數(shù)字孿生水利工程建設(shè)方案

水利部將推進(jìn)智慧水利建設(shè)作為推動(dòng)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的六。是推進(jìn)智慧水利建設(shè)的實(shí)施措施。水利部近兩年先后從行政、規(guī)劃、工作、技術(shù)四個(gè)層面制定印發(fā)了系列任單。完成了頂層設(shè)計(jì)。數(shù)字孿生水利建設(shè)是一項(xiàng)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(guò)開(kāi)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。數(shù)字李生水利建設(shè)的重點(diǎn)與難點(diǎn)數(shù)字孿生水利建設(shè)目標(biāo)數(shù)字李生水利建設(shè)的重點(diǎn)與難點(diǎn)數(shù)字孿生水利建設(shè)目標(biāo)數(shù)字孿生水利工程建設(shè)方案數(shù)字孿生水利工程建設(shè)方案是什么為什么建什么怎么建定義定位形勢(shì)要求實(shí)施路徑-定義定位一定位智慧水利——全局性大目標(biāo),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(shì)。推進(jìn)智慧是推動(dòng)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的。數(shù)字李生水利——實(shí)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。預(yù)"功能的數(shù)字李生水利體系和"2+N"業(yè)務(wù)四預(yù)"定義定位一定義數(shù)字李生流域是以數(shù)字李生流域是以物理流域?yàn)榱饔蛉睾退卫砉芾砘顒?dòng)全的。數(shù)字李生水利工程是以物理水利工程為單元、時(shí)空數(shù)據(jù)為底座、數(shù)學(xué)模型為核心、水利知識(shí)為驅(qū)動(dòng)，對(duì)物理水利工程全要素和水利治理管理活動(dòng)全過(guò)程進(jìn)行數(shù)字映射、智能模擬、前瞻預(yù)演，與物理工程同實(shí)現(xiàn)對(duì)物理工程的實(shí)時(shí)監(jiān)控、發(fā)現(xiàn) 的。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(shí)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 段水利高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐和強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)。數(shù)字孿生水網(wǎng)是以物理水網(wǎng)為水網(wǎng)全要素和水利治理管理活動(dòng)全 的。定義定位一定義基本內(nèi)涵是制定水利災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)和閾值基本內(nèi)涵是制定水利災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)和閾值，拓寬預(yù)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(huì)公眾，及時(shí)采取應(yīng)急處置措施，做好防災(zāi)避險(xiǎn)準(zhǔn)備?；緝?nèi)涵是以流域?yàn)閱卧?，遵循客觀規(guī)律，在總結(jié)分析典型歷史事件和及時(shí)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(jì)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)等數(shù)學(xué)模型方法，對(duì)水安全要素發(fā)展趨勢(shì)做出提高預(yù)報(bào)精度、延長(zhǎng)預(yù)見(jiàn)期。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，主要包括水利構(gòu)、權(quán)限和責(zé)任，以及信息報(bào)送流程和方式等，并組織實(shí)施?；緝?nèi)涵是在數(shù)字孿生流域中對(duì)典型歷史事件、設(shè)計(jì)、規(guī)劃或未來(lái)預(yù)報(bào)場(chǎng)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(xiǎn)形勢(shì)和影響，逆向推演出水利工程安全運(yùn)行限制條件，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,提出防風(fēng)險(xiǎn)措施,迭代優(yōu)化方案。形勢(shì)要求一黨中央國(guó)務(wù)院的決策部署經(jīng)濟(jì)發(fā)展的放大、疊加、倍增作用。(中共中央政治局第三十四次集中學(xué)習(xí));加快建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、數(shù)字中國(guó)構(gòu)建智慧水利體系，以流域?yàn)閱卧嵘闇y(cè)報(bào)和智能調(diào)度能力推動(dòng)大江大河大湖數(shù)字能業(yè)務(wù)應(yīng)用建設(shè)構(gòu)建以數(shù)字孿生流域?yàn)楹诵牡闹腔鬯w系形勢(shì)要求—內(nèi)在需要首先,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)同體，所以強(qiáng)調(diào)要以流域?yàn)閱卧?。其?我國(guó)水管理體制是以流域?yàn)閱卧?，全?guó)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(jí)別的管理機(jī)構(gòu)管理重點(diǎn)河湖，所以強(qiáng)調(diào)要整個(gè)流域統(tǒng)籌考慮。再次,水利是一項(xiàng)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(yàn)不同方案，只能在數(shù)字空間進(jìn)行反復(fù)預(yù)演，經(jīng)過(guò)綜合評(píng)估分析后選擇最優(yōu)方案，運(yùn)用到實(shí)際工作中。形勢(shì)要求數(shù)字孿生水利數(shù)字孿生水利六條實(shí)施路徑：一要完善流域防洪工程體系，二要實(shí)施國(guó)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。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(shí)施網(wǎng)、物理工程的實(shí)時(shí)監(jiān)控、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、優(yōu)化調(diào)度，最終達(dá)到風(fēng)險(xiǎn)提前發(fā)現(xiàn)、預(yù)警提前發(fā)布、方案提前 數(shù)字李生水網(wǎng)、數(shù)字李生水利工程等新型功能的綜合體系，為水利決策管理提供前新階段水利高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐和強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)。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)字孿生水利工數(shù)字孿生水利體系結(jié)構(gòu)二建設(shè)目標(biāo)算法算據(jù)算法算據(jù)算力建成七大江河數(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(jí)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(shí)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(shí)現(xiàn)水資源管理與調(diào)配“四預(yù)”，N項(xiàng)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)；和強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)。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(dòng)。新建升級(jí)改造新建升級(jí)改造 按照按照“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(zhǎng)江、黃河、淮河、海河、珠江、松花江、遼主要支流及重點(diǎn)河流，20個(gè)重點(diǎn)湖泊。目標(biāo)任務(wù)一任務(wù)骨干水網(wǎng)：基本建成數(shù)字孿生南水北調(diào)極推進(jìn)第二批以及市、縣級(jí)數(shù)字孿生水網(wǎng)建設(shè)。目標(biāo)任務(wù)一任務(wù)新建”的原則進(jìn)行建設(shè)，“十四五”期間主要建設(shè)：123個(gè)重點(diǎn)水庫(kù)，98個(gè)行蓄滯洪區(qū)，140個(gè)重點(diǎn)水閘，48個(gè)大中型灌區(qū)工程，47個(gè)其他重點(diǎn)水利工程等。目標(biāo)任務(wù)一任務(wù)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(shí)現(xiàn)“四預(yù)”水利工程建設(shè)與運(yùn)行管理、河湖管實(shí)施路徑技術(shù)攻關(guān):通過(guò)科技研發(fā)計(jì)劃、水利部重大科技項(xiàng)目開(kāi)展感知、模型、仿真、安全等技術(shù)攻平臺(tái)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。技術(shù)指導(dǎo)人、業(yè)務(wù)指導(dǎo)人、責(zé)任專(zhuān)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方案、系統(tǒng)、案例等，為數(shù)字孿生水利全面建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。數(shù)字孿生水利建設(shè)的重點(diǎn)與難點(diǎn)數(shù)字孿生水利建設(shè)目標(biāo)數(shù)字孿生水利建設(shè)的重點(diǎn)與難點(diǎn)數(shù)字孿生水利建設(shè)目標(biāo)數(shù)字孿生水利工程建設(shè)方案數(shù)字孿生水利工程建設(shè)方案算據(jù)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)攻克數(shù)字李生水利建設(shè)技術(shù)方面的難點(diǎn)通過(guò)數(shù)字孿生水利建設(shè)牽引、倒逼物理監(jiān)測(cè)，主要是構(gòu)建天空地一體傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)不滿足全要素傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)不滿足全要素、全過(guò)程數(shù)字化場(chǎng)景需要，無(wú)法支撐數(shù)字孿生流域與物理流域交互的精準(zhǔn)別是應(yīng)對(duì)山洪災(zāi)害防御。保持等監(jiān)測(cè)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(cè)要素、增加監(jiān)測(cè)頻次，升級(jí)改造傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)系二是構(gòu)建新型水利監(jiān)測(cè)網(wǎng)。加強(qiáng)多普勒(相控陣)雷達(dá)、衛(wèi)星遙感、監(jiān)測(cè)手段應(yīng)用，融合地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，支撐數(shù)字孿生流域與物理流域交互的攻克數(shù)字孿生水利建設(shè)技術(shù)方面的難點(diǎn)數(shù)據(jù)底板，尤其是地理空間數(shù)據(jù)差距大，數(shù)據(jù)底板，尤其是地理空間數(shù)據(jù)差距大，L2級(jí)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(jí)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(huì)、基礎(chǔ)設(shè)施等數(shù)據(jù)不掌握。二是建設(shè)重點(diǎn)河段重點(diǎn)區(qū)域的二級(jí)數(shù)據(jù)底板。集成流域管理范圍省區(qū)和工河道洪水演進(jìn)、重點(diǎn)對(duì)象水土保持模型計(jì)算等需要。長(zhǎng)度約5萬(wàn)千米、面積約攻克數(shù)字李生水利建設(shè)技術(shù)方面的難點(diǎn)計(jì)算資源，計(jì)算資源，尤其是高性能計(jì)算資源嚴(yán)重缺乏，通信網(wǎng)絡(luò)尚有差距。一是擴(kuò)充計(jì)算資源,針對(duì)相控陣?yán)走_(dá)、區(qū)域氣候模式預(yù)報(bào)、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(shí)空分析、海量數(shù)據(jù)挖掘分析、大場(chǎng)景渲染展示等情景所需的高性能海量計(jì)算用超算中心資源等方式，提升物理分布、邏輯集中、協(xié)同工作的高性能算二是升級(jí)通信網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)水利系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)無(wú)盲區(qū)無(wú)死角互聯(lián)，滿足各類(lèi)信息及時(shí)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(cè)站網(wǎng)在極端惡劣環(huán)境下的安全可靠傳輸。攻克數(shù)字李生水利建設(shè)技術(shù)方面的難點(diǎn)水利專(zhuān)業(yè)模型研發(fā)工作總體處于分散狀態(tài)，水利專(zhuān)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(guó)外模型的情況。遙感智能識(shí)別模型業(yè)務(wù)化運(yùn)模型水平不高，或者主要依靠國(guó)外模型的情況。遙感智能識(shí)別模型業(yè)務(wù)化運(yùn)行存在差距?？梢暬Ｐ吞幱诳瞻谞顟B(tài)。研發(fā)機(jī)理分析模型。努力打造通用的水利專(zhuān)業(yè)工程軟件包，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)新一攻克數(shù)字李生水利建設(shè)技術(shù)方面的難點(diǎn)知識(shí)平臺(tái)尚處于起步階段,無(wú)成功經(jīng)驗(yàn)可以知識(shí)平臺(tái)尚處于起步階段,無(wú)成功經(jīng)驗(yàn)可以一是建設(shè)水利業(yè)務(wù)知識(shí)庫(kù)，建設(shè)涵蓋業(yè)務(wù)規(guī)則、歷史場(chǎng)景、專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)、預(yù)報(bào)調(diào)度方案等內(nèi)容的知識(shí)庫(kù)，聚焦水利工程體系科學(xué)精細(xì)調(diào)度，集成應(yīng)用各類(lèi)知識(shí)，推進(jìn)預(yù)報(bào)調(diào)度一體化智能化、實(shí)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(shí)平臺(tái)，利用知識(shí)圖譜和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)水利對(duì)象關(guān)聯(lián)關(guān)系和水利規(guī)律等知識(shí)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(shí)和水利知識(shí)引攻克數(shù)字孿生水利建設(shè)技術(shù)方面的難點(diǎn)預(yù)報(bào)精度有待提高,預(yù)見(jiàn)期也有待延長(zhǎng)。一是延長(zhǎng)預(yù)見(jiàn)期：遵循“降雨—產(chǎn)流—匯流—演進(jìn)”預(yù)報(bào)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)氣象水文預(yù)報(bào)耦合，完善以流域?yàn)閱卧亩讨虚L(zhǎng)期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模式，實(shí)現(xiàn)由過(guò)去落地是提高洪水預(yù)報(bào)精度：建設(shè)降雨區(qū)域模式，提高預(yù)報(bào)精細(xì)化程度，充分融合水工程調(diào)度信息，建立預(yù)報(bào)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(kù)洪水預(yù)警指標(biāo)以及江河湖庫(kù)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(cè)補(bǔ)報(bào)”預(yù)警應(yīng)用，推廣雷達(dá)短臨暴雨預(yù)警應(yīng)用；推動(dòng)通過(guò)三大“運(yùn)營(yíng)商”發(fā)布水情預(yù)警，實(shí)現(xiàn)預(yù)警信息(動(dòng)態(tài)調(diào)整閾值)直達(dá)防御工作一線、 水工程防洪調(diào)度預(yù)演能力不足、水工程防洪調(diào)度預(yù)演能力不足、模擬反算功有宏觀預(yù)案,但不落地,與實(shí)際工作需要有差距。在數(shù)字孿生水利建設(shè)中對(duì)典型歷史事件、設(shè)計(jì)規(guī)劃或未來(lái)預(yù)報(bào)場(chǎng)景下的水工程調(diào)度進(jìn)行模擬仿真，開(kāi)發(fā)單庫(kù)水位控制、單庫(kù)補(bǔ)償調(diào)度、水庫(kù)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(shí)現(xiàn)基于下游調(diào)度目標(biāo)要求的上游水庫(kù)群防洪優(yōu)化調(diào)度方案 "反算"預(yù)演。結(jié)合水工程運(yùn)行狀況、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀，評(píng)估防洪預(yù)案，完善落實(shí)水工程運(yùn)行調(diào)度方案、工程巡查防守、人員轉(zhuǎn)移避險(xiǎn)等應(yīng)對(duì)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(shí)時(shí)反饋機(jī)制,實(shí)現(xiàn)預(yù)案的執(zhí)行落地。攻克數(shù)字李生水利建設(shè)技術(shù)方面的難點(diǎn)數(shù)字孿生水利建設(shè)形成海量數(shù)據(jù)，安全應(yīng)用面數(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)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(duì)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(lèi)分級(jí)指南》開(kāi)展數(shù)據(jù)分類(lèi)分級(jí)，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(guó)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(guò)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(duì)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(mén)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(zhuān)業(yè)模型高程精度要求的實(shí)際需求,對(duì)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(guó)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。攻克數(shù)字李生水利建設(shè)技術(shù)方面的難點(diǎn)涉及數(shù)字孿生水利傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不適應(yīng)數(shù)字孿涉及數(shù)字孿生水利傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)不適應(yīng)數(shù)字孿》攻克數(shù)字李生水利建設(shè)技術(shù)方面的難點(diǎn)數(shù)字孿生水利建設(shè)靠一個(gè)單位無(wú)法完成，因此，要強(qiáng)化統(tǒng)籌規(guī)劃，協(xié)同推進(jìn)，數(shù)字孿生水利建設(shè)靠一個(gè)單位無(wú)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、按照業(yè)務(wù)履職需要開(kāi)展共享，協(xié)同建設(shè)數(shù)字孿生水一是建立機(jī)制。出臺(tái)數(shù)字孿生水利共建共享管理辦法，明確了水利部、流域管理機(jī)構(gòu)、地方水利部門(mén)、工程管理單位的一是建立機(jī)制。出臺(tái)數(shù)字孿生水利共建共享管理辦法，明確了水利部、流域管理機(jī)構(gòu)、地方水利部門(mén)、工程管理單位的建設(shè)分工、共享任務(wù)等內(nèi)容和匯交方二是構(gòu)建平臺(tái)。為實(shí)現(xiàn)各部門(mén)、各單位成果共享，構(gòu)建數(shù)字孿生水利資源共三是將共建共享情況作為數(shù)字孿生水利建設(shè)評(píng)估的重點(diǎn)內(nèi)容，納入最嚴(yán)格水資源制度考核和河湖長(zhǎng)制督查激勵(lì)。攻克數(shù)字李生水利建設(shè)技術(shù)方面的難點(diǎn)數(shù)字李生水利建設(shè),需要建設(shè)和運(yùn)維資金投入。數(shù)字孿生水利需要必要的建設(shè)資金和運(yùn)數(shù)字李生水利建設(shè),需要建設(shè)和運(yùn)維資金投入。數(shù)字孿生水利需要必要的建設(shè)資金和運(yùn)僅靠國(guó)家投入顯然無(wú)法設(shè)方案所列重點(diǎn)項(xiàng)目前期工作。二是堅(jiān)持多輪驅(qū)動(dòng)，充分發(fā)揮政府資金引導(dǎo)帶動(dòng)作用，在創(chuàng)新多元化投融資模式、更多運(yùn)用市場(chǎng)手段和金融工具，擴(kuò)大地方政府專(zhuān)項(xiàng)債券利用規(guī)模，更大力度利用中長(zhǎng)期貸款和政策性開(kāi)發(fā)性金融工具，深入推進(jìn)水利基礎(chǔ)設(shè)施政府與社會(huì)資本參與規(guī)范發(fā)展。水利部與政策性、商業(yè)性銀行已出臺(tái)金融支持政策。三是結(jié)合國(guó)家水網(wǎng)建設(shè)推進(jìn)已建水利工程智能化改造和在建水利工程智能化建設(shè)，確保新建水利工程在項(xiàng)目預(yù)算中安排數(shù)字孿生水網(wǎng)建設(shè)資金投入。攻克數(shù)字李生水利建設(shè)技術(shù)方面的難點(diǎn)數(shù)字孿生水利建設(shè)目標(biāo)數(shù)字孿生水利建設(shè)目標(biāo)0202數(shù)字李生水利建設(shè)的重點(diǎn)與難點(diǎn)數(shù)字孿生水利工程建設(shè)方案數(shù)字孿生水利工程建設(shè)方案數(shù)字孿生水利工程解決方案總框架水利行業(yè)客戶(hù)聚焦數(shù)字孿生流域、數(shù)字孿生水網(wǎng)、數(shù)字孿生工程及數(shù)字孿生灌區(qū)等建設(shè)項(xiàng)目，浪潮信息聚焦核心自主的多元算力中心（通用算力、AI算力、HPC算力）、云平臺(tái)、物聯(lián)感知網(wǎng)、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域，深耕ICT技術(shù)使能水利行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。物聯(lián)感知網(wǎng)建設(shè)方向?當(dāng)前水利工程智慧化建設(shè)面臨信息采集能力弱的現(xiàn)狀，存在測(cè)不到、測(cè)不準(zhǔn)、測(cè)不全等問(wèn)題，缺乏智能化采集手段。全國(guó)大量的水庫(kù)、河流及灌區(qū)的水文、安全監(jiān)測(cè)、取水量監(jiān)測(cè)是空白。?物聯(lián)感知網(wǎng)方案依據(jù)水利行業(yè)客戶(hù)需求，聚焦水庫(kù)監(jiān)管、灌區(qū)管理、水文監(jiān)測(cè)、引水工程等業(yè)務(wù)場(chǎng)景，實(shí)時(shí)感知水雨情、水質(zhì)、水面漂浮物等各類(lèi)指標(biāo)，對(duì)涉水要素集中采集和校驗(yàn)，同時(shí)確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)回傳。n部門(mén)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方向?安全可靠的信息高速公路是數(shù)字孿生建設(shè)的內(nèi)在需求，考慮到水利網(wǎng)絡(luò)多樣性（如業(yè)務(wù)網(wǎng)、工控網(wǎng)和視頻網(wǎng)等），對(duì)于新建網(wǎng)絡(luò)資源，利用網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)實(shí)現(xiàn)基于光纖多網(wǎng)融合傳輸，滿足業(yè)務(wù)網(wǎng)和工控網(wǎng)物理隔離，構(gòu)建智能化水利信息高速網(wǎng)絡(luò)。n水利樞紐數(shù)據(jù)中心、數(shù)字孿生平臺(tái)及“2+N”智慧應(yīng)用建設(shè)方向?水利數(shù)字孿生不同場(chǎng)景對(duì)通用算力、AI算力和HPC算力有特定?基于算力中心（含通用算力、AI算力和HPC算力）及云平臺(tái)支撐數(shù)字孿生平臺(tái)及“2+N”智慧應(yīng)用建設(shè)。數(shù)字孿生水利工程業(yè)務(wù)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)安全體系網(wǎng)絡(luò)安全體系數(shù)據(jù)引擎知識(shí)引擎數(shù)字孿生平臺(tái)數(shù)據(jù)引擎知識(shí)引擎數(shù)字孿生平臺(tái)數(shù)字孿生水利工程典型應(yīng)用典型應(yīng)用… 模擬仿真引擎監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)外部共享數(shù)據(jù)地理空間數(shù)據(jù)信息化基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)感知通信網(wǎng)絡(luò)工程自動(dòng)化控制信息信息化基礎(chǔ)設(shè)施保障體系保障體系河道工程河道工程實(shí)體工程樞紐工程引水工程…數(shù)字孿生水利工程數(shù)字孿生水利工程以物理水利工程為單元、時(shí)空數(shù)據(jù)為底座、數(shù)學(xué)模型為核心、水利知識(shí)為驅(qū)動(dòng)，對(duì)物理水利工程全要素和建設(shè)運(yùn)行全過(guò)程進(jìn)行數(shù)字映射、智能模擬、中國(guó)著名水利樞紐工程1n擋水建筑物n泄水建筑物溢流壩（閘）、泄水隧洞、閘身泄水孔或壩下n取水建筑物n專(zhuān)門(mén)性建筑物2345678942黃河流域水利工程黃河流域水利工程n水庫(kù)（3個(gè)）：陸渾水庫(kù)（13億）、故縣水庫(kù)（12億）、西霞院反調(diào)節(jié)水庫(kù)n水利樞紐（7個(gè)）：小浪底、三門(mén)峽、龍口、萬(wàn)家寨、三盛公、青銅峽）：天橋、烏金峽、大峽、小峽、八盤(pán)峽、鹽鍋峽、劉家峽峽、積石峽、黃豐、蘇只水、公伯峽、康揚(yáng)、直崗拉卡、李家峽、序號(hào)水利樞紐庫(kù)容（億m3）年發(fā)電（億度）12634567古賢水利樞紐古賢水利樞紐?水庫(kù)大壩安全檢測(cè)?水雨旱工情自動(dòng)測(cè)報(bào)?洪水預(yù)報(bào)與調(diào)度?實(shí)時(shí)監(jiān)控?狀態(tài)檢修與設(shè)備維修?資產(chǎn)管理與生產(chǎn)管理n灌溉與供水?水庫(kù)調(diào)度?閘門(mén)監(jiān)控n生態(tài)與旅游向家壩水利樞紐設(shè)計(jì)圖大壩安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)大壩浸潤(rùn)線觀測(cè)示意圖大壩浸潤(rùn)線觀測(cè)示意圖n監(jiān)測(cè)儀器有差動(dòng)電阻式、鋼弦式、電容式、電感式、步進(jìn)電機(jī)式、電磁差動(dòng)式、差動(dòng)變壓式等10余種大壩安全監(jiān)測(cè)儀器：垂線坐標(biāo)儀、引張線儀；多點(diǎn)變位計(jì)；鉆孔測(cè)斜儀；滲壓計(jì)；液體靜力水準(zhǔn)遙測(cè)裝置；真空激光準(zhǔn)直系統(tǒng)；應(yīng)變計(jì)和測(cè)縫計(jì)；位移計(jì)和測(cè)縫計(jì)等。應(yīng)用光纖技術(shù)和CCD技術(shù)研制的新型傳感器。n數(shù)據(jù)采集國(guó)內(nèi)大壩安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集系統(tǒng)按采集方式分為集中式、分布式和混合式三類(lèi)。n數(shù)據(jù)處理分析、監(jiān)控管理…傳感器分布式采集系統(tǒng)示意圖傳感器分布式采集系統(tǒng)示意圖水閘（閘群）自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)水閘是低水頭的水工建筑物，兼擋水、泄水的雙重作用。它通過(guò)閘門(mén)的啟、閉來(lái)調(diào)節(jié)閘前水位、控制下泄流量。n水閘按所承擔(dān)的任務(wù)分類(lèi)：攔河閘（或節(jié)制閘）、擋潮閘（或阻浪閘）、分洪閘、進(jìn)水閘、排水閘、沖沙閘等；n閘門(mén)按結(jié)構(gòu)形式：平面閘門(mén)（滑動(dòng)、滾動(dòng)）、弧形閘門(mén)、自動(dòng)翻倒閘門(mén)；n啟閉機(jī)按類(lèi)型：卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)、螺桿式啟閉機(jī)、液壓式啟閉機(jī)；按啟閉方式：手動(dòng)、電動(dòng)、手電兩用；閘門(mén)自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)由中心控制站對(duì)被控各子站閘門(mén)的運(yùn)行管理。1.中央控制室組成結(jié)構(gòu)中央控制室也稱(chēng)測(cè)控調(diào)度中心。一般為與行政管理機(jī)構(gòu)相適應(yīng)而設(shè)在管理局(處、站)內(nèi)。2.監(jiān)控終端站監(jiān)控終端站其主要任務(wù)是根據(jù)中央控制室的遙測(cè)查詢(xún)指令自動(dòng)采集本站點(diǎn)的水情或工情數(shù)據(jù)，并發(fā)送給控制中心，或根據(jù)控制中心調(diào)度指令控制閘門(mén)運(yùn)行。監(jiān)控終端站一般由各類(lèi)傳感器、通信設(shè)備、RTU、中間繼電器矩陣、電源等構(gòu)成水閘的類(lèi)型及位置示意圖青峰嶺水庫(kù)卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)備、外圍設(shè)備及電源等組成。丘陵或高山區(qū)，當(dāng)遙測(cè)站到中心站的距離過(guò)遠(yuǎn)或由于高山、樹(shù)木及高大建筑物的阻擋，通信線路損耗過(guò)大，不能滿足通信最低要求時(shí)，就需要組建水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)格按照水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)規(guī)范(SL61-94)水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)拓?fù)鋱D洪水預(yù)報(bào)與調(diào)度（一）洪水預(yù)報(bào)模型洪水預(yù)報(bào)模型分為概念性模型、物理模型、系統(tǒng)模型三大類(lèi)。從實(shí)現(xiàn)原理上講分為水文模型、水動(dòng)力模型和人工智能預(yù)測(cè)模型三種。?水文模型：半經(jīng)驗(yàn)半物理過(guò)程的預(yù)測(cè)模型，也是目前最常用的一種模型。適用于大流域和中短期的水文預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)精度較高。?水動(dòng)力模型：嚴(yán)格基于物理過(guò)程的水流預(yù)測(cè)模型，其預(yù)測(cè)精度是最高的。但水動(dòng)力模型需要有非常詳細(xì)的河道地形數(shù)據(jù)，對(duì)于資料不全的地區(qū)這種方法就不能發(fā)揮作用，此類(lèi)模型一般適用于重要水庫(kù)、湖泊和河流的重要河段等水體，不適用于流域尺度。?人工智能預(yù)測(cè)模型：是目前新興的一個(gè)研究領(lǐng)域，主要用于長(zhǎng)期和超長(zhǎng)期的洪水預(yù)測(cè)。由于測(cè)量精度不足和誤差累積效應(yīng)，水文模型與水動(dòng)力模型在中短期預(yù)報(bào)可以很精準(zhǔn)，但是對(duì)于長(zhǎng)期預(yù)報(bào)，則可能出現(xiàn)較大偏差。人工智能預(yù)測(cè)模型正好彌補(bǔ)這一點(diǎn)。洪水預(yù)報(bào)概念圖地下水徑流表層徑流蒸散地表水徑流地下水徑流表層徑流蒸散地表水徑流電力行業(yè)安全十六字方針《電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)導(dǎo)則》GB∕T_36572-2018n安全分區(qū)?生產(chǎn)控制大區(qū)的控制區(qū)是整個(gè)電1、安全分區(qū)生產(chǎn)控制大區(qū)管理信息大區(qū)生產(chǎn)控制大區(qū)3、橫向隔離4、縱向認(rèn)證3、橫向隔離2、網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)用根據(jù)電力行業(yè)相關(guān)規(guī)定，電力專(zhuān)網(wǎng)實(shí)行十六字安全方針n網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)用?電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)是為生產(chǎn)大區(qū)服?電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)分為實(shí)時(shí)子網(wǎng)和n橫向隔離?生產(chǎn)大區(qū)與管理信息大區(qū)之間進(jìn)n縱向加密?縱向加密裝置具備認(rèn)證及加密的功能。部分發(fā)電廠與集控之間不是網(wǎng)?安全接入?yún)^(qū)的設(shè)立對(duì)數(shù)據(jù)通信有一定的影響，在集控對(duì)電廠“五遙”邏輯隔離控制區(qū)邏輯隔離邏輯隔離發(fā)電企業(yè)數(shù)據(jù)網(wǎng)或公共數(shù)據(jù)網(wǎng)邏輯隔離實(shí)時(shí)子網(wǎng)邏輯隔離發(fā)電企業(yè)數(shù)據(jù)網(wǎng)或公共數(shù)據(jù)網(wǎng)邏輯隔離實(shí)時(shí)子網(wǎng)非實(shí)時(shí)子網(wǎng)數(shù)據(jù)中心云平臺(tái)運(yùn)維運(yùn)營(yíng)管理服務(wù)目錄第三方適配 VMVMVM第三方移VMVM網(wǎng)絡(luò)融合VMVMVMVM計(jì)算存儲(chǔ)融合融合安全融合VMVMVM網(wǎng)絡(luò)融合計(jì)算融合VMVMVM第三方移VMVM網(wǎng)絡(luò)融合VMVMVMVM計(jì)算存儲(chǔ)融合融合安全融合VMVMVM網(wǎng)絡(luò)融合計(jì)算融合安全融合存儲(chǔ)融合VMVMVM虛擬化資源池VMVM裸機(jī)裸機(jī)GPUGPUGPU存儲(chǔ)資源池安全安全資源池網(wǎng)絡(luò)資源池浪潮云海云操作系統(tǒng)InCloudOS服務(wù)器設(shè)備網(wǎng)絡(luò)/SDN分布式服務(wù)器設(shè)備網(wǎng)絡(luò)/SDN分布式塊存儲(chǔ)分布式文件存儲(chǔ)數(shù)據(jù)中心內(nèi)網(wǎng)區(qū)組網(wǎng)拓?fù)渫獠客獠烤W(wǎng)絡(luò)出口路由器分線交換機(jī)安全管理區(qū)安全防火墻互聯(lián)網(wǎng)出口區(qū)出口路由器分線交換機(jī)安全管理區(qū)安全防火墻鏈路負(fù)載均衡出口防火墻鏈路負(fù)載均衡鏈路負(fù)載均衡出口防火墻安全接入帶外匯聚核心交換區(qū)業(yè)務(wù)隔離防火墻核心業(yè)務(wù)隔離防火墻 交換機(jī)安全接入帶外匯聚核心交換區(qū)業(yè)務(wù)隔離防火墻核心業(yè)務(wù)隔離防火墻 交換機(jī)帶內(nèi)匯聚帶內(nèi)匯聚業(yè)務(wù)匯聚帶內(nèi)匯聚帶內(nèi)匯聚業(yè)務(wù)匯聚業(yè)務(wù)匯聚業(yè)務(wù)匯聚帶內(nèi)匯聚業(yè)務(wù)匯聚業(yè)務(wù)匯聚帶內(nèi)匯聚管理接入交換機(jī)管理接入交換機(jī)存儲(chǔ)接入交換機(jī)業(yè)務(wù)接入交換機(jī)管理接入交換機(jī)存儲(chǔ)接入交換機(jī)業(yè)務(wù)接入交換機(jī)管理接入交換機(jī)管理接入交換機(jī)業(yè)務(wù)接入交換機(jī)業(yè)務(wù)接入交換機(jī)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)CPU節(jié)點(diǎn)1GPU節(jié)點(diǎn)1分布式存儲(chǔ)前后處理節(jié)點(diǎn)CPU監(jiān)控節(jié)點(diǎn)CPU節(jié)點(diǎn)1GPU節(jié)點(diǎn)1分布式存儲(chǔ)前后處理節(jié)點(diǎn)CPU節(jié)點(diǎn)3GPU節(jié)點(diǎn)3數(shù)據(jù)處理節(jié)點(diǎn)控制節(jié)點(diǎn)管理、登錄節(jié)點(diǎn)CPU節(jié)點(diǎn)2CPU節(jié)點(diǎn)1網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)GPU節(jié)點(diǎn)2CPU節(jié)點(diǎn)2管理、登錄節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)內(nèi)部交換機(jī)IB交換機(jī)IB交換機(jī)/RoCE帶外管理交換機(jī)帶外管理交換機(jī)帶外管理交換機(jī)云計(jì)算存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)FC交換機(jī)es集中式存儲(chǔ)存儲(chǔ)內(nèi)部交換機(jī)IB交換機(jī)IB交換機(jī)/RoCE帶外管理交換機(jī)帶外管理交換機(jī)帶外管理交換機(jī)云計(jì)算存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)FC交換機(jī)es集中式存儲(chǔ)數(shù)字孿生平臺(tái)及智慧應(yīng)用建設(shè)方案定位數(shù)字孿生流域解決方案充分運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、仿真的數(shù)字孿生流域建設(shè)為核心，建設(shè)水利行業(yè)特色模型庫(kù)和知識(shí)庫(kù)，全面支撐流域防洪調(diào)度、水資源管理與調(diào)配等“2+N”水利智能業(yè)務(wù)應(yīng)用。方案組成?數(shù)據(jù)底板：為智慧水利提供算據(jù)，基于水利一張圖優(yōu)化完善數(shù)據(jù)底板，完善數(shù)據(jù)類(lèi)型、數(shù)據(jù)范圍、數(shù)據(jù)質(zhì)量，優(yōu)化數(shù)據(jù)融合分析挖掘功能，構(gòu)建基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)一、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯集、二三維一體化、跨層級(jí)、跨業(yè)務(wù)的智慧水利數(shù)據(jù)底板；主要包括數(shù)據(jù)資源、數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)引擎等內(nèi)容。?模型平臺(tái)：是智慧水利的算法，通過(guò)建成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、接口規(guī)范、分布部署、快速組裝、敏捷復(fù)用的模型平臺(tái)，在數(shù)字空間對(duì)水利治理管理活動(dòng)進(jìn)行智慧化模擬，為數(shù)字孿生流域提供模擬仿真功能。模型平臺(tái)主要包括水利專(zhuān)業(yè)模型、智能模型、可視化模型和仿真引擎。?知識(shí)平臺(tái)：利用知識(shí)圖譜和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)水利對(duì)象關(guān)聯(lián)關(guān)系和水利規(guī)律等知識(shí)的抽取、管理和組合應(yīng)用，為數(shù)字孿生流域提供智能內(nèi)核，支撐正向智能推理和反向溯因，主要包括水利知識(shí)和水利知識(shí)引擎。程、水利治理管理對(duì)象、影響區(qū)域等物理流域進(jìn)行數(shù)字映射，利用模型平臺(tái)和知識(shí)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)智慧模擬、仿真推演。實(shí)現(xiàn)流域防洪和水資源調(diào)度管理的“四預(yù)”功能及其他N項(xiàng)業(yè)務(wù)場(chǎng)景。 方案價(jià)值 十四五期間，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為主線，以數(shù)字化場(chǎng)景、智慧化模系，推進(jìn)水利工程智能化改造，建成七大江河數(shù)字孿生流域，在重點(diǎn)防洪地區(qū)實(shí)現(xiàn)“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(shí)現(xiàn)水資源管理與調(diào)配“四預(yù)”，提升N項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用水平，建成智慧水利體系1.0。數(shù)據(jù)中心建設(shè)多樣化算力方案定位方案組成水利數(shù)字孿生的不同場(chǎng)景對(duì)通用算力、AI算力和HPC算力有特定的需求。數(shù)字孿生大量個(gè)性化、細(xì)分場(chǎng)景的應(yīng)用，需要通用