摘要:地下水作为流域水循环的重要部分，在稳定区域水资源、维系生态系统功能等方面扮演着非常重要的角色，为实现地下水预报精准化、预警实时化、预演实景化、预案实地化的目标，使能地下水智慧业务应用及管理，以数字孪生技术为核心，提出智慧地下水体系的概念。依托地下水数据底板、知识平台，构建地下水数值模型，分析研究区地下水数字流场，预测预报不同时期的地下水动态特征；通过制定分区分时段地下水水位水量控制阈值，建立地下水超采预警机制；对不同场景下的地下水动态过程进行预演，并结合实时监测数据，制定地下水应急场景下的预案。构建的具有预报、预警、预演、预案功能的智慧地下水体系，可为地下水的管理和科学研究工作提供技术支撑。

摘要:我国西北山区流域融雪性径流是当地宝贵水资源，为提高融雪水资源综合管理业务工作效率，就具有融雪径流预报、来水极值预警、来水情势预演模拟分析、预案查询等“四预”功能的应用系统相关技术开展研究。分析西北山区流域管理机构和水库管理部门实际工作需要，提出系统功能需求，明确设计原则要求，结合最新信息化技术应用分析，提出采用主计算控制循环模式的系统处理过程控制形式，将人机交互界面设计为基于左右屏幕互动的交互式双屏显示方式，切实强化系统功能、性能等对业务工作实际需要的反映和对接，为开发实现良好的用户应用系统打下坚实基础。

摘要:福建省数字水利“一平台”的提出是从顶层推进福建省水利现代化建设的必要举措。为做好省级数字水利顶层设计，考虑到福建省水利信息化现状及面临形势，围绕“一屏看水、一网管水”的目标，提出“六个一”的“一平台”目标建设，探索“一平台”“五统一”总体框架下的“四大体系”，分析资源共享支撑、三级贯通网络、数字赋能应用等架构及其建设内容，同时结合福建省水利信息化省情，提出“一平台”需经过业务系统统一认证、关键信息集中展示，数据资源共享服务、先立后破更新迭代，三级平台分级部署、业务应用数字赋能3个阶段的实施路径，逐步实现福建省数字水利“一盘棋”建设，数字赋能省、市、县三级水利业务和水利政务信息化应用。

摘要:当前，水利部正在大力推进智慧水利建设，数字孪生流域是智慧水利建设的核心与关键。为保障数字孪生流域建设高效顺利开展，水利部组织有关部门对数字孪生流域建设先行先试单位进行监督检查，检查内容包括组织推进、工作进展、项目成果、应用成效、共建共享等方面。详细列举数字孪生流域建设监督检查中发现的典型问题，从项目管理、需求调研、数据共享、专业模型、标准规范、监督检查等方面深入分析问题发生的原因，有针对性地提出改进建议，对数字孪生流域、数字孪生工程、数字孪生水网建设全过程管理具有重要的参考价值和指导意义。

摘要:以构建数字孪生流域、开展智慧化模拟、支撑精准化决策为实现路径，利用“空天地”一体化空间数据底板、 多维智能感知、专业模型网格数据和计算结果等几类多源异构数据进行数据汇聚和融合，采用 WebGL 孪生引擎进行可视化展示，构建数字孪生流域；聚焦流域防洪数字化场景，通过山区集总式水文和洪水演进模型对洪水过程进行预报和模拟，形成包括预报调度一体化、区域联防预警一体化、模拟仿真预演、决策建议方案等功能的“四预”孪生系统。以周公宅水库为研究对象，探索具有水库工程的中小流域数字孪生建设的相关关键技术和应用场景构建， 以期为其他中小流域的水库防洪“四预”系统提供建设思路和案例参考。

摘要:通过深入调查环太湖周边水系及出入湖河道上水文站点布设情况，根据 1998—2021 年出入湖水量及主要河道水质监测成果，采用出入河道污染物通量估算方法对出入太湖各河道的氨氮、总磷、高锰酸盐指数、总氮、化学需氧量等指标浓度和污染物通量进行估算，分析该时间段内各项指示浓度和出入湖污染物通量年内、年际变化及空间分异情况，为环太湖地区污染物总量控制、水环境保护提供技术支撑，对环太湖地区水环境治理具有指导意义。结果表明：出入湖通量主要受相应水量影响，且各污染物浓度入湖大于出湖；各污染物净入湖通量及滞留率总体呈下降趋势，但滞留率均保持较高水平；70% 的入湖污染物负荷来自湖西区，应加强对湖西区的水环境治理。

摘要:青椒生长期内需水量与气温、气压、相对湿度等因子之间存在复杂的非线性关系，需水量变化呈现出时序性和周期性的规律，为提高青椒生长期日均需水量的预测精度，提出一种 PSO-GRU (粒子群算法-门控循环单元) 青椒生长期日均需水预测模型。以 2014—2018 年实验所得的青椒需水和气象环境等数据为数据源，将日均气温、 气压、风速等六维数据作为特征集，需水量作为标签，GRU 神经网络作为需水预测的训练模型，并针对 GRU 超参数容易陷入局部最优的问题，利用 PSO 优化 GRU 模型的超参数，通过仿真实验对青椒生长期日均需水量进行预测， 并与 RNN， LSTM 和 GRU 等模型进行对比，验证 PSO-GRU 模型的优越性。仿真实验结果表明：PSO-GRU 模型的预测精度和拟合效果显著提高， RMSE 为 0.505， MAE 为 0.388， MAPE为 7.73，R² 为 0.888。PSO-GRU 模型可为制定灌溉计划提供依据，有利于节水灌溉，推动农业种植水利信息化。

摘要:为给我国西部资源开发、生态保护及旱灾预警等领域提供科学依据，以神东矿区为研究区，探索矿区土壤湿度变化。根据 2000—2018 年的 MODIS 长时间序列遥感影像，提取归一化植被指数(NDVI)和地表温度(T_s )，构建 NDVI-T_s 二维光谱特征空间，计算研究区的温度植被干旱指数，绘制矿区的地表土壤湿度等级分布图，从矿区尺度上给出地表土壤湿度的时空变化趋势，分析矿区的地形因子对地表土壤湿度的影响。结果表明：1) TVDI 法能够较好地反演出矿区的土壤湿度；2)矿区土壤湿度呈现从西北部向东南部逐渐增加的趋势；3)高程、坡度和坡向 3 种地形因子在不同范围内，均对地表土壤湿度有着不同程度的影响。整体来看，2000—2018 年，神东矿区土壤湿度有增有减，呈微弱上升的趋势，矿区环境得到改善。

摘要:大坝潜在风险预测在降低大坝溃坝概率和减少水库大坝失事方面发挥着重要作用。利用随机森林方法构建基于数据驱动的大坝潜在风险预测模型，可以减少建模过程中的人工干预，实现风险预测高效化、智能化。首先预处理大坝基础数据资料，构建训练和测试数据集，然后构建大坝风险预测模型并用训练数据训练模型，利用网格搜索和交叉验证确定模型最优参数，最后通过模型评价指标和多种算法对比结果全面评估模型性能。实验结果表明：基于随机森林的风险预测模型在测试数据上的准确率为 90.54%，相较于 ANN (人工神经网络)，KNN (最邻近)， SVM (支持向量机)算法分别高出 4.87%，18.59%，37.93%，满足实际应用的需求。

摘要:随着水利信息化的部署推进和等保 2.0 及数据安全法的实行，数据加密成为水利行业新系统设计或老系统改造时面临的一个重要问题。从架构设计角度出发，对业务系统中应用层、中间件层、数据库层、文件和存储层等各个层面的数据加密方案进行分析，从加密粒度、加密性能、数据处理能力、实施成本等方面进行对比，给出不同层面数据加密方案适用的场景，同时重点针对数据库层加密，结合水利业务分析透明加密、硬加密 2 种方案的加密算法和性能，为水利业务系统架构设计提供参考。分析结果表明：不同的业务需求适合不同的数据加密方案，其中， 数据库层透明加密适用于大部分水利业务场景。

摘要:为满足水文观测的自动化要求，给水文站自动蒸发设备的推广使用提供依据，在安塞水文站安装 FFH100 型自动蒸发设备，统计自动蒸发设备累积观测的与人工观测的日蒸发量数据(共计 82 组)，在分析自动蒸发设备构造及计算原理的基础上，对 82 组日蒸发量数据进行比对分析，分析观测误差及来源。通过数据定量回归分析及自动蒸发设备实际使用，结果表明：人工和自动蒸发设备观测得到的 2 个数据变量的相关系数R达到 0.988，具备很高的单值对应关系，能够满足水面蒸发观测规范要求，且自动蒸发设备在降雨期间能对蒸发量进行计量并实现自动采集与远程发报，实现蒸发观测的自动无人化，可作为北方地区非冰期水面蒸发自动测量设备选择之一。

摘要:坝垛险情监测预警是黄河防洪工程防守和保证防洪安全的关键措施，针对传统人工巡坝查险存在劳动强度高、工作效率低、漏报错报等难以解决的缺陷，对坝垛险情自动监测预警进行探讨：在坝垛建立前端基站和 5G 专网通信，实现前端信息采集和与后台的数据通信；在前端摄像头嵌入人工智能算法，对采集影像有无险情进行初步判断；在后台建立大数据平台，自动比对前端摄像头数据并进行险情精准预判，自动生成工程险情关键参数，实现预警坝垛险情自动监测预警目的。基于深度学习方法进行模拟试验，实验结果表明：利用 5G 传输、大数据和人工智能等新技术，进行黄河下游坝垛险情监测预警建设，可有效提升发现险情和应急上报能力，是未来黄河下游坝垛险情监测预警的重要手段，也是黄河信息化建设的重点和发展方向。

摘要:为防止桥测车在桥上测验时发生侧翻倾覆事故，对采用单点支撑防倾支杆的桥测车工作时的安全性进行分析，结果表明 EQC-2 型桥测车单点支撑防倾支杆存在一定的安全稳定缺陷。针对单点支撑防倾支杆存在的缺陷，优化设计一种三角形结构防倾支杆，即在单点支撑防倾支杆上加装 1 根斜支杆，使斜支杆的一端与单点支撑防倾支杆的底部相连，另一端与吊臂相连，使斜支杆、单点支撑防倾支杆与吊臂之间形成一个三角形结构，并与采用单点支撑防倾支杆的桥测车在工作时最大挂载量、侧滑和侧翻等方面进行对比分析。结果表明：采用三角形结构防倾支杆的桥测车各项指标均明显优于采用单点支撑防倾支杆的桥测车，对桥测车在今后有关设计方面的改进具有一定的参考意义。

摘要:为解决河道监管过程中存在的协同处置不同步、主动预警不智慧、统筹监管不及时、决策支撑不充分等问题，立足于重庆市江北区河道监管业务需求，提出河道监管系统建设的“一张网、一中心、一平台、N 应用”的河道监管系统架构体系，开展基于视频监控图像的 AI 分析算法研究，提出深度学习算法应用于河道监管的技术路线，并以垂钓行为识别模型为例开展实例研究。结果表明：基于改进 FCN (全卷积神经网络)的垂钓行为识别算法误报率低于 10%，能有效提升河道监管效率，强化水利、渔政、河长制等多方面的业务管理能力。河道监管系统可以充分发挥视频AI分析在河道监管过程中的优势，有效提高监管水平，研究成果可为河道监管相关部门提供参考。

摘要:针对基层防汛减灾涉及部门多、战线长、任务重、协同要求高、缺乏闭环管理等问题和痛点，在浙江省数字化改革的背景下，杭州市余杭区按照“小切口，大场景”的思路，将防汛减灾作为切入点，启动数智防汛平台建设。通过“业务协同+流程塑造+技术创新”的改革组合拳，夯实算据，创新算法，重塑实时监测、预报调度、风险及救援三大关键环节，构建纵向贯通、横向协同的“互联网+防汛减灾”治理体系，实现多源数据实时采集，防汛业务高效协同，多级指令一贯到底，多种场景生动展示，积极探索建立全流程闭环的数字化、网络化、智能化管理新机制和新模式，对提升水旱灾害防御“四预”水平，实现区域经济全面、协调、可持续发展，对全面建成小康社会具有重要意义。

摘要:为加强水域保护，实现水域管理的信息化和规范化，提高水域保护的效率与科学水平，设计并开发基于 WebGIS 的水域信息管理平台。以镇江市为研究区域，从水域管理和规划的双重需求出发，整合数据资源构建水域本底数据库，完善水域档案资料，在此基础上，采用框架结构设计和面向对象相结合的技术，设计并实现水域一张图管理、水域动态监测、洪涝分析、侵占补偿、查询统计、变化分析、档案管理和权限设置等功能模块。水域信息管理平台的应用一方面可辅助政府工作，有效提升河湖水域管理与保护工作水平；另一方面可为水域保护与规划、城市排水系统建设及用地规划等相关工作，提供数据服务、技术支撑和科学化测评手段，也可为其他城市水域保护信息化平台建设提供参考。

摘要:我国小型水库量多面广，加强小型水库运行管理对防洪保安意义重大。基于小型水库除险加固遗留问题和典型案例、安全运行专项督察中发现的主要问题、雨水情测报和监测设施现状等数据，分析小型水库在除险加固、运行管理体制、管护能力、信息化建设等方面存在的不足之处及原因，结合全国小型水库管理体制改革样板县创建经验，从提升除险加固标准、消除安全隐患，理顺管理机制、创新管护模式，强化责任落实、提高管护能力，加强科技应用、提升智慧化管理水平等方面提出建议和对策，并以重庆市永川区为实例，总结小型水库运行管理经验和智慧水利系统情况，为保障全国各地小型水库安全运行提供参考。

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