摘要:为切实提高调水工程的智慧化运行和管理能力，逐步实现对调水工程的全要素和全过程的数字映射、智能仿真、前瞻预演，需大力推进数字孪生调水工程的建设工作。聚焦数字孪生调水工程，以工程安全监管、智能调度、水质保障和智能运维为研究对象，针对工程结构安全、防洪工程安全、输水调度、冰期输水、水质安全、设备安全等典型业务场景展开研究，基于事件驱动的基础理念，以各类监测告警与预报预警信息驱动多工况下事件预演预案，构建调水工程“四预”功能系统。建设成果在南水北调中线工程获得一定应用效果，为冬季供水安全提供有力的保障，表明该成果在数字孪生水网建设中具备良好的示范价值和重要的应用推广意义。

摘要:针对丹江口水库水域面积广、库岸线长、污染来源分散且类型多的特点，基于有限体积方法自主研发丹江口水库二维水动力水质机理模型，基于拉格朗日粒子追踪方法自主研发丹江口水库二维“油粒子”随机模型。通过机理模型和随机模型相结合，实现丹江口水库任意位置、不同污染类型和排放方式情景的突发水污染场景的快速构建，模拟库区水流运动及污染物输移扩散过程，实时输出污染团前锋运动轨迹、距陶岔里程及预计到达时间等。基于“云境”数字孪生模拟仿真平台实现计算结果的可视化展示，并在丹江口水库多次水污染事故应急处置工作中成功应用，为南水北调中线水源工程应对突发水污染事故和保障水质安全提供有力技术支撑。

摘要:为拓展数字孪生技术在钱塘江河口的应用，提升河口相关管理部门管理水平，从钱塘江河口水利管理部门角度出发，梳理钱塘江河口数字孪生业务需求，并针对钱塘江河口冲淤变幅大、洪潮遭遇条件复杂、海塘预警单一等防洪潮问题，构建数字孪生钱塘江河口防洪潮“四预”应用场景，迭代优化强冲淤河口洪水演进预报及淹没风险研判和强潮河口风暴潮灾害实时研判评估 2 项关键技术，探索强潮河口防洪潮应用建设模式，为数字孪生钱塘江建设提供重要保障。业务应用于 2023 年强潮河口江道极端淤积条件下的洪水风险预报及水资源调度方案优化等工作中，预演结果有力支撑 2023 年河口防洪排涝研判及重要亚运会场馆安全运行，为相关管理部门风险决策及洪水调度提供决策依据。

摘要:为满足九龙江北溪流域水资源向漳州市、厦门市的多时空合理水资源调配需求，基于数字孪生技术对水资源调度与配置业务进行研究，设计数字孪生水资源调配“四预”系统。系统按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”要求，以“数字化场景、智慧化模拟、精准化决策”为路径，以水资源调配“四预”为切入点，深度融合数字孪生、BIM 建模等现代化信息技术，通过构建水资源调度模型体系和搭建数字孪生知识平台，实现水资源调配业务在不同场景下的信息化业务应用，并设计一套具有预报、预警、预演、预案“四预”功能的水资源调配系统，助力水资源智能化调配与管理。

摘要:为提升黄河冰凌监测的准确性与效率，克服传统人工观测在精度和效率上的局限，通过整合卫星遥感、无人机遥感及视频监控技术，开展基于多源数据的黄河冰凌监测技术研究。该技术能够利用多光谱遥感影像结合雪被指数法，实现对河道冰凌的全面监测，同时，借助无人机自动识别技术精确获取冰凌的关键参数，并通过视频监控技术实时发现并预警冰凌密度变化。在这项研究中，无人机遥感参数的误差被控制在 5% 以内，视频监控技术的误差最大为 7.2%，最小仅为 0.1%。基于多源数据的冰凌监测技术在山东黄河河务局的应用表明：该技术不仅显著提高工作效率，还变革传统的冰凌监测模式，极大地支撑河道管理及相关业务工作，对高纬度地区河流冰凌灾害的智能监测预警具有重要价值，也为可视化冰情分析提供可靠的图像成果，未来有着广泛的应用潜力。

摘要:针对北江流域洪水灾害频发的现状，为提升北江流域防洪减灾能力，广东省水利厅组织建设数字孪生北江流域。数字孪生北江流域基于广东省大数据、模型和知识等平台的公共能力，聚焦防洪联合优化调度，通过北江流域水库、蓄滞洪区、水闸、分洪河道、堤防等组成的“蓄、行、滞、分”防洪工程体系与数字孪生技术的深度耦合，协同优化多工程群组“上调、中控、下分”联动，搭建预报预警—工程调度—河道演进—精细模拟—风险研判—预案执行的全链条“四预”框架。数字孪生北江流域有效支撑“22·6”北江特大洪水、北江 2024 年第 1 号洪水的防御工作，相关成果已推广复用至数字孪生水网、数字孪生东江流域等。

摘要:数字孪生水利是水利新质生产力的显著标志，是水利高质量发展的重要路径。为解决数字孪生水利建设存在的监测感知能力不足问题，将北斗卫星导航系统作为新型时空数据底座纳入数字孪生水利体系信息化基础设施部分，为数字孪生水利建设提供统一精准的时空数据、稳定的通信传输等服务。基于北斗卫星导航系统概念和原理，分析北斗系统在数字孪生水利体系中的定位及应用需求，结合数字孪生水利业务，详细阐述在水旱灾害防御、水资源管理、水文信息监测传输、水利工程建设运行管理等多项业务场景中的应用，对全面推动北斗与数字孪生水利深度融合提出建议。

摘要:根据水利部数字孪生流域建设要求，针对永定河流域在“23·7”大洪水中暴露的短板和痛点，以永定河流域北京段为例，分析当前形势及需求，构建永定河流域数字孪生系统架构，包括基础设施、数字孪生平台、业务应用；同时基于永定河流域管理职能和业务需求，详细分析流域防洪、水资源调度、工程运行管理、空间管理等方面的业务应用场景，并设计不同场景下的应用功能。通过架构设计及业务应用场景分析，能够为永定河数字孪生流域建设提供方向和指导，提升永定河“四预”管理能力，以及永定河服务和管理的智慧化、数字化水平。

摘要:为提高短时间尺度的月径流量预测效果并简化神经网络模型结构，将主成分分析（PCA）和多层感知器神经网络（MLP）相结合，构建 PCA-MLP 神经网络模型预测汛期月径流量。模型首先采用主成分分析法确定影响径流量的主要影响因子，再将主要影响因子数据输入 MLP 神经网络模型，预测月径流量数据。将宁夏青铜峡水文站 2010—2019 年汛期的月径流量和影响因子数据作为训练样本训练神经网络模型，以 2020—2022 年汛期月径流量和影响因子数据作为检验样本进行对比分析。预测结果表明：目前影响汛期径流量的因素主要是历史径流和气候特征，检验集预测结果确定性系数为 0.851，模型可为宁夏汛期月径流量预测提供相应指导。

摘要:在南水北调中线北京段配套工程环线工程地下输水管道病害隐患检测过程中，管道附近土体的运行维护工作急需更全面、准确的日常基础资料，以及更好的输水管道病害检测的解决方案，探讨工程物探技术在大口径混凝土地下输水管道病害检测方面的应用。选用高密度电法和微动法 2 种物探法，检测输水隧洞附近土体隐患情况，结合前期探测数据和地质资料，以及后期数据反演，综合分析土层结构富含水隐患情况，检测出富含水区域。工程物探技术可为沉降风险区域范围划定提供参考，能为地下隧洞无损检测提供新的思路。

摘要:为确保外挂多种传感器和包容多种自动测流模型的水文缆道自动运行控制，须提升缆道测流系统对异常事件的响应能力，针对众多传感器之间数据交互的耦合度、信息数据交互的时滞对缆道自动运行控制的影响，提出将缆道的自动运行控制动作相对应的驱动事件编制成空间状态参数矩阵，将单次控制动作按时间节点编制成时间参数向量，根据事件组合和输出反馈动态调整事件权重矩阵变量。通过对矩阵方程组的求解，建立控制过程的输入变量和事件驱动控件状态与输出变量之间的关联，满足水文缆道自动运行控制的复杂要求。最后将事件驱动异步并行控制模型用于水文缆道的自动运行控制，并以走航式 ADCP 和雷达波流速仪 2 种测流示例，验证水文缆道自动测流的应用是可行的。

摘要:为保障在极端自然灾害条件下水文自动测报系统中应用北斗三号短报文可靠传输数据，研究北斗三号短报文的技术特点和发送接收方式，结合水文自动测报系统的应用需求，提出在自动测报系统中应用北斗三号短报文传输和接收数据的技术方案。分析北斗三号短报文应用特点，以常用的雨水情遥测站为例总结北斗三号通信终端的集成方式、现场应用环境条件、遵循的通信协议和控制流程，选取适合的链路传输模式和报文编报方式，提出一种采用前置机 FIU 接收短报文的方案，分析其他北斗三号短报文数据接收方式的特点。应用北斗三号短报文可保障遥测站的数据稳定、可靠传输和接收，作为通信信道可广泛应用于各类型水文自动测报系统。

摘要:以水利行业典型的四级（水利部—流域—省—地市）交换应用场景，以及水利部和自然资源部两部地下水监测数据实时交换共享的应用场景为基础，针对水利行业复杂网络条件下海量数据长距离实时和跨部委海量异构数据可信等交换需求，提出多源数据长距离传输适配对接、海量数据交换分布式协同调度、基于安全隔离网闸双向可信交换和两部海量异构数据融合共享等 4 项技术，从核心结构和原理层面对技术进行总结，并基于实际运行经验提出下一步升级建议。目前，4 项技术在国家地下水监测工程（水利部分）中普遍应用及推广，应用结果表明：数据交换关键技术可实现复杂条件下的数据交换与共享，以及两部国家地下水监测数据的实时汇集、上报、共享和交换，并为地方地下水监测站数据汇交至流域分中心和国家中心提供技术支撑。

摘要:针对小型水利工程管理保护范围划定工作无现行规范标准指导，也无既定可适用的流程问题，提出一种基于无人机高分影像的水利工程管理范围划定流程与方法。对无人机高分影像进行分类和信息提取，结合 GPS 勘测及空间数据输入，按照提出的判别方法、划定流程进行水利工程管理保护范围的划定，可明确具体的划定范围值。将划定方法在北京市通州区水利工程管理保护范围划定工作中予以应用验证，验证结果表明：基于无人机高分影像的水利工程管理范围的划定方法不仅可用于小型水利工程管理保护范围的划定，也可为大中型水利工程的具体划定提供参考，对加强水利工程的实施与管理具有重要意义。

摘要:为掌握柯街河道断面工程措施后断面冲淤变化、水文要素测验条件和水位流量关系变化等水文特征规律，推进水文数据采集自动化，数据管理信息化、数字化、智慧化建设，开展柯街河道断面水位流量关系单值化工程措施研究。依据工程措施前后实测水文资料，采用对比分析法和误差分析法，对工程措施实施效果进行统计分析。结果表明：工程措施实施后河道断面冲淤变化明显减小，水位及流量监测条件得到改善，水位流量关系变化趋于稳定，河道断面河段高洪水位至保证水位行洪能力降低 6.4%~14.9%。柯街河道断面单值化工程措施效果明显，可为下一步工作的推进及河道断面单值化工程措施的应用推广和研究提供参考借鉴。

摘要:为支持水利网信可持续发展，推动新阶段水利高质量发展，研究水利信息系统运维经费的科学测算体系。回顾水利信息化运维经费管理的发展历程，介绍《水利信息系统运行维护定额标准》《水利信息系统运行维护规范》2 个标准构成的运维经费测算体系，经过实际运维经费测算应用，发现原有的运行维护定额标准在新形势下存在不适应性，因此，对运行维护定额标准进行修订，修订后的定额标准更为全面，能反映不同运行维护服务等级的要求，并强化资源整合共享和网络安全。科学测算体系的建立和推广可有效解决经费不足的问题，保障运行维护工作的有序开展，助力水利网信可持续发展，未来运维经费测算需要考虑通货膨胀、资源成本上涨和设备服务寿命延长等相关内容。

摘要:在当前高质量发展背景下，水利水电工程运行管理的系统性和智能性不足已逐渐成为制约水利水电行业工程运行信息化水平提升的因素。采用递进分析法，面向运行管理业务，从水利水电工程任务及功能出发，梳理业务流程，建立运行管理系统架构，提出由计划、调度、操作、保障、供给、监管协同构成的业务架构，并进一步提出相应的运行系统总体、技术和安全等架构，给出新集水电站运行管理系统开发案例，阐述在总体、技术和安全架构下面向运行管理业务创建系统的技术路线，以及实现的具体功能，可为水利水电工程运行期信息化、数字化、智能化总体策划及实施提供参考。

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