摘要:以永宁江流域作为试点，构建数字孪生流域，建设具有“四预”功能的“2+N”业务应用体系，综合保障区域防洪安全。考虑到流域内地势起伏大、用地类型复杂、横跨多个行政区块等客观原因，为提高预报精度，基于 Mike 系列模型，建立永宁江洪水预报模型。采用 2013 年“菲特”、2015 年“苏迪罗”和 2019 年“利奇马”等台风洪水作为计算场次，根据 2013—2019 年水文资料选取 5 场洪水进行率定，结果表明各站模拟与实测过程趋势线基本一致，其中峰值水位误差：下路站为 1.31%，西江闸下站为 2.23%，永宁江闸上站为 -0.98%，南洋站为 0.04%。 4 站的洪峰水位平均误差为 0.58%，洪峰滞时平均误差为 0.8 h，主要预报站点的确定性系数在 0.7 以上，计算时间在 30 s以内。将预报模型、工程调度信息与数字孪生流域系统相耦合，总体展示永宁江流域的工情和防汛情况，实现永宁江流域防汛的智慧决策，为调度指挥提供有力的数值分析保障。

摘要:针对椒江流域山区河流、平原河网、感潮河段、洪泛区均存在的水系及易受台风影响的洪涝格局，根据数字孪生流域的要求，开发符合数字孪生标准的水利专业模型服务组件，建设预报调度一体化系统，对模型计算所需的多源数据开发多源数据融合平台。根据防洪“四预”业务需求，开发知识平台，实现对调度规则、历史洪水的知识推送功能； 建立椒江流域 273 个子流域、112 条河流、2 112个计算断面、84 900 个二维计算网格、17 个控制单元的流域预报调度一体化模型。该系统经过多场次台风暴雨检验，运行效率较高，对全国沿海地区防洪“四预”应用建设具有借鉴意义。

摘要:针对甬江流域水灾害防御需求，结合韧性城市理论，以防洪减灾预报、预警、预演、预案的“四预”体系为导向，实现甬江流域数字孪生平台建设。利用数字孪生引擎的强大渲染能力，建立全要素的数字孪生流域时空底座， 以水文水动力模型、空间计算技术等为重要基础支撑，围绕综合监测、洪涝预报、洪涝预演、综合调度、协同预案等业务需求构建孪生场景。应用实践表明：该平台成功抵御甬江流域超标准洪水，对未来防洪工程体系优化具有启示意义，对其他流域防洪减灾、城市内涝治理工作具有一定的借鉴意义。

摘要:为满足国家政务系统安全、可靠的要求，从服务器、操作系统、数据库等国产自主可控产品的类型，功能特点，性能与安全性等方面进行综合比较，并进行国产化适配，最终组成一套适合工作实际的国产化产品组合，搭建基于国产化自主可控产品的辽宁省防汛抗旱指挥平台。该平台遵循水利部数字孪生流域技术框架，结合辽宁省防汛抗旱业务需求，形成“四横两纵”技术框架，集成实时和基础信息展示查询、信息监测、水利一张图、防洪“四预” 等功能模块，实现流域防洪业务智能化管理及场景数字化、模拟精准化、决策智慧化。研究成果可为今后建设国产化水利业务系统提供示范。

摘要:为获取高精度的水下三维模型细节纹理结构，满足数字孪生建设对水下三维实景数据底板获取的需求，实现对水下构筑物的实时可视化动态监测，基于 GNSS 和 USBL 技术研究构建水陆一体化定位系统，融合水陆一体化定位技术、有缆 ROV 和水下摄影测量设备等研发水下摄影测量系统，实现数字孪生水下三维实景数据底板的获取，并采用多波束测深、水下三维全景成像声呐等系统，对水下摄影测量系统获取的三维实景模型数据成果精度进行验证。结果表明：水下摄影测量系统获取的三维实景模型精度满足规范要求，可用于数字孪生流域/工程等水下基础数据底板的建设，也可为水下高精度三维场景重构再现和水利工程水下构筑物实时动态监测提供技术支撑。

摘要:为解决二维绘图设计信息散碎、跨专业人员理解难度大、效率低及设计周期长等难题，将 BIM 技术应用到生态河湖工程中。立足生态河湖工程特点，结合以往工程设计经验，对 Autodesk 和 Dassault 2 种 BIM 软件平台进行对比分析，分析优劣及适用性，最终确定 Autodesk 的 Civil 3D 和 Revit 软件更适用于生态河湖治理工程。根据这 2 款 BIM 软件的整体架构特点及适用范围，研究出一套适用于生态河湖工程三维设计的解决方案，并应用于沁阳市城区段生态综合治理工程中。实际应用表明：应用基于 BIM 技术的全流程解决方案，可创建河道和建筑物 BIM 模型，自动统计工程量及生成图纸，大大提高生产效率，节约人力、物力和成本，提高出手产品质量。

摘要:以云南省滇中引水工程为例，采用 GIS+BIM 数字化技术，对滇中引水工程数字化场景构建进行探索，旨在为长距离引调水工程的数字孪生底座构建提供可行的技术路径。通过 GIS 三维模型和 BIM 模型的构建及模型集成的研究，对比主流的 GIS 三维建模高精度数据采集和处理技术，介绍三维 GIS 大场景搭建、工程实景三维模型建立、多类型引水建筑物建模的方法，同时提出工程数字化模型集成的成套技术路线。采用新一代三维驱动引擎，通过投影变换算法实现长距离不同工程坐标系下 BIM 模型在标准 GIS 球面场景中的无缝拼接，实现全线模型的集成，从而构建引水工程三维应用的数字化基础，为水利工程数字孪生建设提供参考。

摘要:随着智慧水务建设工作的推进，面向精细化业务管理和专业化社会公众服务的水务移动应用需求日益增加，常用商业在线地图无法满足水务业务管理应用需求。为解决智慧水务移动端底图业务要素内容缺少、时效性差及偏远地区水务外业巡查执法无网络环境的问题，基于 MBTiles 地图切片存储技术和 SpatiaLite 空间数据库技术， 研究基于移动 GIS 的离线版水务一张图。同时，为保证离线数据的安全，对切片和矢量数据库进行加密，保障海量空间数据的存储安全和访问效率。经验证，该研究方案能够实现离线空间数据的加载和渲染能力，运算性能高效， 数据存储安全可靠，可为河长巡河和水利工程巡检运维等应用场景提供安全、高效、专业的移动地图服务，有效支撑智慧水务建设与应用。

摘要:为实现对黄河河道划界成果的有效管理，充分利用信息化手段提高划界成果管理效率，在梳理下游河道划界成果管理需求基础上，结合移动 GIS 技术研发黄河水利委员会直管河道划界管理移动应用。应用建设将信息化技术与划界管理要求紧密结合，以 Supermap 平台作为地理信息载体，采用 Java 研发技术在 Android 平台上研发移动应用，生成黄河划界 App，实现对划界成果数据地图的可视化展示，查询界桩、划界成果基本信息，并在郓城、梁山县河务局进行试用。应用表明：黄河划界 App 可提高河务管理人员对河道划界成果的管理效率，获得较好的应用效果，更好地辅助黄河河道划界管理工作。

摘要:由于目前的水土保持效益评价方法对于不同区域的适用性不高，因此针对龙岩市新罗区小流域提出一种水土保持综合效益指标定量评价方法。首先构建评价指标体系，确定研究区域内的 16 个评价指标；然后通过水土保持指标权重的确定，获得判断矩阵；再量化评价指标，通过建立模糊数学隶属度函数，对指标进行标准化处理；最后经过综合效益得分值计算，完成综合效益的定量评价。评价结果分析表明：新罗区小流域内的蓄水效益为 248.97×10⁴ m² ， 保土效益共为 3.64×10⁴ t，经济效益为 1 676.92 万元，生态环境得到了有效改善；拱桥溪综合效益得分为 57.1，硿溪综合效益得分为 42，坪坑溪综合效益得分为 40.6，综合效益评价结果与实际情况符合，证明所提方法的有效性。

摘要:民勤县红崖山风蚀监测站是甘肃省 2 个风蚀监测点之一，为准确掌握区域水土流失强度、发生发展规律、 动态变化趋势等情况，以现有监测技术为基础，利用全自动气象观测仪、测钎、布袋式集沙仪、降尘缸等设备，通过地面观测法、测钎法、降尘缸法等，对监测站的降水量、蒸发量、风速、风向、土壤含水率、风蚀厚度、降尘量、输沙率等要素数据进行定期监测，分析得出：每年第 2 季度风蚀厚度最大，这与大风天气发生频次、风速大小有直接关系。 采取麦草方格网沙障措施可有效降低风蚀厚度，水土流失治理效果明显。通过对该监测站的风蚀情况进行监测分析，为今后民勤县开展水土流失防治工作提供重要的基础支撑。

摘要:由于水下地形测量在河湖管理、采砂监管、岸线利用及河道治理等方面起着十分重要的作用，为利于河道生态的持续稳定发展，将多波束技术应用在淮河流域水下地形测量中。通过对水下多波束、侧扫声呐等测量技术工作原理的研究和分析, 提出无人船水下多波束三维测量的应用模式。根据水域面积、深度及水中实际情况，合理划分测区，结合无人机的正射影像，利用多波束无人船测深系统进行水下扫描，再通过软件合成获得水下三维影像， 直观反映河道区域地形地貌，与设计数据进行对比，得出是否符合设计文件的结论，并将多波束技术应用在淮河流域河段养护项目和疑似偷采、盗采情况的水下三维测绘中。实际应用表明：多波束技术应用于水下地形测量，可获得精确的水下地形数据和水底地貌影像，解决水下地形地貌无法实景还原展示的难题，提高水下地形测量工作的效率与质量，为相关河道治理和采砂监管工作提供有价值的参考。

摘要:为及时、准确地监测水文站网控制片与外河交换的水量，需根据河道水情、现场环境、工作需求等情况合理规划主要口门的设站批次，有计划地完善站网布局。以上海市青浦区为例，梳理区域控制片主要口门设站现状，利用已有数据资料，从区域发展、河道级别、模型需要、水量大小和流量变幅方面分析设站的必要性，从水层代表性、 断面地形、站址条件、基础建设成本和流速分布方面分析设站的可行性，采用目标分解法建立设站指标体系，利用德菲尔法确定各指标权重，再应用线性加权求和法进行综合比选，进而确定主要口门设站的批次。结果得到青浦区控制片主要口门设站 3 个批次，各批次分别有 7，5 和 3 处，可为南方平原感潮河网地区控制片主要口门设站的选择分析提供新的方法。

摘要:针对基于二维 GIS 的城市防汛系统存在的无法全面展示水利设施、地形地势、城市内涝等水利场景的不足， 分析三维 GIS 在城市防汛系统建设中的优势，从总体架构和三维数据底板构建及业务应用等维度进行城市防汛系统的分析、设计、研发，形成一套集空间信息存储展示、防汛信息监测预警、防汛调度管理与规划评估等多功能的三维 GIS 城市防汛系统。系统从汛前规划方案的科学部署、汛时监测信息的及时预警、汛后应急对策的快速响应全过程辅助防汛工作的进行，有效满足城市防汛需求。实际应用表明：基于三维 GIS 的城市防汛系统可有效支撑城市防汛工作的开展，提高城市汛情的应对及治理能力，为城市防汛信息化建设提供可靠案例。

摘要:基于智慧水利顶层设计指引，针对视频资源分散、智能化水平亟待提高等现状，基于跨层级、部门视频资源汇聚与算法共享需求，突破视频级联共享、算法管理与调度、算法模型复用与优化等技术难点，给出视频和算法两大服务能力方面的资源目录管理、视频级联、视频巡检、移动视频监控、算法管理、算力调度、算法共享等关键模块功能及流程详细设计。目前，已初步完成部级水利视频级联集控平台建设，并与水利一张图、视频会议等业务平台对接，实现对水情监测、河湖管理、水情会商、应急处置等应用的数据支撑，同时也为各地各部门水利视频级联集控平台建设提供一定借鉴参考。

摘要:南水北调中线工程涉及供水计划及管理、视频监视、工程安全监测及管理、水质监测、综合决策会商和信息服务、电子政务等多方面的业务需求，而丹江口水库现有的信息管理系统有效性、实用性不强，对提高工作效率作用不大，有的还存在操作、使用繁琐等问题。为保证整个水源工程能够安全、高效、经济、协调运作，需统筹规划供水调度各方面的业务需求，采用先进的信息采集、信息处理、自动控制、通信和计算机网络、视频监视、数据库和信息管理等技术，以及现代化的运维管理理念，建设完整、先进的综合管理信息系统，对水源工程进行运维和管理，确保南水北调中线水源工程安全、可靠、长期、稳定、经济运行。

摘要:新一代信息技术与水利业务的深度融合可为水利治理能力现代化提供有力支撑。结合巴音郭楞管理局对管辖范围内水利业务和信息化建设融合的需求，介绍水利信息化系统的建设背景及“1+2+3”信息化建设方案。围绕以智慧水利建设推动水利现代化管理体制改革的总体建设目标，阐述信息化系统的设计思路、总体框架、网络结构及建设内容，包括现地监测监控、网络与安全、支撑平台、一体化管控平台应用、智能应用等系统。为避免水利信息化工程建设与实际运行管理脱节，导致出现信息化系统荒废问题，通过调整巴音郭楞管理局组织机构，以便顺应并服务于水利信息化，可对类似水利工程的信息化建设提供参考。

摘要:预测复杂环境下流体流动和固体输送的能力取决于对在大范围空间和时间尺度上同时作用的多种物理现象的准确和有效模拟，包括漫滩洪水、沿海风暴潮事件、干湿床条件，以及同时发生的床型演变。本研究采用一种完全耦合的策略(PIHM_Hydro 模型)解决河流和洪泛平原的浅水流体动力学、泥沙输移和形态河床演变问题，并将该模型应用于覆盖广泛空间和时间尺度的现场和实验室实验。该模型采用标准的迎风有限体积法和 Roe 近似黎曼求解非结构化网格，使用多维线性重建和斜率限制器，达到二阶空间精度，采用一种显式-隐式时间离散化算子分裂方法可提高模型的效率和稳定性。在实验室和现场规模的实验中，观察到一系列尺度上的耦合过程，可能需要更高阶的空间和时间精度来获得准确有效的解决方案。实验证明完全耦合策略在捕捉现场尺度洪水波和小规模干湿过程动力学方面的能力。