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

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

（含农污） 海绵 城市 工程建设 管理 安全运行 流域治理 水厂 管网运营 二次供水 水质管理 漏损控制 设施 运营 运行 调度 巡查 养护 水污水厂 及泥污 排水户 排水 许可 排污口 监督 考核 项目建设管理 考核评估 运维管理 Industry Management Resource Management 行业管理 资源管理 流域（自然循环） 影响区域 治理管理活动 降雨 建“全域互联、全景可视、全程智控”的流域水 利数字孪生平台。 功能介绍 产品介绍 ① 数据底板 提供数据汇聚、数据治理、数据服务等功能，将流域范围地理空间数据和精细化BIM模型按统一 的时空基准有机融合，在此基础上汇聚和治理各类基础数据、监测感知数据、业务数据和外部共享数 据，构成数字孪生流域“算据”基础。 业务 应用 数字孪 生平台 流域防洪系统 实时雨水情、风险预警、应急响应 实时雨水情、风险预警、应急响应 值班值守、洪水防御保障、洪水预演 流域“一张图” 工程设施、水雨工情、视频监控、专题图层 水利工程运行管理 工程概况、巡查巡检 调度运用 数 据 底 板 模型平台 水利专业模型 水文模型 水力模型 调度模型� 智能模型 遥感识别 视频识别 语音识别 可视化模型 自然背景 水利工程设施 流场动态 三维可视化模拟 二维可视化模拟 河流湖泊 植被 建筑 水利数据模型 水利网格模型

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