基于“数字孪生＋大数据＋云计算”，让水和信息技术深度对话

十四五规划、《数字中国建设整体布局规划》等明确提出构建以数字孪生流域为核心的智慧水利体系，加快数字化绿色化协同转型。数字孪生是行业革新换代、产业升级的重要技术手段。用数字赋能水利治理体系和治理能力现代化建设，正当其时、适逢其势、意义重大。

大禹节水以数字孪生为技术手段，运用大数据、云计算、倾斜摄影、BIM、二三维GIS等高新技术手段，将水利行业与信息技术深度融合，探索“业务＋技术”、“水利专业模型＋数字可视化模型”、“宏观＋微观”等多种应用模式，为流域防洪减灾、水资源配置与调度、水利工程安全建设与运行管理等水利水务工作提供数据支撑，辅助用户决策。

图：智慧水利解决方案

案以智慧水利为目标，以数字化、网络化、智能化为主线，以数字化场景、智慧化预演、精准化决策为路径，以网络安全为底线，面向水利“2+N”业务应用场景，建成具有预报、预警、预演、预案功能的智慧水利应用体系，为新阶段水利高质量发展提供有力支撑。

在技术架构方面，方案满足智慧水利顶层设计要求，以物理世界为单元、以时空数据为底座、以智慧水利专业模型为核心、以水利知识为驱动，对物理流域全要素和流域管理治理活动全过程的数字化映射、智慧化模拟、前瞻性预演，实现数字孪生流域和物理流域的同步仿真运行、虚实交互、迭代优化，支撑精准化决策。

在自主可控方面，大禹节水围绕智慧水利的建设目标布局研发体系，加强宏观与微观结合的三维可视化技术、基于业务机理的模型封装与管理技术研究，实现水利专业模型与三维场景模型的深度耦合。建设涵盖信息化基础设施、数据底板、模型平台、知识平台、流域防洪、水资源配置与调度等“2+N”的智慧应用体系，实现技术可复用，模型可迭代，系统可扩展，成果可共享。

在应用推广方面，方案涵盖水利、农业、应急、市政、交通等诸多行业，涉及防洪、灌溉、工程管理等多个业务领域，打通工程设计、管网建材、灌排设施、信息设备、施工养护等涉水全产业链，建管并重，实现水利工程建设、运行全过程可视、可控、可管、可用。目前已为北京、广东、安徽、甘肃、新疆、黑龙江等15个省份提供了近100份数字孪生解决方案。

2022年由大禹节水独立承建的数字孪生欧阳海灌区水利工程、（数字孪生疏勒河流域）渠系智能配水和闸群联合调度被水利部评为优秀应用案例。

图：数字孪生欧阳海灌区展示平台 图：数字孪生疏勒河流域展示平台

应用案例落地后，培育出“互联网＋水利”、“业务＋技术”、“水利专业模型＋数字可视化模型”、“宏观＋微观”等多种应用模式，融合多学科、多业态、多维度，串联设计、研发、制造、互联网等多行业企事业单位，推动高等学校、研究机构、企业等共同参与智慧水利建设，共同助力绿色低碳发展、促进共同富裕、带动产业链上下游高质量发展。

水利行业和信息技术的深度融合，为防洪减灾、水资源调配决策提供了更直观、更优质的调度方案，大幅提升防洪保障能力，降低洪滂灾害损失，提高水资源利用效率，增加粮食产量，保障生态环境用水，促进人与自然和谐相处，经济社会协调发展，在经济、社会、生态等诸多方面具备显著效益。

例如，在2022年8月，数字孪生欧阳海项目滚动输出灌区内旱情分布情况，预计受旱面积可能达到13.67万亩，结合模型计算结果及孪生平台调度推演，生成调度指令(2022年8月1日至30日从欧阳海水库放水0.3706亿m³，确保右总干渠流量不少于28.6m³/s) /并按照灌溉运行方案轮灌配水，保障了灌区中晚稻灌溉用水，缓解灌区农田旱情。