全要素发展趋势 做 出不同预见期（短期、 中期、 长期等） 的定量或定性分 析，提高预报精度、 延长预见期。 预警 基本内涵是制定水利灾害风险指标和阈值 ， 拓宽预 警信息发布渠道 ， 及时把江河洪水、 山洪灾害、 渍涝灾 害、 工程灾害、 干旱灾害、 冰凌灾害、 供水危机、 水 域空间占用、 水生态环境危害及相关次生灾害等预警信 息直达水利工作一线和受影响区域的社会公众 ， 及时采 取应急处置措施 攻关 先行 先试 第一部分 关 于 数 字 孪 生 水 利 建 设 第二部分 数 字 孪 生 水 利 的 应 用 实 践 目 录 海河 23·7 洪水防御应用实践 二 建构数字孪生 海河 五 几点体会 三 防洪“四预” 四 取得成效 过渡带短 ，河流水系呈扇形分布 ， 源短流急 ， 洪水陡涨陡落 ， 极易在短时间内 发生暴雨洪水。 7 月 28 日至 8 月 1 日 ， 受台风 “杜苏芮 ”北上与冷空气交绥影响 ， 海河发 生流域性特大洪水 ， 其中 ， 大清河、 永定河发生特大洪水 ， 子牙河发生大洪水。 本次洪水呈现降水范围广总量大、 暴雨时空集中强度大、 洪水并发量级大、 洪水涨势猛演进快、 径流总量大地下水回补多等五大特点。

一次较大洪水 2/3 以上的国土面积处在洪水威胁下 “ 洪水风险依然是最大威胁”“全面提高风险防控 水 平” ( 习近平 ， 2018 ） 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 雨水情监测尚不能满足洪涝模拟的需求 ， 需要加快构建雨水情监测预报“三道 防线” 受全球气候变暖影响 ，我国极端暴雨频发 ，人民群众生命财产受到严重威胁 ，提升致灾暴雨精 细 监测、精准预报预警能力 ，延长洪水预见期、提高预报精准度 ，是打好洪涝灾害防御硬仗的重 要基础和支撑。 时空分辨率低 精准率低 测不准 痛点 难点 不敢用 无法有效业务化 流域产汇流的物理机制 ，使深度学习模型测预测结果更符合物理规律。 耦合物理机制的深度学习： 产汇流机制约束的深度学习洪水预报模 型 技术成果： 提高模拟精 度 在损失函数中嵌入物理机制 在模型训练模式中考虑物理机制 P16 耦合物理机制的深度学习： 产汇流机制约束的深度学习洪水预报模型 模型结构： 在充分考虑流域产汇流机制基础上 ，模型构建了分布式的深度学习预报模型进行滚动预 报，最大程度控制误差；

实施效果.....................................................................................88 6.3 案例二：洪水预警系统.......................................................................89 6.3.1 项目背景.......... 衡中的作用愈发重 要。传统的水利工程管理方法虽然在历史进程中发挥了重要作用， 但在面对复杂多变的自然环境和日益增长的社会需求时，逐渐显露 出效率低下、数据利用不充分等问题。特别是在水资源调度、洪水 预报、工程安全监测等方面，决策的科学性和时效性亟待提升。 在此背景下，人工智能技术的快速发展为水利工程管理提供了 新的解决方案。DeepSeek 作为一种先进的人工智能平台，凭借其 强大的 对突发事件的反应能力。 当前，水利工程领域面临的主要挑战包括：  数据来源多样且复杂：水利工程涉及气象、水文、地质等多源 数据，传统方法难以高效整合和分析这些数据。  预测精度不足：现有的洪水预报、水资源调度等模型在复杂环 境下往往难以提供高精度的预测结果。  实时性要求高：水利工程管理需要快速响应环境变化，传统方 法在数据处理和决策支持方面存在滞后性。 为解决这些问题，DeepSeek

数字孪生是实现智慧漳河的基础和重要手段 P9 漳河局依托于国家重点推进的 150 项重大水利工程之一的漳河 灌 区现代化改造及漳河水库除险加固工程项目 ，抢抓机遇、 统筹谋划 ， 围绕 “洪水来了怎么办、 一库清水怎么用、 工程安全怎么保、 标准 化管理怎么做” 四大核心任务 ，补充升级完善基础设施 ，搭建数字孪 生漳河平台 ，提升业务智能应用 ，建成了 “ 1 套数据、 1 个平台、 取水许可、 供水统计、 水费结算、 量测水管理、 农业水权及节水管理等 管理体系、 巡视检查、 监督考核、 维修养护、 涉渠项目、 安全管理等 水政巡查、 水政执法、 普法宣传、 信息管理等 洪水预报、 洪水预警等 省水库、 水文、 襄阳气象局、 武警支队、 环保局 整合共享 共享省水利厅水文、水 库的基础、实时、历史 数据。 共享荆门智慧城市大脑底 图。 汇聚气象、水利、农业、 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 模 型近 50

为指挥人员提供全面、 实时、 高效、 直观 的汛 情信息服务。 在线监测预警： 实现汛情 24 小时在线监测与预警 ，提升防汛人员应急响应能力 ，有效降低灾害风险。 灾情科学预测： 实现水库、 河网洪水预报调度 ，提高洪水灾情预见期 ， 为物资调度及人员转移提供可靠依据 ，有效提升指挥调度科学 性 、合理性。 高效组织管理： 实现防汛机构、 人员、 物资的高效合理调配 ，全面保障抢险安全 ，有效减少社会经济损失。 应变、 水位、 温度 ，水库周围降雨量等数据的自动采集、 发送、 实时传输。 当 监测参数超过预设警戒值时 ，系统将发出报警信息。 （ 6 ） 平台系统高集成 集大坝安全监测、 雨水情监测、 洪水预测、 调度、 预警、 物业服务管理等功能于一体。 （ 7 ）通信可靠安全 支持 5G 、 4G 、 LoRa 、 GPS/ 北斗等全网络、 高可靠、 高安全的物联网传感器、 数据采集终端和传输通信设 能够对巡查员巡查次数 进 行自动统计和考核。 水利信息化产品 - 水库巡查系 统 洪水预报系统是在计算机上实现 洪水预报联机作业的运行系统称 为洪水预报系统。 通过分析研究 洪水特点及河床变形规律 ，采用 水文学、 水力学、 河流动力学 等 相结合的方法 ，建立实用的 洪水 预报经验方案和数学预报 模型； 实际应用中 ， 以实时雨情、 水情、 工情等各类实时信息作为输入，

水库动态监管系统 水库综合监测及管理系统 灌区智能化监测与管理系统 防汛抗旱指挥决策支持系统 防汛防旱防风预警响应联动系 统 城市内涝监测与应急指挥系统 山洪多级解决方案 洪水预报调度及风险评估系统 水旱灾害统计报表系统 海绵城市及城市水脑 1 2 业务领域 5 4 城市水务监测与管理 自来水厂智能化监控与管理系统 污水处理厂智能化监控与管理系 污水处理厂智能化监控与管理系 统 饮用水安全监测与分析系统 管网管理系统 水务综合信息化 取水户在线监控与管理系统 入河排污口监测 智能化水质自动在线监测系 统 水质评价系统 流域洪水预报与调度 流域 / 省水资源管理系统 城市水资源管理系统 地下水智能化监测与管理系统 梯级调水工程智能化控制与调度系 统 闸站群联合调度系统 水电站计算机监控系统 查，督促各 地全面落实水旱灾害防御责任，修订完善方案预案，检修监测预警设施， 开展隐患排查整改和调度演练。此外，将建立流域统一调度平台，依法依 规实施江河湖泊和水库、水电站、蓄滞洪区等工程防御洪水旱灾调度及应 急水量调度，充分发挥水利工程减灾兴利效益。 • 守住 水旱灾害 防御底线 2025 年全国水利工作会议 守住工程 安全底线 18 成熟运用物联网、云计算、大数 据和移动互联网等新一代信息技

状 态 水库 下泄 Q 望亭立 交下泄 Q 黄埔江边 界控制 实时雨水工情 + 精细化降雨预报 太湖地区预报调度一体化模型 感知联合模型高频滚动计算 预报 1-3d 河道洪水过程， 4 级预 警 形成“四预”的业务封闭流程 2.3 江苏省数字孪生水网工程试点建设——场景预 演 潮位 H 状态 太浦闸 下泄 Q 湖西 入流 Q 浙西 入流 Q 状态 防汛“四预”演练系统——海委永定河流域 ◼ 融合 “四预”理念，以数据底板建设 +“ 四预”防汛业务为核心的思路 ◼ 利用数字孪生、数值模拟， 支持天气形势预测 - 水文测报 - 预警发布 - 洪水错峰调度 - 蓄滞洪区运用 业务 ◼ 成果也得到肯定，推广至江苏省横山水库“四预”业务功能，今年将在石梁河水库开展演练工作 海 委 总 指 挥 中 心 预 演 现 场 2.4 防汛“四预”演练系统——沂沭泗流域 2.4 防汛“四预”演练系统——江苏省大中型水库 开发省级水库预报调度系统，支撑江苏省水利厅在“烟花”台风登陆前进行横山 水库防洪调度演练、 石梁河水库应对郑州“ 7.20 暴雨”超标准洪水演练 信息技术支撑实况演练获圆满成功， 通过演练检验了“四预”措施落实情况 横山水库 “四预”系统 石梁河水库 “四预”系统 江 苏 省 防 指 演 练 现 场 一体化河网模型、洪涝联合调度、水环境联控调控、智慧水利

色发展、加快智慧发展、统筹融合发展、完善体制机制，逐步形成国 家水网“一张网”。 《“十四五”水利科技创新规划》 绘制国家水网“一张蓝图”，动态评估和预警各类风险；构建国家水网 工程数字孪生；地下水流场模拟及预警；洪水预测预报；山洪灾害风 险智能识别技术、山洪灾害监测预报预警；防旱抗旱“四预”决策平台； 洪涝模拟与预报调度；数字孪生流域和数字孪生工程建设。 《水利部关于开展数字孪生流域建设先行先试工作的通知》 LOD300 、溢洪道： LOD300 80 ㎡ 重要部位发生较大变化后及时更新 信息基础设施 数据底板 模型平台 知识平台 水利专业 模型 水文模型 降雨预报 洪水预报 冰凌预报 … 水力学模型 洪水演进 河口演变 工程联合调度 流域降水径流 泥沙动力模型 坡面产流产沙 沟坡区 重力侵蚀 沟道水沙演进 … 水资源模型 水资源量 分析评价 水资源 调配模拟 调配模拟 水资源 承载力评价 区域与行业节 水潜力评估 水环境模型 污染物 输移扩散 水土保持 水生态模拟 … 水土保持模型 土壤侵蚀预报 淤地坝 洪水预报 … … 水利工程安全 模型 建筑物 安全评价 引水、蓄水、 输水方式安全 … 智能模型 遥感识别模型 河湖四乱 生产建设 项目扰动 地表水体 土壤墒情… 视频识别模型 水尺水位 采砂船

到下游汇入闽江处的自然背景、 流场动态和水利工程设施。 3.1.1.1.3 溪源溪防洪规划 1、防洪规划 展示溪源溪小流域防洪规划内容，包括防洪规划简介、影响范围、重点防范区、防 洪水利工程和防洪水利工程地图展示。 2、溪源水库 介绍展示溪源水库基本信息，调度规则及溪源水库数字孪生展示。 3.1.1.2 全方位感知 基于孪生底板，在三维地图上进行溪源溪小流域全方位感知展示。包括小流域雨情 的水利工程调度进行模拟仿真，正向预演出风险形势和影响，逆向推演出水利工程安全 运行限制条件，及时发现问题，迭代优化方案，制定防风险措施。建设内容包括方案预 演、方案比对、预演概化图、历史反演和历史洪水影响分析。 3.1.1.3.4 预案 依据预演确定的方案，考虑水利工程最新工况、经济社会情况，确定水利工程运用 次序、时机、规则，制定非工程措施，落实调度机构、权限及责任，明确信息报送流程 水文及洪水资料、山 洪历史水雨情资料、构筑物及工程调度资料、灾害资料等。 3.2.2.1.2.2 水文水动力模型 在传统流域水文模型的基础上耦合一维水动力学模型，建立溪源溪小流域水文水动 力耦合洪水预报模型。利用水文模型进行河道上边界溪源水库及区间降雨径流预报，同 时考虑溪源水库调度的影响，将水库下流量过程和区间入流过程作为一维水动力模型的 边界条件，一维水动力模型进行河道洪水演算，滚动预报河道重点防洪断面的水位与流

维 空 间 计 算 水 利 专 业 P22 GIS 潮汐演进 洪水演进 解决核心问题：海量、时序空间数据可视化 ! 五、可视化仿真能力构建 GISTC P23 解决核心问题：水文专业计算与空间可视化融合 ! 水文 水动 力学 耦合 与二 维空 间计 算模 降 雨 在 哪 里 “ 水文预报 ( 预报 ) 绷紧“降雨一产流—汇流—演进”链条，强化气象水文预报耦合和预报 模型参数率定，实现以流域为单元短中长期预报，关键洪水预报精准可靠。 直观清晰了解“预报降雨在哪里” ,“ 预报洪水在哪里” ,“ 预报风险在哪里”。 无响应 降雨预报 全市面雨量 lh 2.5 6h 6.6 24h I2.5 区县面雨量 I7.0 3 庆元 田 □ 风 险 分 析 0.23 淹没乡镇数 ( 个 ) 影响人口 人 ) 短历时强降雨乡镇数 0 个 24 h 超 100mm 乡镇数 0 个干流风险指数 一 般 预报”洪水在哪里“ 数字孪生瓯江防洪四预系统 伤强 降雨乡镇数 水 库 水 位 ◆ 正 常 ◆ 超汛限 河 道面水位 ▽ 正 常 ▽超保证 超