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............................

智慧水利信息化解决方案 （防汛、水文、水库、大坝安全、灌区、供排水、流域、闸泵站、中小河流、水质监测等） 防汛减灾 汛情全面掌握： 全面实现气象、 水雨情、 工情、 工程安全、 视频等十余类汛情信息汇聚 ， 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、 ，通过浙江省水利厅山洪项目组竣工验收 ， 并获得验收专家组较高 评价。 水利信息化项目部分案例 小流域山洪灾害监测 预警平台： 收集和管理沿河村落 预警指标、 预警信息、 预警记录（短信） 、 关联测站、 防汛预案、 一个宣传栏、 一支队伍、 防汛物资、 避灾点等资料。 防汛预警平台——预警指标 小流域山洪灾害监测 预警平台： 收集和管理沿河村落 预警指标、 预警信息、 预警记录（短信） 一个宣传栏、 一支队伍、 防汛物资、 避灾点等资料。 防汛预警平台——转移路线图 小流域山洪灾害监测 预警平台： 收集和管理沿河村落 预警指标、 预警信息、 预警记录（短信） 、 关联测站、 防汛预案、 一个宣传栏、 一支队伍、 防汛物资、 避灾点等资料。 防汛预警平台——预警信息 小流域山洪灾害监测 预警平台： 收集和管理沿河村落 预警指标、 预警信息、 预警记录（短信）

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，

智慧水利建设背景 “2+N 业务”应用 数字孪生流域建设 加入星球获取更多更全的数智化解决方案 政策背景 《关于大力推进智慧水利建设的指导意见》 到 2025 年，通过建设数字孪生流域、“ 2+N” 水利智能业务应用体系、 水利网络安全体系、智慧水利保障体系，推进水利工程智能化改造， 建成七大江河数字孪生流域，在重点防洪地区实现“四预”，在跨流域 重大引调水工程、跨省重点河湖基本实现水资源管理与调配“四预”， 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》 计划用 2 年时间，在大江大河重点河段、主要支流开展数字孪生流域 建设先行先试，在重要水利工程开展数字孪生水利工程建设先行先试。 “ 十四五”智慧水利建设目标：坚持“需求牵引、应用至上、 精准化决策为路径，通过建设数字孪生流域、“ 2+N” 水利智能业务应用体系，推进水利工程智能化改造，建成七大江河数字孪生流域，在重点防洪地区实 现“四预”，在跨流域重大引调水工程、跨省重点河湖基本实现水资源管理与调配“四预”，提升 N 项业务应用水平，建成智慧水利体系 1.0 版。 网 络 安 全 体 系 物理 流域 江河湖泊 水利工程 治理管理活动对象 影响区域 数字 孪生 流域 信息 基础 设施

(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

习近平总书记《党的十九大报告》（ 2017.10 ） 2017 年 10 月 ，习近平总书记在党的十九大报告中 明确指出：“以共抓大保护、不搞大开发为导向 推动长江经济带发展。”。 流域管理：三水并重；四抓同步；五江共建。三 水并重就是水资源、水生态、水环境三个水一起 抓。四抓同步是指狠抓上下游的统筹协调、重点 区域、重大工程、改革创新。五江共建指建设一 ，环境风 险较大。 需求背景 环境背景 背景介绍 规划依据 规划背景 项目介绍 先进案例 长江流域 岳阳 · 湖南 城区智慧水务项目范围总面 积 197 km2 。 涉及的流域范围为： • 为芭蕉湖流域； • 东风湖（含吉家湖） 流域； • 南湖流域。 位于湖南东北部， 素称“ 湘北门户 ” 。 境内水系发达， 湖 泊星罗棋布， 河流网织， 有大小湖泊 投资估 算 实施方案 总体思路 建设目标 建设内容 规划方案 进度质量 合作方式 总结 顶层方案 项目亮点 重点难点 规划背景 1 、立足市、兼顾流域， 实现上下游统筹管理； 2 、立足排水、兼顾河湖， 建立源头 - 过程 - 末端联 合调度平台、实现水务 一体化管理； 3 、立足私有云、兼顾公 有云、建立集团化管理

习近平总书记《党的十九大报告》（ 2017.10 ） 2017 年 10 月 ，习近平总书记在党的十九大报告中 明确指出：“以共抓大保护、不搞大开发为导向 推动长江经济带发展。”。 流域管理：三水并重；四抓同步；五江共建。三 水并重就是水资源、水生态、水环境三个水一起 抓。四抓同步是指狠抓上下游的统筹协调、重点 区域、重大工程、改革创新。五江共建指建设一 ，环境风 险较大。 需求背景 环境背景 背景介绍 规划依据 规划背景 项目介绍 先进案例 长江流域 岳阳 · 湖南 城区智慧水务项目范围总面 积 197 km2 。 涉及的流域范围为： • 为芭蕉湖流域； • 东风湖（含吉家湖） 流域； • 南湖流域。 位于湖南东北部， 素称“ 湘北门户 ” 。 境内水系发达， 湖 泊星罗棋布， 河流网织， 有大小湖泊 投资估 算 实施方案 总体思路 建设目标 建设内容 规划方案 进度质量 合作方式 总结 顶层方案 项目亮点 重点难点 规划背景 1 、立足市、兼顾流域， 实现上下游统筹管理； 2 、立足排水、兼顾河湖， 建立源头 - 过程 - 末端联 合调度平台、实现水务 一体化管理； 3 、立足私有云、兼顾公 有云、建立集团化管理

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 灾三个阶段入手细化 职责、落实责任和措施，抓紧修复水毁灾损工程，开展汛前检查，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 u 2020 年 6 月获批的智慧水利方案（ 2020 年启动 试点： 3 个流域、 7 个省级及单列市、 1 个县级）， 全国各省级正编制方案陆续开始。 u 全国现代化灌区方案最近将评审，预计 700 亿， 全国大型灌区 400 多个。 u 黑臭水体及流域治理衍生出的：智慧水务、智 慧流域、智慧排水等 u 智慧城市、海绵城市、新基建衍生出来的：城 市防洪排涝、智慧水务等

利设施建设。支持重点区域开展地下水超采综合治理，推进黄河流域农业深度节水控水。在干旱半干旱地区发展高效节 水旱作农业。强化蓄滞洪区建设管理、中小河流治理、山洪灾害防治，加快实施中小水库除险加固和小型水库安全监测。 深入推进农业水价综合改革。 1 节水优先 空间均衡 系统治理 两手发力 1 2 3 流域数字底座建设 完善数据底板——智慧水利的“算据” 流域模型算法建设 构建模型平台——智慧水利的“算法” 通过建成标准统一、接口规范、分布部署、 快速组装、敏捷复用的模型平台，在数字 空间对水利治理管理活动进行智慧化模拟， 为数字孪生流域提供模拟仿真功能 流域知识共享建设 建设知识平台，利用机器学习等技术感知水利 对象和认知水利规律，为数字孪生流域提供智 能内核，支撑事件正向智能推理和反向溯因分 业务应用的创新 数字孪生行业技术大纲解读 数字孪生试点项目分析 长江流域 --- 汉江流域（数字孪生流域场景全覆盖） 长江流域 （ 2+N 业务） 工程安全 精准调度 河道治理 （ 2+N 业务） 水库四预 （ 2+N 业务） 工程建设 运行管理 数字孪生 运行管理 河道孪生 流域孪生 水库孪生 灌区孪生 泵站孪生 电站孪生