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

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

Browse Precipitation Query Scheme Management Runoff Prediction 水利数学模型的云服务技术 数字流域模型的云服务集成 Windows Azure 云服务器架构 DataBase Global Precipitation Model Parameter Interaction Global Service Cluster Web Server Cluster HPC Cluster Data Center 水联网服务示范平台 -- 全球水情预报系 统 数字流域模型方案管理与结果查询 全球河网属性数据功能开发 数字流域模型计算方案设定 水联网灌区多水源过程控制与风险规 避 * 短期水文预报 ( 及河 道演进 ) * 中长期径流预报 * 渠道水力学模型 * 地下水模型 互联网现代治水百花齐放 三、水联网智慧水利注重实效 疏勒河水联网示范灌区（ 5 万亩） 石羊河水联网水权交易示范区（ 20 万亩） “ 十二五”国家科技支撑计划项目——五万亩级示范 石羊河流域 疏勒河流域 实现自动化智能化，提高水利用效率的同时，管理人员减少 75% 。 疏勒河昌马灌区南干渠灌区清华大学、疏勒河管理局） 田间土壤水分传感器 田间自动控制闸门 灌区水联网水权交易示范区建设—

防 系 统 。 智慧水务大环境 客户痛点 大量数据，数据处理困难。 水 务 系 统 一 张 图 没有 3D 模型展示，不够直观。 水务系统庞杂，水务是互相影 响体系数据系统分散，流域， 河流，湖泊，水库，管网管理 难以统一。 未 来 直观可视化数据 3D 模型展示，帮 助 决策者快速反应 自然水系和城市管 网统一系统管理 现 状 智慧水务解决方案架构图 污染源位置 规划布局 水景观布局 供水区分布 供水管布局 水厂位置 水源监控点 排水管布局 污水厂位置 淹没分析 生态安全格局 水质监测点 污染物分布 水质反演 流域负荷 淹没分析 报警点 监控点 河湖岸线变迁 三维场景展示 供水系统解决方案 城镇和工业用水计量率 公共供水管网漏损率 城镇供水保证率 应急供水处理率 ! 供 水 水利基础设施网络 湖体水质 深井除藻 执法人员 地表水资源 气象 雨量 入湖河道 湖中面水质 水体置换 视频监控 蓄水量 降水量 水资源 入湖湿地 湖中点水质 藻类收集 无人机 河湖岸线变迁 淹没分析 案件 调蓄带 流域负荷 补水工程 船只监管 湖体富营养化 生态安全格局 无人机巡检 水库 湖底泥疏浚 生态红线 入湖水量 站点监测 污染源 建筑物 河道水位 污染源 空气气象 案件办理 应急预案 卫星遥感 土壤质量

智慧水利建设目标 6 02 河湖水务数据采集监控 TWO 目 录 01 视频水文工程监控“一张图”挂图作战 基于一张图实现视频监控可视化操作 • 整合运营商链路资源优势、中通服装维优势提供全省、全流域覆盖的视频装维一体化服务 • 自主研发平台集成专业 GIS 及互联网地图应用服务，实现监控点地图定位，实时视频、录像回放，视频框选，视频点搜索， 影像图层，收藏夹功能，地图点位添加，水文叠加 02 位、流量、闸坝坝前坝后的水位、流 量、水质、视频等等，实现各分水闸 门启闭状态监测、闸坝控制流程的审 批调度，东江流域局、潼湖管理处、 东莞水务局等协同单位的实时会商 通过对水利工程进行三维建模， 叠加三维仿真模型在电子地图上，实 现基于虚拟现实的仿真建模、智能互 动和数据展示等应用 东江流域水资源调度平台 05 成功案例介绍 打造广东省河长重点示范项目 “ 广州治水平台”，接入全市江河湖

个子系统）；服务接口层提供顶端访问的入口，包括旅 游门户、呼叫中心及各类应用服务接口。 图 1 平台总体建构 5 数据库建设方案 10 / 54 5.1 基础地理信息数据库建设 （1）收集 XXX 湿地恢复工程及 XXX 流域生态环境监测项目覆盖 XXX 湿 地及 XXX 城区 100km² 优于 0.2 米分辨率的航空影像成果，为 XXX 湿地专用地 形图测绘提供航空影像数据资料。 （2）建立基础控制网。利用《四川省似大地水准面精化成果》、GPS 奴隶社会博物馆、光福寺、青龙寺、卧云山庄等重点 文物古迹的精细化三维立体模型和场景制作。 5.6 生态环境监测专题数据库 景区生态环境监测专题数据包括 XXX 湿地恢复工程地表覆盖分类数据、XXX 湿地恢复工程要素数据、XXX 流域生态环境监测地表覆盖分类数据、生态环境 监测统计分析报表、视频监测数据集、水质等实时动态监测数据等构成。具体 内容详见下表： 表 4 生态环境监测专题数据库说明表 数据项 数据内容 XXX 荒漠与裸露地表和水域。 XXX 湿地恢复工程要 素数据 包括道路、构筑物、水域、地理单元（湿地保护区、城镇综合功 能单元）及 XXX 湿地恢复建设要素共 5 大类以要素形式采集形成 的数据。 XXX 流域生态环境监 测地表覆盖分类数据 按照采集要求对地表覆盖进行分类采集形成的数据，包括耕地、 园地、林地、草地、房屋建筑区、道路、构筑物、人工堆掘地、 荒漠与裸露地表及水域。 生态环境监测统计分 析报表、图件、报告