數(shù)字孿生水利建設(shè)中應(yīng)把握的要點(diǎn)

水利部將推進(jìn)智慧水利建設(shè)作為推動新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的六

條路徑之一。

數(shù)字孿生水利建設(shè)是推進(jìn)智慧水利建設(shè)的實施措施。

水

利部近兩年先后從行政、

規(guī)劃、

工作、

技術(shù)四個層面制定印發(fā)了系列

文件，明確了推進(jìn)數(shù)字孿生水利建設(shè)的時間表、

路線圖、

任務(wù)書、

責(zé)

任單。

完成了頂層設(shè)計。數(shù)字孿生水利建設(shè)是一項技術(shù)難度大、

管理復(fù)雜的系統(tǒng)工程，存

在技術(shù)和管理方面的難點(diǎn)，水利部通過開展技術(shù)攻關(guān)和先行先試，探

索了解決難點(diǎn)的思路舉措。

第二部分把握數(shù)字孿生水利建設(shè)的重點(diǎn)與難點(diǎn)第一部分把握數(shù)字孿生水利建設(shè)的目標(biāo)任務(wù)目錄

四三二一為什么形勢要求是什么定義定位怎么建實施路徑建什么目標(biāo)任務(wù)

一

定義定位—定位智慧水利——全局性大目標(biāo)，是水利高質(zhì)量發(fā)展的顯著標(biāo)志，是大方向和趨勢。

推進(jìn)智慧水利建設(shè)是推動新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的六條路徑之一。數(shù)字孿生水利——實施措施，統(tǒng)籌建設(shè)數(shù)字孿生流域、

數(shù)字孿生水網(wǎng)、

數(shù)字孿生水利工

程，構(gòu)建具有

“

四預(yù)”功能的數(shù)字孿生水利體系。u第一層：明確發(fā)展方向，即智慧水利u第二層：實施措施，即建成具有

“

四

預(yù)”功能的數(shù)字孿生水利體系u第三層：主要任務(wù)，即

“

三個孿生

”

和”2+N”業(yè)務(wù)“四預(yù)”

數(shù)字孿生水利是充分運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、

云計算、

大數(shù)據(jù)、

人工智能、

虛擬現(xiàn)實等新一代信息技術(shù)，建設(shè)數(shù)字孿生

流域、

數(shù)字孿生水網(wǎng)、

數(shù)字孿生水利工程等新型基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)流域防洪、

水資源管理與調(diào)配等

“2+N”業(yè)務(wù)應(yīng)用

“四預(yù)”（預(yù)報、

預(yù)警、

預(yù)演、

預(yù)案）功能的綜合體系，提升水利治理管理數(shù)字化、

網(wǎng)絡(luò)化、

智能化水平，為新階

段水利高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐和強(qiáng)力驅(qū)動。數(shù)字孿生水利工程是以物理水

利工程為單元

、

時空數(shù)據(jù)為底座

、

數(shù)學(xué)模型為核心、

水利知識為驅(qū)動

，

對物理水利工程全要素和水利治理

管理活動全過程進(jìn)行數(shù)字映射

、

智

能模擬

、

前瞻預(yù)演，與物理工程同

步仿真運(yùn)行、

虛實交互、

迭代優(yōu)化

，

實現(xiàn)對物理工程的實時監(jiān)控、

發(fā)現(xiàn)

問題、

優(yōu)化調(diào)度的新型基礎(chǔ)設(shè)施。數(shù)字孿生水網(wǎng)是以物理水網(wǎng)為

單元、

時空數(shù)據(jù)為底座、

數(shù)學(xué)模型

為核心、

水利知識為驅(qū)動，對物理

水網(wǎng)全要素和水利治理管理活動全

過程進(jìn)行數(shù)字映射、

智能模擬、

前

瞻預(yù)演，與物理水網(wǎng)同步仿真運(yùn)行、

虛實交互、

迭代優(yōu)化，實現(xiàn)對物理

水網(wǎng)的實時監(jiān)控、

聯(lián)合調(diào)度、

風(fēng)險

防范的新型基礎(chǔ)設(shè)施。數(shù)字孿生流域是以物理流域為

單元、

時空數(shù)據(jù)為底座、數(shù)學(xué)模型

為核心、水利知識為驅(qū)動，對物理

流域全要素和水利治理管理活動全

過程進(jìn)行數(shù)字映射、智能模擬、

前

瞻預(yù)演，與物理流域同步仿真運(yùn)行、

虛實交互、迭代優(yōu)化，實現(xiàn)對物理

流域的實時監(jiān)控、

發(fā)現(xiàn)問題、

優(yōu)化

調(diào)度的新型基礎(chǔ)設(shè)施。一

定義定位—定義

預(yù)報基本內(nèi)涵是以流域為單元，遵循客觀規(guī)律，在總結(jié)分析典型歷史事件和及時掌握現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，根據(jù)業(yè)務(wù)

需求，采用基于機(jī)理揭示和規(guī)律把握、

數(shù)理統(tǒng)計和數(shù)據(jù)

挖掘技術(shù)等數(shù)學(xué)模型方法，對水安全要素發(fā)展趨勢做出

不同預(yù)見期（短期、

中期、

長期等）的定量或定性分析，

提高預(yù)報精度、

延長預(yù)見期。預(yù)警基本內(nèi)涵是制定水利災(zāi)害風(fēng)險指標(biāo)和閾值，拓寬預(yù)警信息發(fā)布渠道，及時把江河洪水、

山洪災(zāi)害、

漬澇災(zāi)

害、

工程災(zāi)害、

干旱災(zāi)害、

冰凌災(zāi)害、

供水危機(jī)、

水域

空間占用、

水生態(tài)環(huán)境危害及相關(guān)次生災(zāi)害等預(yù)警信息

直達(dá)水利工作一線和受影響區(qū)域的社會公眾，及時采取

應(yīng)急處置措施，做好防災(zāi)避險準(zhǔn)備。預(yù)演基本內(nèi)涵是在數(shù)字孿生流域中對典型歷史事件、

設(shè)

計、

規(guī)劃或未來預(yù)報場景下的水利工程調(diào)度進(jìn)行模擬仿

真，正向預(yù)演出風(fēng)險形勢和影響，逆向推演出水利工程

安全運(yùn)行限制條件，及時發(fā)現(xiàn)問題，提出防風(fēng)險措施

，

迭代優(yōu)化方案。預(yù)案基本內(nèi)涵是依據(jù)預(yù)演確定的方案，預(yù)案的基本內(nèi)涵

是依據(jù)預(yù)演確定的方案，制定執(zhí)行預(yù)案，主要包括水利

工程運(yùn)用次序、

時機(jī)、

規(guī)則和非工程措施，明確調(diào)度機(jī)

構(gòu)、權(quán)限和責(zé)任，以及信息報送流程和方式等，并組織

實施。一

定義定位—定義

首先，流域是降水自然形成的以分水嶺為邊界，以江河湖泊為紐帶的空間單元。

水的自然屬性決定了由流域內(nèi)上下游左右岸干支流，地上地下的自然聯(lián)系，形成了天然的水系整體，流域內(nèi)

山、

水、林、

田、湖、

草、沙等各生態(tài)要素緊密聯(lián)系，相互影響，相互依存，構(gòu)成了流域生命共

同體，所以強(qiáng)調(diào)要以流域為單元。其次，我國水管理體制是以流域為單元的，全國層面設(shè)置七大流域管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行流域管理，

地方也在轄區(qū)設(shè)置不同級別的管理機(jī)構(gòu)管理重點(diǎn)河湖，所以強(qiáng)調(diào)要整個流域統(tǒng)籌考慮。再次，水利是一項涉及大尺度、

多領(lǐng)域、

全要素的工作，不可能在物理流域中試驗不同方

案，只能在數(shù)字空間進(jìn)行反復(fù)預(yù)演，經(jīng)過綜合評估分析后選擇最優(yōu)方案，運(yùn)用到實際工作中。二

形勢要求—內(nèi)在需要

水利的特點(diǎn)決定--流域性是江河湖泊最根本、最鮮明的特性

水利是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的基礎(chǔ)性行業(yè)，面向高質(zhì)量發(fā)展的要求，亟需以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動，推動傳統(tǒng)

水利的轉(zhuǎn)型升級，提高水利治理的質(zhì)量和效能。智慧水利是水利高質(zhì)量發(fā)展的顯著標(biāo)志。智慧

水利建設(shè)是推進(jìn)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的6條實施路徑之一。因此，通過數(shù)字孿生技術(shù)對物理流域、物理水

網(wǎng)、物理工程的實時監(jiān)控、發(fā)現(xiàn)問題、優(yōu)化調(diào)度

，

最終達(dá)到風(fēng)險提前發(fā)現(xiàn)、預(yù)警提前發(fā)布、方案提前

制定、措施提前實施的目的。六條實施路徑：一要完善流域防洪工程體系，二要實施國家水網(wǎng)重大工程，三要復(fù)蘇河湖生態(tài)環(huán)境，四要推進(jìn)智慧水利建設(shè)，五要建立健全節(jié)水制度政策，六要強(qiáng)化

體制機(jī)制法治管理。二

形勢要求

水利現(xiàn)狀和需求決定

數(shù)字孿生水利：建設(shè)數(shù)字孿生流域、數(shù)字孿生水網(wǎng)、

數(shù)字孿生水利工程等新型

基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)“2+N”業(yè)務(wù)應(yīng)用“四預(yù)”

功能的綜合體系，為水利決策管理提供前

瞻性、

科學(xué)性、

精準(zhǔn)性、

安全性支持，為

新階段水利高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐和強(qiáng)

力驅(qū)動。

數(shù)字孿生水利體系主要由數(shù)字孿

生流域、

數(shù)字孿生水網(wǎng)、

數(shù)字孿生水利工

程、

業(yè)務(wù)應(yīng)用，以及網(wǎng)絡(luò)安全體系和保障

體系構(gòu)成。三

目標(biāo)任務(wù)—目標(biāo)

（一）總體框架

數(shù)字孿生水利體系結(jié)構(gòu)算

力至

“十四五”末期，建成七大江河數(shù)字孿生流域；骨干水網(wǎng)中的數(shù)字孿生南水北調(diào)中線基本建成，省級數(shù)字孿生水網(wǎng)取得突破；大江大河重要控制性樞紐基本建成數(shù)字孿生工程；在重點(diǎn)防洪地區(qū)實現(xiàn)流域防洪“四預(yù)”，在跨流域重大引調(diào)水工程、

跨省重點(diǎn)河湖基本實現(xiàn)水資源管理與調(diào)配

“

四預(yù)

”，

N項業(yè)務(wù)智能應(yīng)用水平大幅提升；數(shù)據(jù)共享和網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)能力明顯增強(qiáng)；為新階段水利高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐和強(qiáng)力驅(qū)動。三

目標(biāo)任務(wù)—目標(biāo)

（二）建設(shè)目標(biāo)新建升級改造

算

法算

據(jù)按照

“

突出重點(diǎn)

、

急用先建”的原則進(jìn)行建設(shè)，

“十四五”期間主要建設(shè)：長江

、

黃河

、

淮河

、

海河、

珠江、

松花江、

遼

河

、

太湖等干流，

180條

主要支流及重點(diǎn)河流，20

個重點(diǎn)湖泊。三

目標(biāo)任務(wù)—任務(wù)

（三）數(shù)字孿生流域

按照

“規(guī)劃先行、

先導(dǎo)推進(jìn)

”的原則，“十四五”期間：骨干水網(wǎng)：基本建成數(shù)字孿生南水北調(diào)

中線，積極推進(jìn)數(shù)字孿生南水北調(diào)東線；省級水網(wǎng)：推進(jìn)廣東、

浙江、

山東、

江

西、

湖北、

遼寧、

廣西等第一批省級先導(dǎo)區(qū)

數(shù)字孿生水網(wǎng)建設(shè)，并取得標(biāo)志性成果，積

極推進(jìn)第二批以及市、

縣級數(shù)字孿生水網(wǎng)建

設(shè)。三

目標(biāo)任務(wù)—任務(wù)

（四）數(shù)字孿生水網(wǎng)

按照

“重點(diǎn)提升、

同步

新建

”

的原則進(jìn)行建設(shè)，

“十四五”期間主要建設(shè)：123個重點(diǎn)水庫，98個

行蓄滯洪區(qū)，

140個重點(diǎn)水

閘，48個大中型灌區(qū)工程

，

47個其他重點(diǎn)水利工程等。三

目標(biāo)任務(wù)—任務(wù)

（五）數(shù)字孿生水利工程

（六）2+N業(yè)務(wù)應(yīng)用實現(xiàn)

“2+N”業(yè)務(wù)應(yīng)用的

“

四預(yù)”。重點(diǎn)是構(gòu)建流域防洪、

水資源管理

與調(diào)配（2）的智能應(yīng)用，實現(xiàn)

“

四預(yù)

”

功能。

此外，水利工程建設(shè)與運(yùn)行管理

、

河湖管

理

、

水土保持

、

農(nóng)村水利水電

、

節(jié)水管

理與服務(wù)

、

南水北調(diào)運(yùn)行與監(jiān)督

、

水行

政執(zhí)法

、

水利監(jiān)督

、

水文管理

、

水利行

政、

水公共服務(wù)（N）。三

目標(biāo)任務(wù)—任務(wù)

四

實施路徑

頂層設(shè)計：從行政、

規(guī)劃、

工作、

技術(shù)等層面相繼出臺一系列文件、規(guī)范和技術(shù)要求，明確了推進(jìn)數(shù)字孿生水利建設(shè)的路線圖、

時間表、任務(wù)書、責(zé)任單。技術(shù)攻關(guān)：通過科技研發(fā)計劃、水利部重大科技項目開展感知、模型、仿真、安全等技術(shù)攻關(guān)。先行先試：根據(jù)各流域、

區(qū)域?qū)嶋H需求，全面開展先行，重點(diǎn)在數(shù)據(jù)底板、模型平臺、知識平臺及流域防洪、水資源管理與調(diào)配等業(yè)務(wù)應(yīng)用“

四預(yù)”方面選擇先試，以取得重點(diǎn)突破。其間，技術(shù)指導(dǎo)人、業(yè)務(wù)指導(dǎo)人、責(zé)任專家持續(xù)指導(dǎo)把關(guān)，去年底，水利部已完成各單位先行先試工作中期評估，并發(fā)布中期評估結(jié)果。打造樣板：在先行先試工作基礎(chǔ)上，今年水利部將強(qiáng)化指導(dǎo)，加強(qiáng)調(diào)度，樹立典型，努力打造樣板，讓大家學(xué)有榜樣，追有方向。推廣應(yīng)用：通過先行先試，特別是今年的樣板打造，努力形成一批可復(fù)制、可推廣的技術(shù)、方案、系統(tǒng)、案例等，為數(shù)字孿生水利全面建設(shè)打下堅實基礎(chǔ)。

第二部分把握數(shù)字孿生水利建設(shè)的重點(diǎn)與難點(diǎn)第一部分把握數(shù)字孿生水利建設(shè)的目標(biāo)任務(wù)目錄

一

二技術(shù)方面的難點(diǎn)

管理方面的難點(diǎn)算據(jù)

算力

算法業(yè)務(wù)應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)工作協(xié)調(diào)

資金投入

人才培養(yǎng)

1.算據(jù)方面（感知）應(yīng)對思路通過數(shù)字孿生水利建設(shè)牽引、

倒逼物理監(jiān)測，主要是構(gòu)建天空地一體化感知網(wǎng)，支撐數(shù)字孿生流域與物理流域交互的精準(zhǔn)性、

同步性、

及時性。一是升級改造傳統(tǒng)水利監(jiān)測站網(wǎng)。

在水文、

水資源、

水利工程、

水土保持等監(jiān)測站網(wǎng)基礎(chǔ)上，檢視并修訂不符合數(shù)字孿生建設(shè)要求的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；完善優(yōu)化站網(wǎng)布局，增設(shè)監(jiān)測要素、

增加監(jiān)測頻次，升級改造傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)自動在線監(jiān)測；二是構(gòu)建新型水利監(jiān)測網(wǎng)。加強(qiáng)多普勒（相控陣）雷達(dá)、

衛(wèi)星遙感、

航空遙感、

高清視頻、

無人機(jī)、

無人船、

地面機(jī)器人、

水下機(jī)器人等新型

監(jiān)測手段應(yīng)用，融合地面監(jiān)測數(shù)據(jù)，支撐數(shù)字孿生流域與物理流域交互的精準(zhǔn)性、

同步性、

及時性。難點(diǎn)傳統(tǒng)監(jiān)測不滿足全要

素

、

全過程數(shù)字化場景需

要，無法支撐數(shù)字孿生流

域與物理流域交互的精準(zhǔn)

性

、

同步性

、

及時性，特

別是應(yīng)對山洪災(zāi)害防御。一

攻克數(shù)字孿生水利建設(shè)技術(shù)方面的難點(diǎn)

應(yīng)對思路主要建設(shè)統(tǒng)一的多時空多尺度水利數(shù)據(jù)底板。一是建設(shè)覆蓋全國的一級數(shù)據(jù)底板。匯聚流域和省區(qū)建設(shè)成果，滿足整體

形勢分析、大區(qū)域情況研判以及分布式坡面產(chǎn)流、河網(wǎng)匯流模型等需要，形成統(tǒng)一的時空基準(zhǔn)。

L1級數(shù)據(jù)底板主要包括：SRTM30米格網(wǎng)DEM；全國陸域范

圍2米分辨率DOM；全國陸域范圍30米格網(wǎng)下墊面地表覆蓋數(shù)據(jù)。二是建設(shè)重點(diǎn)河段重點(diǎn)區(qū)域的二級數(shù)據(jù)底板。集成流域管理范圍省區(qū)和工程管理單位建設(shè)成果，為流域和省區(qū)水利治理管理提供詳實的工作底圖，滿足

河道洪水演進(jìn)、重點(diǎn)對象水土保持模型計算等需要。長度約5萬千米、面積約18萬平方千米。三是建設(shè)覆蓋重要水利工程的三級數(shù)據(jù)底板。構(gòu)建實體場景模型，為工程

管理單位提供精準(zhǔn)的信息支撐，滿足水利工程安全監(jiān)測評估、精準(zhǔn)調(diào)度控制等

需要。數(shù)據(jù)底板，尤其是地理空

間數(shù)據(jù)差距大，

L2級數(shù)據(jù)底板

的水文大斷面和水下地形更新

頻率不足（目前普遍5年左右更

新一次，重點(diǎn)河段需要每年汛

前更新1次）

，

L2級數(shù)據(jù)底板

的水面以上地形數(shù)據(jù)缺少，跨

行業(yè)數(shù)據(jù)方面，

防洪保護(hù)區(qū)

、

蓄滯洪區(qū)等區(qū)域村莊

、

經(jīng)濟(jì)社

會、基礎(chǔ)設(shè)施等數(shù)據(jù)不掌握。一

攻克數(shù)字孿生水利建設(shè)技術(shù)方面的難點(diǎn)

.算據(jù)方面

底板難點(diǎn)

-1)(計算資源，

尤其

是

高性能計算資源嚴(yán)重缺乏，

通信網(wǎng)絡(luò)尚有差距。主要是滿足數(shù)字孿生水利算力需求。一是擴(kuò)充計算資源，針對相控陣?yán)走_(dá)、

區(qū)域氣候模式預(yù)報、

分布式水文模型、

格網(wǎng)化水力學(xué)模型等超大規(guī)模方程團(tuán)迭代解算，以及精細(xì)化時空分析、

海量數(shù)據(jù)挖掘分析、

大場景渲染展示等情景所需的高性能海量計算需求，按照

“集約高效、

共享開放、

按需服務(wù)

”

的原則，采用自建云、

利用超算中心資源等方式，提升物理分布、

邏輯集中、

協(xié)同工作的高性能算力；二是升級通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)水利系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)無盲區(qū)無死角互聯(lián)，滿足各類信息及時高效傳輸，并充分利用通信衛(wèi)星、

北斗、

5G等新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，保障監(jiān)測站網(wǎng)在極端惡劣環(huán)境下的安全可靠傳輸。一

攻克數(shù)字孿生水利建設(shè)技術(shù)方面的難點(diǎn)

.算力方面應(yīng)對思路難點(diǎn)2一是研究流域自然規(guī)律，對降雨-產(chǎn)流-匯流-演進(jìn)全過程洪水形成演變規(guī)律，河道泥沙演變趨勢及江湖關(guān)系變化機(jī)理，水庫群及引調(diào)水工程泥沙沖淤規(guī)律，以及大壩滲流及變形的發(fā)展規(guī)律等進(jìn)行研究，

研發(fā)機(jī)理分析模型。努力打造通用的水利專業(yè)工程軟件包，用于流域防洪、供水調(diào)度、工程安全、泥

沙分析等專業(yè)，同時研發(fā)適用于各流域特點(diǎn)的實用模型。二是創(chuàng)新升級現(xiàn)有模型，充分利用大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，融合多源信息，升級改造流域產(chǎn)

匯流、土壤侵蝕、水沙輸移、水資源調(diào)配、工程調(diào)度等模型，研發(fā)新一代具有自主知識產(chǎn)權(quán)的水利數(shù)理統(tǒng)計專業(yè)模型，實現(xiàn)變化流場下數(shù)字孿生水利多維度、多時空尺度的高保真模擬。三是研發(fā)智能識別模型，構(gòu)建水利業(yè)務(wù)遙感、視頻、音頻等人工智能識別模型，實現(xiàn)河湖“

四亂”問題、水利工程運(yùn)行、應(yīng)急突發(fā)水事件等自動識別，提高識別準(zhǔn)確率，并實施業(yè)務(wù)化運(yùn)行。四是研發(fā)可視化模型，在水利專業(yè)模型計算的驅(qū)動下進(jìn)行可視化計算，重點(diǎn)搭建自然背景、流場動態(tài)、水利工程、機(jī)電設(shè)備等可視化模型，在水利專業(yè)模型計算的驅(qū)動下進(jìn)行可視化計算，實現(xiàn)仿

真場景。

應(yīng)對思路

重點(diǎn)在防洪、供水、工程安全、泥沙分析等專業(yè)模型，及動態(tài)可視化模型等方面進(jìn)行突破。

水利專業(yè)模型研

發(fā)工作總體處于分散狀態(tài)

，

模型水平不高，或者主要

依靠國外模型的情況。

遙

感智能識別模型業(yè)務(wù)化運(yùn)

行存在差距。

可視化模型

處于空白狀態(tài)。一

攻克數(shù)字孿生水利建設(shè)技術(shù)方面的難點(diǎn)

3.算法方面（模型平臺）

難點(diǎn)知識平臺尚處于

起

步階段，無成功經(jīng)驗可以

借鑒。首先圍繞流域防洪，構(gòu)建支撐防洪調(diào)度、

工程運(yùn)行的水工程調(diào)度規(guī)則庫，力

爭水工程聯(lián)合調(diào)度知識圖譜方面取得突破，在此基礎(chǔ)上，再擴(kuò)展到其他領(lǐng)域。一是建設(shè)水利業(yè)務(wù)知識庫，建設(shè)涵蓋業(yè)務(wù)規(guī)則、

歷史場景、

專家經(jīng)驗、

預(yù)

報調(diào)度方案等內(nèi)容的知識庫，聚焦水利工程體系科學(xué)精細(xì)調(diào)度，集成應(yīng)用各類

知識，推進(jìn)預(yù)報調(diào)度一體化智能化、

實體工程與數(shù)字孿生工程同步交互調(diào)度。二是探索構(gòu)建知識平臺，利用知識圖譜和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)實現(xiàn)對水利對象

關(guān)聯(lián)關(guān)系和水利規(guī)律等知識的抽取、

管理和組合應(yīng)用，為數(shù)字孿生水利提供智

能內(nèi)核，支撐正向智能推理和反向溯因分析，主要包括水利知識和水利知識引

擎，水利知識經(jīng)知識引擎組織、

推理后形成支撐研判、

決策的信息。一

攻克數(shù)字孿生水利建設(shè)技術(shù)方面的難點(diǎn)

.算法方面

知識平臺

應(yīng)對思路難點(diǎn)3)(預(yù)報精度有待提高，預(yù)見期也有待延長。預(yù)警時間不夠長、

精準(zhǔn)不夠、

覆蓋不廣、

發(fā)布渠

道不暢。應(yīng)對思路一是延長預(yù)見期：遵循

“

降雨—產(chǎn)流—匯流—

演進(jìn)”預(yù)報規(guī)律，實現(xiàn)氣象水文預(yù)報耦合，完善以流

域為單元的短中長期預(yù)測預(yù)報模式，實現(xiàn)由過去落地

雨預(yù)報到空中雨的預(yù)報，為預(yù)警、

預(yù)演贏得時間。

二

是提高洪水預(yù)報精度：建設(shè)降雨區(qū)域模式，提高預(yù)報

精細(xì)化程度，充分融合水工程調(diào)度信息，建立預(yù)報模

型參數(shù)在線率定業(yè)務(wù)機(jī)制。制定中小河流、

中小水庫洪水預(yù)警指標(biāo)以及江

河湖庫干旱預(yù)警指標(biāo)；加強(qiáng)北方地區(qū)以及局地暴雨

區(qū)

“

以測補(bǔ)報

”預(yù)警應(yīng)用，推廣雷達(dá)短臨暴雨預(yù)警

應(yīng)用；推動通過三大

“運(yùn)營商

”發(fā)布水情預(yù)警，實

現(xiàn)預(yù)警信息（動態(tài)調(diào)整閾值）直達(dá)防御工作一線、

水庫

“三個責(zé)任人”、

受影響的社會公眾。一

攻克數(shù)字孿生水利建設(shè)技術(shù)方面的難點(diǎn)

應(yīng)對思路

預(yù)報方面的難點(diǎn)預(yù)警方面的難點(diǎn).業(yè)務(wù)應(yīng)用方面4水工程防洪調(diào)度預(yù)演能力不足、

模擬反算功

能不強(qiáng)。有宏觀預(yù)案，但不落地，與實際工作需要有差距。應(yīng)對思路在數(shù)字孿生水利建設(shè)中對典型歷史事件、

設(shè)計

規(guī)劃或未來預(yù)報場景下的水工程調(diào)度進(jìn)行模擬仿真

，

開發(fā)單庫水位控制、

單庫補(bǔ)償調(diào)度、

水庫群聯(lián)合補(bǔ)償

調(diào)度等多種調(diào)度模式的“反算”功能和算法，實現(xiàn)基

于下游調(diào)度目標(biāo)要求的上游水庫群防洪優(yōu)化調(diào)度方案

“反算”預(yù)演。應(yīng)對思路結(jié)合水工程運(yùn)行狀況、

經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展現(xiàn)狀，評

估防洪預(yù)案，完善落實水工程運(yùn)行調(diào)度方案、

工程

巡查防守、

人員轉(zhuǎn)移避險等應(yīng)對措施，制定執(zhí)行預(yù)

案，與基層組織已有應(yīng)用打通，建立預(yù)案執(zhí)行情況

實時反饋機(jī)制，實現(xiàn)預(yù)案的執(zhí)行落地。一

攻克數(shù)字孿生水利建設(shè)技術(shù)方面的難點(diǎn)

預(yù)演方面的難點(diǎn)預(yù)案方面的難點(diǎn).業(yè)務(wù)應(yīng)用方面4數(shù)字孿生水利建設(shè)形

成海量數(shù)據(jù)，安全應(yīng)用面

臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)；數(shù)據(jù)底板的

部分高精度地理空間數(shù)據(jù)

成果涉及秘密，但防汛等

業(yè)務(wù)需要在非涉密環(huán)境應(yīng)

用。完善水利網(wǎng)絡(luò)安全體系，增強(qiáng)關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施和重要數(shù)據(jù)防護(hù)能力，確

保數(shù)字孿生水利運(yùn)行安全。一是明確重要數(shù)據(jù)目錄，針對數(shù)字孿生水利產(chǎn)生的重要數(shù)據(jù)，依據(jù)《水利數(shù)

據(jù)分類分級指南》開展數(shù)據(jù)分類分級，認(rèn)定重要數(shù)據(jù)并形成行業(yè)重要數(shù)據(jù)目錄。二是采取國家認(rèn)定的地理信息保密處理技術(shù)進(jìn)行處理并履行相應(yīng)審查程序

，

在使用過程中結(jié)合密碼保護(hù)和網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)等多種技術(shù)手段加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全保護(hù)

，

對數(shù)字孿生水利空間數(shù)據(jù)安全應(yīng)用處理方案還要征得主管部門認(rèn)可，確保重要數(shù)

據(jù)，尤其是地理空間數(shù)據(jù)安全合規(guī)應(yīng)用。

根據(jù)水利專業(yè)模型高程精度要求的實際

需求，對于利用已有地形數(shù)據(jù)成果加工處理生成獲取的河流斷面數(shù)據(jù)，采用國家

認(rèn)定的地理信息保密處理技術(shù)進(jìn)行處理，形成在非涉密環(huán)境下使用的數(shù)據(jù)成果。一

攻克數(shù)字孿生水利建設(shè)技術(shù)方面的難點(diǎn)

應(yīng)對思路5.

網(wǎng)絡(luò)安全方面難點(diǎn)充修改完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。一是補(bǔ)充或修訂監(jiān)測感知類標(biāo)準(zhǔn)；二是編制數(shù)據(jù)底板、模型平臺、知識平臺以及資源共享類標(biāo)準(zhǔn)；三是急用但還沒有經(jīng)過大規(guī)模應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，先以技術(shù)文件形式印

發(fā)，通過規(guī)?；瘧?yīng)用，完善標(biāo)準(zhǔn)，成熟后再上升為行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。一

攻克數(shù)字孿生水利建設(shè)技術(shù)方面的難點(diǎn)

建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)缺失較多，傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不適應(yīng)數(shù)字孿

生水利的需要。圍繞數(shù)字孿生水利對全要素、全過程水利治理管理活動的要求，補(bǔ)1.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面

應(yīng)對思路難點(diǎn)涉及數(shù)字孿生水利數(shù)字孿生水利建設(shè)涉及上下游、左右岸、地表地下，量大、面廣，

參戰(zhàn)單位多，如何保證

共建共享、不重不漏難

度大。數(shù)字孿生水利建設(shè)靠一個單位無法完成，

因此，要強(qiáng)化統(tǒng)籌規(guī)劃，協(xié)同推

進(jìn)，按照職責(zé)分工進(jìn)行共建