设评价模型,综合评价了流域现代化灌区建设情况。结果表明：疏勒河流域现代化灌区建设处于部分实现阶段,这与实际情况基本吻合。5个方面由大到小排序为信息化体系>水源保障体系>管理体系>工程体系>生态文明体系信息化体系建设对疏勒河流域现代化灌区建设影响最大,生态文明体系影响最小。研究结果对促进区域现代化灌区建设,指导区域智能化灌区和现代化农业以及智慧水利发展提供科学参考依据和决策支撑。     

疏勒河灌区信息化量测设施应用实践

正一、疏勒河流域概况疏勒河地处甘肃西北,位于河西走廊西端,广义的疏勒河流域由位于河西走廊南部的苏干湖水系和北部的疏勒河水系两部分组成。狭义的疏勒河流域主要指疏勒河干流,全长670 km,内辖昌马、双塔、花海三大灌区。本文主要以狭义的疏勒河灌区为研究对象,通过梳理灌区内的信息化计量手段,分析存在的问题,结合农业灌溉要达到"计量到户、按方收费"的目标,为疏勒河灌区乃至全国灌区量测和水利信息化提供基础依据。     

疏勒河流域水生态补偿机制探索

以疏勒河流域为基础,通过对疏勒河流域内生态方面存在的问题及成因进行分析,论证疏勒河流域建立水生态补偿机制的必要性,并根据疏勒河流域现状提出了疏勒河流域建立水生态补偿机制的设想:首先从政策框架入手,建立疏勒河流域水生态补偿管理委员会,并敦促省级政府出台相应的总体规划,整合现行的补偿法规,建立水生态补偿基金的转移支付制度。其次通过分析水生态补偿机制的实现形式和类型,确保水生态补偿机制的资金保障,确保流域上下游间和谐发展,协调流域上下游各地区的生存权和发展权,最终实现流域的公平使用。     

卫星通导遥技术在数字孪生流域建设应用潜力与初探

基于通信、导航、遥感(简称“通导遥”)卫星平台的信息采集和传输技术在数字孪生流域建设中具有重要作用,是支撑数字孪生流域高效水利感知网建设、高精度数据底板更新和高保真动态仿真模拟有效手段和重要途径。国内数字孪生流域研究与建设工作已经初见成效,但水利监测网仍然面临水利数据感知要素少、频次低和传输不及时等问题,难以满足物理流域的实时监控和高保真仿真模拟的需求。首先梳理了卫星通导遥技术在水利业务中的应用进展,分析了当前数字孪生水利平台建设面临的挑战;其次,结合卫星通导遥技术优势,提出卫星通导遥融合应用的数字孪生流域框架,设计基于卫星通导遥融合的新型水利信息系统,该系统主要包括空天地一体化水利感知网与宽窄带融合星地一体化水利通信网两个子系统,为数字孪生流域建设提供一体化全覆盖信息支撑;最后,结合吉林市数字孪生水库建设实践,开展了卫星通导遥融合的新型水利信息系统与数字孪生水利工程的应用初探,结果表明卫星通导遥融合应用可支撑数字孪生水库防洪“四预”实时感知和动态模拟。     

基于智慧水利的数字孪生对流域水资源管理的影响探析

大清河流域是华北平原重要的水源地之一,也是京津冀地区水资源调配的重要组成部分。新时代的智慧水利建设背景下,数字孪生王村分洪闸建设对于保障流域内的防洪、灌溉、生态等多目标水利服务具有重要作用。文章探讨了数字孪生王村分洪闸项目的建设规划和实施方案,以数字孪生平台建设为核心,分析了该项目对大清河流域水资源管理的影响。     

推进长江数字孪生流域建设的水文实践与思考

<正>建设数字孪生流域、构建智慧水利体系是推动新阶段水利高质量发展的实施路径之一。水文是水利的基础,是推动水利高质量发展的先行性工作。近年来,水利部长江水利委员会水文局坚持问题导向、需求导向,持续夯实算据基础,不断优化算法模型,着力提升预报、预警、预演、预案“四预”能力,全力推进长江流域数字孪生流域建设。     

基于气象要素驱动的流域水旱灾害智慧“四预”系统研究及应用探析

为助力数字孪生水利体系建设,以探索流域水文与气象的复杂联动关系为基础,研究长期气候变化和短期极端天气事件对流域水旱灾害发生频率的潜在影响,推动关键气象要素驱动数据集的多源数据融合和水文气象预测平台的构建,通过中短期极端气象事件的实时预报和同步解译,提升流域防洪抗旱决策制定及工作部署的能力和反应速度。研究成果对于推动数字孪生流域水旱灾害“四预”精细化和智慧化具有重要意义。     

数字孪生椒江“四预”平台建设实践

为进一步提升椒江流域水治理管理能力,运用数字孪生、知识图谱、大数据、云计算等新技术,从构建BIM+GIS数字孪生大场景出发,以水利工程为单元,以河流为脉络,以流域为核心,进行数字孪生椒江“四预”平台建设实践,打造全国数字孪生流域样板。针对当前水利业务存在数据底板精度低、数据更新不及时、部门联动不足等痛点问题,从数据融合、结果展现、模型耦合、体制机制创新、共建共享共防等方面进行探索突破,以期为其他受洪潮涝影响的沿海地区数字孪生“四预”平台提供思路借鉴与案例支撑。     

江苏数字孪生水网建设与预报调度一体化应用初探

江苏省地跨长江、淮河两大水系，省内有太湖、洪泽湖和大运河、南水北调东线等重要河湖及工程体系，在国家水网格局中占据重要地位。数字孪生水网建设是新阶段江苏水利高质量发展的重要举措和实施路径。依据江苏省河流水系特点与水利管理工作实际需求，在问题剖析的基础上阐述了数字孪生水网建设思路。以江苏省太湖地区为例，以河网模型为核心，初步构建防洪“四预”功能体系，探索基于江苏数字孪生水网框架的水工程预报调度一体化应用，推动水网建设与智慧应用。