摘要:为解决钱塘江流域治理面临的防洪能力不足、数据整合与利用不充分等问题，提升流域治理的协同性与系统性，利用富春江电站以上预报调度一体化等专业模型，以及工程安全智能感知、潮汐河口动床洪水演进、防洪预报调度一体化等关键技术，通过打造“天空地”一体化流域感知网和多源数据融合数据底板，构建流域防洪预报、 预警、预演、预案“四预”功能多跨场景应用，聚焦汛情态势分析及未来趋势预报，实现对流域雨情、水情、工情、灾情的实时监控与精准管理。研究成果在钱塘江流域防洪和杭州亚运会保障方面取得一定成效，可为全国数字孪生流域建设提供借鉴和参考。

摘要:针对九龙江北溪流域洪水灾害频发和区域防洪能力仍然薄弱的情况，为提升流域洪水防御能力，建设数字孪生九龙江北溪流域平台。在分析九龙江北溪流域地理特性、雨水工情监测及水利工程分布情况的基础上，建设包含基础、监测、业务管理、跨行业共享和地理空间等数据的流域数据底板，构建以水利专业模型、智能视频识别模型、可视化模型及数字模拟仿真引擎为主要内容的模型平台，以及以水利知识库与知识引擎为主要内容的知识平台，并应用于流域监视与告警、防洪综合调度、防洪“四预”决策会商业务，实现流域防洪“四预”全过程场景化模拟仿真和智能分析。通过数字孪生九龙江北溪流域平台实现流域防洪“四预”的数字化、可视化与智能化，提高流域防灾减灾能力，为其他数字孪生流域建设提供参考。

摘要:为实现黄河流域防汛“四预”功能，对河道洪水、漫滩演进等过程进行精准的动态化预测预报，构建山东黄河水文数字孪生示范平台，介绍数字孪生构建过程中的多源异构数据融合、水动力学模型构建等关键技术，重点阐述基于流体解算的漫滩仿真和仿真推演方法、三维模拟和动态可视化渲染、洪水演进推演可视化配置等，可动态展示漫滩河段槽蓄量、滩蓄量、淹没趋势等核心数据，自主生成区域洪水灾害影响仿真评估报告。关键技术主要应用于洪水灾害防御业务、水资源优化配置及管理、水利工程全周期管理、河湖保护治理等领域，服务黄河防汛抗旱指挥、河道各级主管等部门，助力新阶段水利高质量发展。

摘要:为提高数字孪生北江的精细化模拟水平，建设数字孪生北江模型平台，应用云计算、微服务和多任务并行计算等技术，支撑模型算法和实例的统一调度计算并提供接口服务，可实现流域管理“四预”过程下的模型精准适配和高效调用。应用结果表明，数字孪生北江模型平台具备标准统一、分布部署、快速组装、敏捷复用的模型服务能力。目前，数字孪生北江模型平台建设已基本完备，经过北江近年特大洪水的实战应用与验证，模型平台相关成果可推广复用至其他业务化场景。

摘要:为满足南水北调中线工程典型交叉河流防洪管理需求，确保中线工程防洪安全，构建索河交叉河流数据底板，以及洪水预报、洪水演进、风险分析等模型，结合 2022 和 2023 年汛期典型降雨洪水对模型参数进行率定，基于 2021 年郑州“7·20”暴雨对现状索河交叉河流进行预演分析，结果表明索河渡槽槽身存在阻水风险，中线工程安全风险较大。通过对防洪“四预”应用深入研究，实现南水北调中线工程交叉河流降水—产流—汇流—演进的全过程模拟，研究成果可进一步提升南水北调中线工程防灾减灾能力，为沿线交叉河流防洪应用提供参考。

摘要:为积极推进宁夏秦汉渠数字孪生灌区先行先试建设工作，不断提升灌区供水服务能力和管理水平。宁夏秦汉渠管理处按照“安全、实用、好用、管用”的建设目标，以水资源“总量控制、定额管理”为抓手，坚持需求导向， 为用而建，建用并重，在已有灌区水利信息化建设成果的基础上，选择汉渠为典型渠道，补全灌域水情、工情、农情、 气象等全要素数据采集设施，完善渠道系统建筑物数据底板及历史运行数据，建成秦汉渠数字孪生应用平台。同时，配套开发全渠道控制和水动力学等模型，实现“数、实”高度拟合和水资源“四预”功能，探索从黄河到田间的全链条灌溉供水服务体系，初步实现水资源精准调度和水旱灾害防御“四预”功能。

摘要:推进数字孪生水利建设是水利高质量发展的六条实施路径之一，是水利新质生产力的重要标志。水利部在 2022—2023 年开展数字孪生流域建设先行先试工作，56 家单位的 94 项任务全面建设完成，数字孪生水利建设已从积极探索先行先试阶段正式进入全面常态推进和强化深化应用阶段。通过先行先试，总结经验做法和成果成效，可为当前正在开展的数字孪生水网、数字孪生灌区、数字孪生调水工程、数字孪生农村供水、“天空地水工”一体化监测感知夯基提能行动等工作提供参考和借鉴，对下一步推进数字孪生水利建设具有指导和引领作用。

摘要:针对太浦闸调度及安全运行依赖人工经验，缺乏理论方法指导和专业模型辅助等痛点问题，围绕水闸安全运行和调度运行业务，重点研究平原感潮河网流量预测和工程安全评价技术，以太浦闸上下游关键位置水位流量为变量，训练构建平原感潮河网流量预测神经网络模型，构建真实反映工程及设备运行状态的评价指标集，利用层次分析法建立工程设备安全评价模型，分别应用于太浦闸的闸门调度和工程安全运行业务。太浦闸实际运行观测结果表明：2 种模型方法应用后闸门调整次数同比下降 40%，调整精准度提高 5%。研究成果可为国内同类闸站融合数字孪生技术的调度运行和安全运行提供建设示范及经验借鉴。

摘要:数字孪生建设是“十四五”期间推进智慧水利建设的重要内容之一，为提高南四湖流域防洪调度水平和二级坝工程运行管理能力，采用南四湖防洪调度、二级坝泄量纠偏及调度仿真等关键技术，建立和完善二级坝感知体系，提升算力能力建设；建设数据底板，加强算据能力建设；研发多种模型，智能展示数据成果；开发具有“四预” 功能的防洪调度和水闸综合管理业务应用等系统。系统的建成可全面提高南四湖防洪调度及二级坝工程管理安全运行管理水平，为后续数字孪生沂沭泗建设提供经验样本和技术模板。

摘要:为弥补传统人工复核退圩还湖进度时空分辨率低、耗时长的缺点，利用无人机搭载高精度激光雷达对平旺湖退圩还湖实施效果进行监测。基于获取的激光点云数据，采用工作流的技术方法，建立平旺湖 DEM 和 DSM 及坡度精细化模型，实现退圩还湖区域内排泥场和成湖区空间信息的特征提取。采用同期 GPS 现场测量成果和高分遥感影像分别对高程、面积进行精度验证，结果显示：激光雷达高程总体中误差为 0.023 m，其中岸线高程提取精度略低于水面，提取的面积与高分影像人工目视解译结果对比精度达 99.3%，且更加接近退圩还湖实施方案的要求， 表明无人机机载激光雷达技术可有效运用于退圩还湖工程的动态监测，为掌握工程实施效果、科学调整工程进度提供技术支撑。

摘要:为提高复杂结构闸门工程设计过程中结构应力计算效率及准确性，以某复杂结构弧形闸门工程为研究对象，运用三维建模软件 Inventor 快速构建复杂结构闸门门体、支臂等主要部位的三维模型，利用 ANSYS 三维有限元分析软件对复杂结构闸门进行应力分析，获得门体及支臂的应力分布图。对比分析闸门整体结构最大应力数值与材料最大屈服强度，结果表明闸门整体结构强度满足工程设计要求。采用 2 种软件相结合的方法对复杂结构弧形闸门进行优化设计，不仅缩短复杂结构闸门工程的设计时间，而且有效提高工程的设计质量，为 BIM 技术在水闸工程及水利工程规划等设计中的推广应用提供借鉴经验和技术支撑。

摘要:为解决水利行业遥感影像智能识别系统样本制作效率低、影像检测成果使用和管理不便、用户体验差、缺乏可靠水安全地形要素 AI 智能提取系统的问题，开展基于 GIS 服务的遥感影像智能识别系统研究。基于 WebGIS、 数据库、大数据、互联网、人工智能等技术，研究构建遥感影像大数据管理与发布、样本数据集自动化生产与管理系统。在 U-Net 模型的基础上引入影像预处理和栅格转矢量模块，添加 2 个残差块以加深网络，从而得到 D-Unet 模型，并用于地形要素提取。结果表明：基于 GIS 服务的遥感影像智能识别系统能够实现对多源卫星、无人机遥感影像的高效管理，以及样本数据集生产的自动化，在地形要素识别方面具有较高精度，且具有较好的用户体验。

摘要:为快速对比分析不同时期水库淤积测量中点云剖面特征，及时了解水库各区域淤积状况，提高剖面分析效率，研究并实现水库淤积测量点云剖面分析系统。在三维可视化中读取水库不同时期的水下三维点云数据，通过交互式操作拾取点云对应的区域两点坐标，生成竖向剖面；计算所有点云数据到剖面的距离，筛选该距离不超过设定阈值对应的所有点，投影到剖面上并拟合出不同时期剖面线进行对比分析。以我国西南地区某混凝土重力坝坝前淤积测量数据为依托，应用结果表明，研究成果能为水库不同时期淤积程度分析提供简单、快速的技术手段，提升水库淤积分析智能化水平与效率。

摘要:太湖部分地区蓝藻水华频发，对水生态环境和人类健康造成严重威胁。为提升蓝藻水华监测与预警能力， 利用已建环太湖蓝藻视频监控资源，基于人工智能图像识别技术，依托 AI 开放平台，开展模型自动化训练和本地化布署；提出表观蓝藻水华强度分析评价体系，对模型识别成果进行加工应用、集成展示，构建环太湖蓝藻图像智能识别系统。结果表明：系统实现监控点表观蓝藻水华分布形态的在线识别与强度分析评价，使蓝藻调查由被动巡查转为主动监测和实时预警，大幅提高太湖蓝藻水华强度监测与预警能力，为其他类似环境监测问题提供可借鉴的解决方案。

摘要:针对室外大型河工物理模型测控系统可能遭受雷击损坏的问题，结合测控设备的具体布设位置，提出包含内部和外部防雷措施的系统综合防雷设计方案。以鄱阳湖物理模型测控系统为应用对象，内部防雷方面，针对测控中心电源、弱电信号等系统，提出具体的防雷措施；外部防雷方面，仿真分析直击雷击中室外就地监控箱避雷装置时，电流在电源线缆与接地系统的比例分配情况，设计监控终端设备数字水位仪、尾门控制器、湖区就地监控箱、 摄像头等设备的防雷接地方案，以及整个测控系统的接地与屏蔽措施。综合防雷系统建成后，测控系统未遭受雷电袭击，系统防雷效果良好。综合防雷技术大大提高系统综合雷电防护能力，为模型试验的顺利开展提供很好的技术支撑，同时对后续开展系统雷电防护研究具有较好的借鉴意义。

摘要:压力式地下水水位计广泛应用于地下水监测工程中，现场使用的压力式地下水水位计监测数据需要定期与人工观测数据进行比对，判定比测结果的示值误差是否合格并应考虑不确定度的影响。介绍压力式地下水水位计现场比测方法，建立压力式地下水水位计现场比测示值误差的数学模型，分析现场比测过程中影响比测结果不确定度的因素，评定现场比测结果的扩展不确定度。结果表明：进行符合性判定时，在 0~65 m 埋深范围内比测结果不确定度可忽略不计，在 65 m 以上埋深范围内比测结果的不确定度不可忽略。研究结果可为开展压力式地下水水位计现场比测活动提供参考和依据。

摘要:城市发电厂在城市供能体系中居核心地位，但用水粗放管理易产生水资源重大损耗与环保问题，是城市高耗水工业行业重点监控对象，亟须在节水技术及管理模式上创新突破，为此，聚焦城市发电厂这一特定对象，采用系统构建与实例分析，融合数字孪生技术，创新设计智慧节水平台。智慧节水平台运用先进的数据采集与处理、虚拟建模与仿真、优化决策与支持、集成提升与扩展等技术方法，全面革新传统城市发电厂用水管理模式。上海外高桥发电厂智慧节水平台建设后成效显著：大幅增强用水管理效率，有效缩减用水成本，优化供水管网结构，并实现设施的全生命周期智能化管理，有力推进资源节约与环境可持续性发展。智慧节水平台应用实例不仅验证数字孪生技术在城市节水领域的变革力量，还展现出广泛应用价值与创新潜力，为高耗水工业行业树立智慧节水实践标杆。