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大力推進工程數字化轉型智慧化升級
□劉揚（華北水利水電大學）
數字孿生水利工程指在數字空間虛擬再現真實水利工程的複雜系統，通過構建數字孿生水利工程，可以實現以下幾項業務數字化轉型和智慧化升級。
防洪興利智慧預報調度。在水庫防洪預報調度等已有系統或功能的基礎上，根據水庫調度規則，突出預報等重點環節。基於工程二維、三維可視化場景，融合展示預報信息、雨水情信息、運行管理等信息。集成超前精準預報、災害預警發佈、防洪模擬預演、預案優化修正等功能。
工程安全智慧分析預警。在水庫安全監測自動化系統等已有系統或功能的基礎上，構建工程安全專題場景，融合展示工程結構、監測設施、監測數據、工程隱患、分析圖形、安全預警、巡視檢查、水文預報調度、實時雨水情等信息。集成安全性態預測、安全隱患預警、安全風險預演、預案智慧響應等功能，實現工程安全智慧分析預警，守住安全底線，支撐水庫綜合效益發揮。
生産運營智慧綜合管理。在生産管理、內部管理等已有系統或功能的基礎上，突出不同業務環節間的互聯互通、數據共享，融合展示各方面信息，模擬電站、供水、灌溉、水閘、通航、泵站等生産運營設備運行。打造生産狀態預測、生産隱患預警、生産風險預控、生産資源聯動、生産預案管理、人員技能培訓等功能組成的智慧綜合管理系統。
庫區智慧巡查監管。在庫區安防、岸線巡查等已有系統或功能的基礎上，融合展示確權劃界、引調水監測、滑坡體監測、違法養殖、庫面漂浮物監測、水質監控、土壤墑情監測、水土保持監測等信息。強化風險預判、災害預警、事故預演、處置支撐等功能。
三維展示與會商決策。在查詢統計、門戶等已有系統或功能的基礎上，基於水利工程數字孿生平臺和監測基礎設施，形成工程管理全區域、全要素的三維全景電子沙盤，模擬水利工程運行狀態，通過防洪興利預報調度、工程安全分析預警、生産運營管理、庫區巡查監管等全場景綜合調用，實現“預報、預警、預演、預案”功能的綜合決策指揮。
實現工程運行全生命週期的感知
□周浩（湖北省漢江興隆水利樞紐管理局泄水閘管理所）
水利工程運行管理涉及業務領域較多，內容比較雜，包括運行調度、工程巡查、工程安全監測、設施設備運維等，工程各業務領域數據又存在大量的信息孤島，這就為數字孿生水利工程建設帶來了巨大挑戰。
當前數字孿生水利工程建設主流方向是融合各種模型、矢量、地形等多源數據，先為工程進行數字化3D建模。實現直觀展示水利工程全景及重要區域建築物信息，同時為其他系統數據集成提供虛擬模型支持，再融合物聯網技術，集成了工程概況、水雨情監測、流量檢測、設備工況、各類報警、視頻監控、工程運行信息等。但從目前國內水利工程的建設和應用情況來看，其應用更側重於智慧信息集成展示，對提高水資源利用效率的作用不強。要實現數字孿生的核心能力，必須充分利用當前的雲計算、大數據、物聯網、AI等前沿信息技術，建設數據庫平臺、管理雲平臺，並在設備層、控制層、監管層和決策層構建起滿足水利工程運行管理場景的模型，從而實現工程管理全過程、運行全生命週期的感知、協同優化、預測預警和智慧決策。
為原型水利工程運行管理提供技術支撐
□張立傳（山東東營河口黃河河務局）
結合黃河治理開發管理和保護的具體情況，數字孿生水利工程的效用至少應包含六個方面。
一是防災減災。這是數字孿生水利工程的首要目標。要實現降雨預報、洪水預報、防洪樞紐工程聯合調度、洪水演進、制定防汛預案等功能。
二是水量調度。要實現枯水期徑流預報、河口地區生態模擬、水資源實時調度、引水口門自動監控、地下水觀測等。
三是水質監測。在幹流省際斷面和主要支流入河口設置水質監測斷面，對各斷面水質狀況進行實時監測，進而對河流水質狀況及變化作出預測，為用水戶特別是城市居民用水的引水口作出水質預警預報。
四是水土流失治理與監測。實現對某一區域的水土流失狀況及治理程度的動態了解和掌握，對水土流失治理的經濟、社會及生態效益作出宏觀評價。
五是水利工程運行與管理。要能夠通過系統實時了解和掌握水利工程的現狀及運行狀況，為防洪調度及水資源統一調度提供準確的實時依據。
六是電子政務。實現辦公自動化、信息資源化，提高水利工程運行管理單位的辦公效率和準確率，同時降低辦公成本。
主動獲取完善數據 推進數字孿生應用
□田發松（雲南馬關縣水務局）
整合目前水利工程數據資源，建立覆蓋水利系統的數據資源環境和共享交換體系，建設支持水利系統和相關政府部門信息共享和業務協同的應用服務平臺，匯集內容豐富的水利數據資源並形成可靠、完整的數據更新維護機制，打造嚴格的數據標準體系和完善的管理體系，逐步形成標準、開放的水利信息資源服務窗口，為水利系統各類業務應用系統提供數據支撐。
按照“需求牽引、應用至上、數字賦能、提升能力”要求，從提取現有系統內部數據轉變為主動獲取完善數據體系；按照水利系統統一部署、統一標準，抓住數字孿生這個關鍵技術，緊緊圍繞流域防洪、水資源管理、水庫運行管理、水土保持等重點領域，選取重點河段或條件較好的工程，先期開展數字孿生流域和數字孿生工程建設，為推進數字孿生建設奠定堅實基礎。
構建流域統一 及時更新的數據底板
□王旭（安徽六安市裕安區水利局）
水利工程數字孿生平臺是實現流域水資源優化配置和集約節約高效利用、水旱災害防禦、實現流域水生態文明建設的有效途徑。
水利工程數字孿生平臺，應構建流域統一、及時更新的數據底板，保持與物理流域交互的精準性、同步性、及時性。便於管理人員及時掌握流域水資源的真實信息，通過數字化、網絡化、智慧化的思維方法，優化流域水資源配置，優先保障流域人民生活生産用水、生態環境用水、經濟社會發展用水。及時發佈流域水資源預警信息、劃定流域水資源紅線、指導流域節約用水等，以有限的水資源保障流域經濟社會高質量發展。
水利工程數字孿生平臺，應錨定流域水利工程安全運行，以算據、算法、算力建設為支撐，發揮工程精細建模、業務智慧升級、大系統設計、分系統建設等優勢，利用大數據、雲計算，實時掌握流域水情、雨情、汛情，提升流域防洪預報、預警、預演、預案“四預”功能，指導流域機構做好防洪防澇和抗旱減災工作。
水利工程數字孿生平臺，可以在線實時監督江河湖泊系統治理和生態修復，實時監督流域違法圍墾湖泊、擠佔河道、蠶食水域、濫採河砂等問題。指導推動流域統籌、區域協同、部門聯動的河湖管理格局，保障河湖水清岸美、人水和諧、生態宜居。
打造基礎數字支撐平臺 助力數字孿生流域建設
□田達榮（雲南農業職業技術學院互聯網技術學院）
圍繞水利系統數字化建設需求，打造水利系統基礎數字支撐平臺，建設水利系統産業數據中心，為水利系統各行各業發展提供雲計算、雲存儲、大數據、人工智慧、物聯網等基礎資源。
以自然地理、干支流水系、水利工程、經濟社會信息為主要內容，對物理流域進行全要素數字化映射，並實現物理流域與數字流域之間的動態實時信息交互和深度融合，保持兩者的同步性、孿生性。實現水利系統數字資源整合、數據互通、數據共享，加快統一服務支撐體系構建，實現政務管理集約化高效化。
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