P1 面向数字孪生流域建设的洪涝模拟解决方案 汇报提纲 一、 建设背景与新的要求 二、 洪涝模拟方面技术成 果 三、 数字孪生流域建设成 果 四、 未来展望 P2 01 建设背景与新的要求 P33 洪涝灾害一直是我国的心腹之患 据 2000 多年的历史资料统计 ，我国平均每两年发生 全国洪水威胁区域分布图 研发面向数字孪生流域建设的洪涝动态演进模拟业务系统 ， 是实现国家防洪减 灾 和水利高质量发展和的关键任务 数字孪生流域建设背景 P4 2017 年 ， 习近平总书记提出要建设网络强国、 数字中国、 智慧社会 ，把“智慧社会” 作为建设创新型国家的重要内容 ， 这是党中央从党和国家事业全局出发做出的重要决策 构建智慧水利体系 ， 以流域为单元提升水情测报和智能调度能力 年远景目标纲要》 大力推进数字孪生流域建设 ， 并部署各流域管理机构…先行先试。 — 2021 年水利部召开推进数字孪生流域建设工作会议 2023 年 ，基本建成七大江河、 11 个重要水利工程数字孪生平台。 — 2022 年水利部印发《关于开展数字孪生流域建设先行先试工作的通知》 大力推进数字孪生水利建设 ，支撑保障“四预”工作。 — 2023 年全国水利工作会议 数字孪生流域建设背景 P5

福州溪源溪小流域（溪源水库）数字孪生建设项目技术规范书 1 福州溪源溪小流域（溪源水库）数字孪生建设项目 技术规范书 福州市水利局 二〇二三年一月 目 录 第 1 章 总则........................................................................................................... ......................................................................................8 3.1.1 溪源溪小流域防汛“四预”决策平台................................................ 8 3.2 数字孪生平台........................... .................................................................................... 18 3.4.2 溪源溪小流域数字孪生场地适应性改造...........................................18 3.4.3 数字孪生服务器............................

实施路径 智慧水利——全局性大目标， 是水利高质量发展的显著标志， 是大方向和趋势。 推进智慧 水利建设是推动新阶段水利高质量发展的六条路径之一。 数字孪生水利——实施措施， 统筹建设数字孪生流域、 数字孪生水网、 数字孪生水利工 程， 构建具有 “四预”功能的数字孪生水利体系。 u 第一层： 明确发展方向， 即智慧水利 u 第二层： 实施措施， 即建成具有 “四 业务“四预” 一 定义定位—定位 数字孪生水利是充分运用物联网、 云计算、 大数据、 人工智能、 虚拟现实等新一代信息技术， 建设数字孪生 流域、 数字孪生水网、 数字孪生水利工程等新型基础设施， 实现流域防洪、 水资源管理与调配等 “ 2+N” 业务应用 “四预” ( 预报、 预警、 预演、 预案 ) 功能的综合体系， 提升水利治理管理数字化、 防范的新型基础设施。 数字孪生流域是以物理流域为 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 流域全要素和水利治理管理活动全 过程进行数字映射、 智能模拟、 前 瞻预演， 与物理流域同步仿真运行、 虚实交互、 迭代优化， 实现对物理 流域的实时监控、 发现问题、 优化 调度的新型基础设施。 一 定义定位—定义 预报 基本内涵是以流域为单元， 遵循客观规律，

(20 世纪 80 年代至 90 年代 ) 萌芽阶段 (20 世纪 70 年代 ) 大数据、人工智能 数字孪生水利 业务融合 一张图 单业务应用 硬件信息化 数字孪生水利：以物理流域为单元、时空数据为底座、仿真模型为核心，水利知识为驱动，建立可测、 可感、可控、可用的数字水利业务场景。 水利感知网 水利信息网 水利云 江河湖泊 水 利 智 能 中 枢 基础数据 监测数据 业务管理数据 跨行业共享数据 地理空间数据 业 务 应 用 数字 孪 生 流域 物理 流域 GISTC 水利知 历史场 业务 识图谱 景模式 规则 水利知识引擎 流域防洪 水资源管理与调配 N 项业务 数 据 驱 动 现实世 界 决 策 支 持 网络 安全 体系 量 > 用 水 取 电 量 > 电 能 > 累 计 用 电 量 雷达流速仪 > 水 位 > 流速 > 流量 GISTC > 监控视频 水 下 地 形 电子水尺 P8 对物理流域进行高精度数 字化表达和智能化操控的 虚拟空间模型 水利全景信息载体 实时渲染 高度仿真 动态模拟 真实场景 实时同步 动态反馈 水利全要素 数字化映射 受自然规律和社会 经济活动影响的

..................................................... 20 1 1 总则 1.1 编制目的 按照水利部关于智慧水利和数字孪生流域、数字孪生水网、 数字孪生水利工程建设的工作部署，为推进数字孪生灌区建设， 明确数字孪生灌区的内涵，规范建设内容、技术要求，特制定本 指南。 1.2 适用范围 本指南适用于大中型灌区的数字孪生灌区的规划、设计、实 [2021]323） 《智慧水利建设顶层设计》（水信息[2021]323） 《“十四五”智慧水利建设规划》（水信息[2021]323） 《数字孪生流域共建共享管理办法（试行）》（水信息 [2022]146） 《数字孪生流域建设技术大纲（试行）》 （水信息[2022]147） 《数字孪生水利工程建设技术导则（试行）》（水信息 [2022]148） 《数字孪生水网建设技术导则（试行）》 算、大数据、数字孪生、物联网、人工智能、5G 等现代信息技 术，汇集多种类型的传感终端，构建“天空地”一体的透彻感知 6 体系，实现全时空的泛在感知。 3.1.1.2 灌区数字孪生建设应充分共享数字孪生流域和数 字孪生水利工程监测感知数据，科学规划监测感知体系，扩展 监测项目、加大监测密度、提高监测频次，可参照《数字孪生水 利工程建设技术导则（试行）》的有关规定。 3.1.1.3 监测仪器设备选型应根据现场地形地质条件、工

川盆地。华中地区酸雨污染最重。 江河湖库水域普遍受到不同程度的污染，除部分内陆河流和大型水库外，污染成加重趋势，工业发达城镇附近的水域 污染尤为突出。 国家七大水系，黄河流域、松花江、辽河流域水污染严重。 大淡水湖泊总磷、总氮污染面广，富营养化严重。 四大海区 以 渤海和东海污染较重。 渔业水域生态环境恶化的状况没有根本改变，并呈加重趋势。 城市地面水污染普 人体健康、生命安全的实时指标？  如何“更全面”感知污染排放、环 境污染、应急事故的变化过程？  如何“更有效”判定环境监察执法 与应急处置工作的执行状态与效 果？  如何“更智慧”决策重点城市、区 域和流域重大环境管理问题？ 3 . 发展意义 3 . 发展意义 采用各种先进的感知工具全面感知环境 01 更透彻的感知 通过各种信息化设备、网络与先进的感知工具进行连接 02 更全面的互连互通 日志管理，统计等常用系统功能。 使工作人员可以在任何地方， 完成公文收发、邮件处理、 文档管理的日常工作，提高 办公效率。 针对水源、大气、噪音、生态、应急信息、 保护区等几种范围，或直接针对具体关注企 业、流域、或行政区域统计它们的各类环保 数据。 • 第一层是环保移动执法系统的使用者，所使用移动设备包括手机、 PDA 、车载移动设备、便携电脑等各种移动终端设备 • 第二层是移动通信网络，包括各种公网，如

津冀、珠三角和 成渝在第一梯队城市引领下形成区域内部自循环的数字生态高地；而山东半岛和中三角城市群正在加速 构建区域性生态。黄河流域形成梯度发展新格局：九大省区中山东、四川数字生态全面发展，河南、陕西、 山西稳步进阶，内蒙古、甘肃、宁夏、青海缓慢增长。黄河流域七大城市群数字生态多样发展，其中山 东半岛城市群以济南和青岛双城驱动，中原和关中平原城市群分别以郑州、西安“单核引领”，晋中、 呼 （三）全国六大城市群向好发展 图 3-5 中国六大城市群数字生态发展水平（2025） 图 3-6 沿黄九省数字生态指数及其一级指标得分（2025） 黄河流域数字生态格局分析 沿黄九省数字生态发展水平差异同样显著。黄河流域涵盖青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西、 河南、山东九省区，简称“沿黄九省”。如图 3-6 所示，根据数字生态指数 2025，山东、四川位居全国 前十，数 期在数字政府、数字经济与数字社会等应用领域进步明显。 这种分化受应用发展水平、政策导向、算力资源、数据要素等基础条件影响，也与人才培养、技术创新 和产业创新等数字能力提升密切相关。 （一）黄河流域九大省区梯队发展 时间维度上，沿黄九省数字生态头部稳步进阶、尾部缓慢增长。如图 3-7 所示，近六年来山东和四 川常年稳居全国前十，各项指标处于全国靠前且逐步提升状态。然而，山东和四川两省在全国处于第二

水利部提出建设数字孪生流域、数字孪生 水网、数字孪生水利工程及数字孪生灌区， 实 现 “四预”目 标 。 主线：数字化、网络化、智能化 P7 目标：数字化场景 智慧化模拟 精准化决 领先应用期 大规模拓展应用期 202 1 数字孪生技术纳入“十四五”规划，工 信部对其发展及应用进行部署 国家“十四五”规划纲要明确提出“构建智慧水利体系，以流域为单元提升水情测报和智能调度能力” 哈密综合能源孪生信息系统 罗三维可视 成勘院 - 智慧办 公 15.2 ℃(A431) 655% 263 Ix 大湾区惠州新城智慧管控平台 四川省河长制信息化系统 腊巴山风电数字孪生平台 流域孪生会商系统 0 开 关 ( 上 / 下 ， 卵 物职码位驾块计 孪生能源 孪生水务 A 431 eA 座 心得体会 GISTC 孪生建设体会

二、数字孪生漳河灌区建设方案 三、展望 目录 P2 01 数字孪生灌区建设背景 P3 主 要 是 在 灌 区 信 息 化 建 设 基 础 上 ， 充分利用智慧水利 、 数字孪 生流域 、 数字孪生水利工程和数 字孪生水网建设等相关成果 ， 强化 信息感知 、 资源共享 、 决策支持 、 泛在服务等体系构建； 以数字化 场景 、智能化模拟 、 精准化决策 为路径 ，推进灌区数字化 、常年供水段渠道 27km2 的 3cm 精度以及荆门城区 800km2 的 5cm 精度倾斜摄影模型。 DEM 地 形数据 采集了漳河流域 80km2 ，精度 为 0.2m 的 DEM 地形数据 ，用 于河道洪水演进。 遥感影像 覆盖漳河水库流域、灌区、泄洪 影响区 9591km2 、 0.8m 精度的 遥感影像数据。 建设了包括大坝、溢洪道、 水闸等重要水工建筑物 BIM 智力模型支撑智慧应用 业务平台 P36 数字孪生漳河平台构建了“ 2 +N” 智能应用 ，全方位满足漳河局多方面业务需求 以需求导向 ， 构建“ 2+N” 应用提升智能化水平 P35 P37 将漳河水库流域 2212km2 划分为五个单元 ，采用新安江、 降雨径流、 大数据分析模型、 分布式水文模型等多模型融合 ， 结合实测落地雨 监测数据和雷达定量降雨反演成果 ， 及未来降雨预测 ， 进行多方案

现天地空监控一体化智能监控管理平台。 1.2.3 资源共享化 对跨区域、跨行业及跨平台的环境质量、环境安全和环境风险 信息资源实现共享和科学评价，能通过模型和评价体系解决重点城 市、区域和流域重大环境管理问题。 1.2.4 决策智能化 随时了解实时的环境质量状况，对某个区域的环境质量进行预 测预报，同时针对环境质量较差的区域落实限批、停产、关停等环 境经济手段。准确核算区域环境资源容载能力，为产业结构调整提 自动控制技术对排污单位实行全程的监督控制与管理。结合“天空地 一体化”的在线监测网络，通过自动化、信息化等技术手段更加科学、 准确、实时地掌握重点污染源的主要污染源排放数据、掌握各地市、 各流域的环境质量状况，及时发现并查处违法排污行为，准确掌握 各地市环境质量状况，对于确保节能减排工作取得实效，切实改善 环境质量具有十分重要的意义。 37 生态环境大数据平台整体解决方案 环境监测综合数据分析评价系统 餐饮油烟在线监测系统  水污染防治监管体系以流域水环境地理空间信息资源库为依托， 49 生态环境大数据平台整体解决方案 充分考虑流域梯级开发以及大数据应用，实现监测-模拟-展示-技术 决策一体化的系统集成，可及时掌握和分析水环境数量与质量、动 态变化，实现“一张图”辅助环境保护决策支持，加强水环境管理的科 学性与及时性，提高水环境管理水平，为流域水环境和水生态综合 调控提供信息化技术保障，全面提高环境监控信息为管理和决策服