数字孪生水利,带来哪些新机遇

6月30日至7月2日，国家防总副总指挥、水利部部长李国英赴长江上游金沙江段检查水库群防洪调度工作。李国英强调，要坚持“系统、统筹、科学、安全”原则，立足流域平台，掌握流域水情，面向流域需求，精心精准精细调度运用每一座水库，充分发挥水库群联合调控洪水作用，确保流域防洪安全，确保人民群众生命财产安全。

　　李国英先后深入金沙江下游向家坝、溪洛渡、白鹤滩、乌东德等梯级水电站，逐一调研工程建设、运行、管理情况特别是水情监测、安全监控和防洪调度情况，逐河段了解防洪对象、标准、能力及需求情况。

李国英指出，长江上中游水库群既是长江流域防洪工程体系的关键组成，也是长江流域水力资源开发、水资源配置、水生态水环境保护的重要引擎，在确保防洪安全、能源安全、供水安全、生态安全等方面肩负着重大使命。流域水库群功能与需求多样，其科学调度是一个开放复杂巨系统。必须以系统思维应对系统性问题，正确处理系统与要素、要素与要素、条件与需求的关系，加强水库群多目标联合优化调度，努力实现流域水库群调度效用“帕累托最优”。

　　李国英要求，充分发挥长江流域防总牵头作用，聚焦防洪、发电、供水、生态等多目标综合调度需求，完善各方利益协调统一的联合调度协作体制机制，深化流域水库群联合调度研究，系统考虑上下游、左右岸、干支流，加强区域间、行业间不同调度需求统筹，既精准利用好每一方防洪库容，也尽可能不浪费每一方水力资源，实现防洪调度与水力发电等多维调度的系统高效耦合。

　　李国英强调，数字孪生流域和数字孪生水利工程，是实现流域水库群联合优化调度的基础支撑。要加快推进数字孪生长江和数字孪生水利工程建设，完善流域水文监测体系，实现历史数据积累、实时数据同步、未来数据预测的系统集成，着力强化预报预警预演预案功能，全面提升水库群联合调度数字化、网络化、智能化水平。

数字孪生与水的深化融合，是助力水利现代化的关键举措。

“数字孪生流域建设”是年水利网信工作的重中之重。5月31日，上证报记者从业内人士处获悉，目前长三角多地数字孪生流域建设先行先试项目已通过审核或启动。

其中，浙江省的9个试点实施方案（含宁波水利局申报的2个试点方案）全部通过水利部审核、安徽省的“数字孪生引江济淮(蜀山枢纽至淠河干渠段)”项目已经淮河水利委员会审核通过。江苏的“数字孪生秦淮可”等4个项目，上海市的吴淞江工程（上海段）新川沙闸枢纽工程等均通过水利部门审核。

另外，上海市数字孪生吴淞江工程（上海段）新川沙泵闸枢纽工程成功入选数字孪生流域建设全国试点。江苏包括数字孪生秦淮河、数字孪生江苏太湖地区典型水网工程、数字孪生沂沭泗水系（江苏部分）、数字孪生水网（南通城区）等4个项目也列入水利部先行先试项目。

多地数字孪生流域项目过审

“数字孪生流域”是智慧水利的核心与关键。

近期，水利部网信办、各流域管理机构组织对52项数字孪生流域建设先行先试实施方案和各流域管理机构、省级水行政主管部门、10个重大水利工程“十四五”数字孪生流域建设方案进行审核（审查）。

上证报记者了解到，由安徽省引江济淮集团负责申报的“数字孪生引江济淮(蜀山枢纽至淠河干渠段)”项目成功入选水利部组织开展的“数字孪生流域建设先行先试工作（—）”。目前，该项目已经淮河水利委员会审核通过。

据悉，“数字孪生引江济淮（蜀山枢纽至淠河干渠段）”项目的建设，将实现对项目区域内枢纽、泵站、水闸、渡槽等工程信息的实时监测，对水资源调度、航运调度等工作提供科学的决策支持，为实现引江济淮工程现代化管理提供有力支撑。

与此同时，近日水利部太湖流域管理局组织召开了数字孪生流域建设先行先试实施方案审核视频会，对浙江省9个试点实施方案（含宁波水利局申报的2个试点方案）进行评审。

经认真审核，专家组一致认为，各试点实施方案思路清晰，目标明确，内容完整，技术方案合理可行，工作基础扎实，符合数字孪生流域先行先试建设工作要求，对推进全国数字孪生流域建设具有较好的引领作用。

另外，上海市数字孪生吴淞江工程（上海段）新川沙泵闸枢纽工程成功入选数字孪生流域建设全国试点。该工程实施后，可进一步提增太湖洪水外排出路，提高流域防洪除涝能力，提升水资源配置能力，发挥改善水环境和航运等综合效益。

区别与传统水利工程，数字孪生吴淞江新川沙泵闸枢纽工程将搭建空天地立体感知体系，汇集工程建设期“人、机、料、法、环”全要素数据，构建影响区域l2和l3级bim+gis数字底板，建立水利专业模型、可视化模型、智能分析模型、数字模拟仿真模型等模型平台等，实现水情工情实时监测和动态模拟。

江苏方面，四大项目包括数字孪生秦淮河、数字孪生江苏太湖地区典型水网工程、数字孪生沂沭泗水系（江苏部分）、数字孪生水网（南通城区）等也列入水利部先行先试。

数字孪生赋能“智慧水利”带来机遇

什么是数字孪生？

数字孪生，也被称为数字映射、数字镜像，是智慧科学领域最热门、最前沿的概念，其显著特征是对实体对象的动态仿真。

从最根本的概念上来说，数字孪生是指在信息空间构建一个可以映射表征物理设备的虚拟系统，它们之间的联系并不是单向和静态的，而是贯穿于整个产品周期中。

数字孪生如何助力全国智慧水利建设？以全国水利行业首个正式开工建设的数字孪生水利工程举例，建设大藤峡数字孪生工程，就是通过数字化方式创建大藤峡实体工程的孪生双胞胎——虚拟动态仿真，借助历史数据、实时数据、算法模型等，模拟、验证、预测、控制大藤峡工程的全生命周期。

在数字孪生水利工程建设过程中，技术的支撑和运用至关重要。

据了解，“数字孪生流域建设先行先试工作（—）”计划用2年左右时间在大江大河重点河段、主要支流、重要水利工程中，加强数字孪生、物联网、大数据、人工智能、5G等新一代信息技术与水利业务深度融合，在促进业务协同、创新工作模式、提升服务效能方面不断取得突破，打造一批可推广可复制的成果和经验，带动全国数字孪生流域建设。

　　6月22日，水利部召开部长专题办公会议，研究推进陆地水资源卫星工程立项工作和拟报国防科工局的《陆地水资源卫星工程需求与任务报告》，刘伟平副部长主持会议并讲话。 　　刘伟平指出，水利部高度重视卫星遥感技术应用工作，李国英部长多次作出批示，要求善用遥感技术、用好遥感技术，提升数字化、网络化、智能化能力和水平。近年来，相关单位利用国产卫星遥感影像资源开展了多项应用，在洪水灾害监测、河湖监管、水土保持监测监管、河湖生态补水、水文水资源监测和“全国水利一张图”建设等方面取得较大进展，但在应用的广度和深度方面还有一定差距。陆地水资源卫星已列入《国家民用空间基础设施中长期发展规划（-年）》，陆地水资源卫星对于支撑水旱灾害防御、水文水资源监测、水土保持等工作具有重要意义，立项发射陆地水资源卫星非常必要且迫切。 　　刘伟平要求，各有关单位要密切协作，加快推进陆地水资源卫星立项工作，要按照“需求牵引、应用至上”的原则，综合利用现有遥感卫星数据资源深入开展业务应用，支撑数字孪生流域建设。 　　会议认为，《陆地水资源卫星工程需求与任务报告》内容全面、结论明确，总结了国内外同类卫星的发展现状和发展趋势，系统分析了洪水预报、水资源监测和管理、干旱监测、水土保持监测等水利业务对卫星遥感数据的需求，以及陆地水资源卫星在水利行业的应用领域和应用能力。会议同意《陆地水资源卫星工程需求与任务报告》内容，要求根据会议意见修改完善后报送国防科工局。 　　水利部规划计划司、水资源管理司、水土保持司、水旱灾害防御司、水文司、国际合作与科技司和信息中心负责同志参加了会议。

早在年12月23日，水利部召开推进数字孪生流域建设工作会议。水利部党组书记、部长李国英出席会议并讲话，强调要深入学习贯彻落实习近平总书记关于网络强国的重要思想、习近平总书记“十六字”治水思路和关于治水重要讲话指示批示精神，以时不我待的紧迫感、责任感、使命感，攻坚克难、扎实工作，大力推进数字孪生流域建设，积极推动新阶段水利高质量发展。部领导田野、陆桂华、魏山忠、刘伟平，中央网信办信息化发展局负责同志出席会议。

李国英指出，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的数字化映射、智能化模拟，实现与物理流域同步仿真运行、虚实交互、迭代优化。推进数字孪生流域建设是贯彻落实习近平总书记重要讲话指示批示精神和党中央、国务院重大决策部署的明确要求，是适应现代信息技术发展形势的必然要求，是强化流域治理管理的迫切要求。

李国英强调，要按照需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力的要求，以数字化、网络化、智能化为主线，以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径，以算据、算法、算力建设为支撑，加快推进数字孪生流域建设，实现预报、预警、预演、预案功能。一是获取算据。要锚定构建数字化场景的目标，建立天空地一体化水利感知网，构建全国统一、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。二是优化算法。要锚定智慧化模拟的目标，推进水利专业模型技术攻关，构建水利业务知识库，建设水利业务智能模型，确保数字孪生流域模拟过程和流域物理过程实现高保真。三是提升算力。要根据数据处理、模型计算的需要，扩展计算资源，升级通信网络，完善会商环境，提升高效快速、安全可靠的算力水平。四是建设数字孪生水利工程。要锚定安全运行、精准调度等目标，开展工程精细建模、业务智能升级，保持数字孪生水利工程与实体水利工程的融合性、交互性、同频性。五是支撑业务应用。要锚定精准化决策的目标，树立大系统设计、分系统建设、模块化链接的系统观念，强化应用思维，优化业务流程、创新业务模式，构建流域防洪、水资源管理调配等覆盖水利主要业务领域的智能化应用和管理体系。六是守住安全底线。完善水利网络安全体系，增强关键信息基础设施和重要数据防护能力，确保数字孪生流域运行安全。

李国英强调，各级水利部门特别是流域管理机构要把数字孪生流域建设列入重要议事日程，明确任务分工、时间节点，实行清单管理、挂图作战，加强督促检查和考核，确保各项任务按时保质完成。要在统一指挥下开展数字孪生流域建设，确保建成标准化、规范化、系统化的体系。流域管理机构、地方水利部门、工程建管单位要各负其责，有力有序有效推进项目建设。