一、数字孪生流域的提出

推进数字孪生流域建设是贯彻落实习近平总书记关于网络强国的重要思想、针对水利业务工作特点，综合分析水的自然属性、中国特色社会主义制度以及现代信息技术发展现状而提出的。

随着研究的不断深入和新一代信息技术的发展，城市管理、交通、建筑、制造等越来越多的领域开始应用数字孪生。例如，工业制造领域，通过数字建模对产品的设计、生产、维护等环节进行实时动态仿真，继而反映机器设备的全生命周期过程。

当下新一代信息技术飞速发展和广泛应用，物理世界和数字世界界限逐渐模糊，数字孪生城市等应运而生。显然，“数字孪生”不再仅仅是一种技术，而是一种发展模式、一种转型路径、一股推动行业变革的动力。

推进智慧水利建设要以数字孪生流域建设为核心，是顺应以流域为单元、强化流域治理管理、适应信息技术发展的需要。推进数字孪生流域建设是由水利工作的空间特点决定的，水利是一项大尺度、大范围的工作，不可能在物理流域中试验不同方案，只能在数字空间进行反复预演，经过综合评估分析后选择最优方案，运用到实际工作中，这是顺应技术发展。

二、智慧水利组建思路

充分运用物联网、大数据、云计算、人工智能、数字孪生等新一代信息技术，建设数字孪生流域，实现数字化场景、智慧化模拟、精准化决策，建成具有“四预”功能的智慧水利体系，即水利业务预报—预警—预演—预案，赋能水旱灾害防御、水资源集约节约利用、水资源优化配置、大江大河大湖生态保护治理，为新阶段水利高质量发展提供有力支撑和强力驱动。

（1）智慧水利总体框架

　　智慧水利由数字孪生流域、业务应用、网络安全体系、保障体系等组成。其中，数字孪生流域是智慧水利建设的核心与关键，包括数字孪生平台和信息化基础设施；流域防洪、水资源管理与调配以及N项业务应用调用数字孪生流域提供的算据、算法、算力等资源。

▲智慧水利总体框架

　　（2）数字孪生流域技术框架

　　数字孪生流域是智慧水利建设的核心与关键，以水利感知网、水利信息网、水利云等为基础，运用大数据、人工智能、虚拟仿真等技术，以物理流域为单元、多维时空数据为底板、水利模型为核心、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化映射、智能化模拟，支撑实现流域防洪、水资源管理与调配“四预”以及N项水利智能业务应用。

▲数字孪生流域建设技术框架

　　（3）智慧展示-数字孪生

以数字三维场景为底座，整合工程数字模型、BIM模型、植被模型、建筑物模型、监测监控传感器模型、机组设备模型等数据，同时结合工程运行管理需要，实现物理世界工程在数字孪生世界的完整实体映射的全景展示。

智慧感知-全要素采集

通过构建一体化全域感知体系，通过无人机、无人船、水文、水质监测、大坝安全监测、流域安全管控等相关设备，智能识别安全隐患，主动发出预警信息，及时决策和采取处置措施。提升智能感知和预警能力。

智慧流域解决方案架构图