摘要:水利部将推进数字孪生水利建设作为推动水利高质量发展的六条实施路径之一，围绕数字孪生水利建设，于 2021 和 2022 年，用 2 年时间完成了顶层设计，持续开展技术攻关，2022 和 2023 年率先全面开展数字孪生流域建设先行先试，2023 年 7 月又启动数字孪生水网建设的先行先试。目前，数字孪生流域、数字孪生水网和数字孪生水利工程组成的数字孪生水利框架体系构建基本完成，数字孪生水利在应对流域防洪、水资源管理与调配、工程安全等业务工作中取得成功实践，实现了多项突破，取得了经验和启示。数字孪生水利获得了难得的发展机遇，同时也面临着严峻挑战，应坚持“需求牵引、应用至上”，围绕实现“四预”目标，夯实两大基础，突破两个关键，做实两项支撑，强化全生命周期管理，推进数字孪生水利健康发展。

摘要:为加快构建数字孪生水网工程样板，采用原型观测、机理分析和数值模拟相结合的技术手段，以水温数据驱动、热力-水动力、冰水耦合的水温冰情过程精细模拟等模型为核心引擎，综合分析南水北调中线工程近 10 年的水温冰情时空分布特征，构建数字孪生南水北调中线工程冰期输水应用系统平台，支撑中线干渠冰水情的实时监测告警、水温冰情智能预报、凌汛风险预警、多场景冰凌生消预演和冬季防凌调度输水预案的智慧水利体系建设。 系统成功应用于南水北调中线工程 2023—2024 年冬季安全输水及冰凌洪水风险评估等冰期运行维护管理，为南水北调中线工程防凌减灾和智能化发展提供有力技术支撑。

摘要:针对南水北调中线总干渠输水调度全线输水线路长、控制口门多、运行工况复杂的特点和难点，建立每个闸门独有的参数反演模型，构建一维快速仿真模拟模型，同步探索典型建筑物局部三维精细化建模技术，开发水情数据智能清洗、一维水动力快速精准仿真、自主学习训练、典型建筑物局部三维水力仿真等模型，形成具有强大生命力和动态响应能力的总干渠输水调度数字孪生仿真预演系统。经多场景模拟验证，数字孪生仿真预演系统能够针对中线总干渠实现任意断面和渠段进行智能化仿真和精准预演，显著提升输水调度过程的安全性与决策的科学性，为深入推进输水调度高质量发展打下坚实基础。

摘要:为支撑数字孪生水利工程建设，实现一系列基础性技术突破，以南水北调控制性穿黄隧洞工程为例，通过集成BIM-CAE转换、复杂模型精细化剖分、全物理场模拟、高效并行求解等技术，建立以数值仿真分析及统计回归分析双驱动的分析方法，实现对穿黄隧洞关键物理量的模拟及预报。结果表明：2 种驱动模式可实现优势互补，预报结果能够达到精度要求。研究成果可满足多种运行状态的模拟分析及安全评估，为穿黄隧洞安全监控、运维管理、性态评价提供有力支撑，服务南水北调中线高质量建设目标。

摘要:针对洪涝灾害发生时光学遥感受恶劣天气影响难以获取有效数据的问题，为快速准确提取洪水淹没范围及评估区域灾害情况，以海河东淀蓄滞洪区为研究区，“23·7”特大洪水灾害发生前后的 Sentinel-1 SAR 卫星影像为数据源，基于变化检测方法快速提取洪水淹没范围，分析洪涝灾害的时空变化特征，并利用土地覆盖、粮食作物种植分布、人口密度等数据，评估受灾程度及影响人数。结果表明：2023 年 7—9 月东淀蓄滞洪区受洪水影响较大，耕地受损严重，受灾人数较多；基于多时相 SAR 影像，利用变化检测方法快速提取淹没范围可实现动态监测及灾害评估，为国家应急救灾提供数据支持。

摘要:水利信息化专利是信息技术在水利领域应用的重要体现和产出，在水利工程管理和信息化建设过程中发挥着重要作用。以水利信息化专利数据为研究对象，提出一套基于专利数据的分析流程，对专利申请趋势、申请地域、技术领域等要素进行统计学分析，同时利用 LDA 主题模型识别水利信息化专利的主题与热点，揭示中国水利信息化领域的技术架构组成和发展趋势，为推进中国水利信息化学科规范化建设，促进水利信息化领域健康有序发展提供重要支撑。LDA主题模型将水利信息化领域专利划分为 6 个应用分类，即水利设备、工程施工、数据监测、 水利预警、信息管理、调度分析。研究表明：信息管理主题的申请数量较多且持续增加，相关技术发展前景较好； 水利预警主题热度较低，反映该主题是研究的薄弱点、短板，应提高该主题在水利信息化领域技术布局中的投入。

摘要:针对海量倾斜摄影模型在数字孪生平台使用效率低的问题，提出一种基于 OBJ 格式的倾斜摄影模型轻量化方法，具有更高的数据简化率，且能够自适应处理不规则边界的倾斜摄影模型，技术流程主要包括解析数据、纹理压缩、三角网简化和基于空间模板的网格合并。青岛市区倾斜摄影模型轻量化的结果表明：模型数据量简化率约为 43%，三维场景帧率提升约为 160%；能够有效减少模型瓦块数量和存储空间，同时保留模型几何结构精度和纹理贴图主体特征，实现网格接边处平滑衔接，避免较大几何变形和纹理扭曲。研究方法能够提升应用平台数据加载速度和渲染效率，降低平台硬件配置要求。

摘要:针对浙江省水域调查数据存在颗粒度不够细化、无法构建河流对象，难以满足河湖空间智治需求等问题， 为进一步完善浙江省水域空间管理数据基础，在已有水域调查数据的基础上，制定河流分类分级、流域划分、河流 （段）编码等河湖数据治理相关规则，按照规则构建河流对象，完成流域划分，细化全省水域数据颗粒度，建立流域、 河流、河段等对象之间的逻辑关联关系，确保河湖水域数据实时准确，对象信息关联融合，内在逻辑关系可靠，提升水域基础数据的可用性，全方位保障新时期河湖管理、智慧水利等对于基础数据的多元需求，加快实现浙江省河湖空间智治。

摘要:为提升大沙河防洪智慧化决策分析支撑能力，有效巩固提升水环境质量，基于 CIM-BIM-IoT 技术，以防洪“四预”体系为导向，通过完善基础设施，建设基础、监测、业务、外部共享、地理空间 5 类多源异构数据融合的数据底板，以水文水动力模型、WebGL 孪生引擎等为重要基础支撑，围绕预测、预报、预演、预案业务，构建大沙河数字孪生工程，将管理模式由“被动式、应急式”向“主动式、预警式”转变。探索小流域数字孪生建设的关键技术和应用场景构建，可为其他流域防洪减灾、城市内涝治理平台提供建设思路和案例参考。

摘要:针对当前大部分大坝安全监测系统功能仍局限于数据采集、查看、展示等简单操作，信息应用功能单一、缺乏智能化分析应用模型等问题，从大坝安全智能诊断与智慧管理需求出发，充分利用物联网、云计算、大数据等新一代信息技术，构建以水库大坝安全在线监测、安全智能研判、安全动态体检、预警闭环处置等为核心业务功能的水库大坝安全研判系统。通过 BIM + GIS + IoT 技术，在信息模型中植入大坝安全研判相关数据，并基于数据机理双驱动的大坝安全状态智能诊断模型，实时评估大坝安全状态，实现大坝安全管理过程可视、可知、可控，确保水库大坝安全运行、水库充分发挥效益。

摘要:为支撑水库工程设计与规划，选取龙山水库为研究对象，优化水库库容曲线绘制方法，利用实测高程数据构建高分辨率的 DEM，结合 ArcGIS 平台的水文分析工具，系统分析不同阈值与河网提取之间的关系，确定合理阈值并生成水库的集水区范围。利用 ArcGIS 中的表面体积工具及模型构建器，批量计算龙山水库的水位、库容、面积数据，实现高效、精确的数据处理。通过与水库原库容曲线对比验证，结果显示模型计算数据具有较高的可靠性， 该方法有效，不仅能够准确绘制水库库容曲线，还可为水库的规划设计、调度管理及防洪抗旱提供重要的技术支持。

摘要:针对当前各级数据审核员在水质自动监测中对异常数据的处置标准存在不统一的情况，为提升数据审核质量，同时有效指导水环境质量的改善，紧密结合水质自动监测站过往数据审核及运维工作经验，对水质自动监测中异常数据的全流程进行规范，涵盖审核、判定、核实及处置机制，实现异常数据的标准化审核与处理。显著减小异常数据对监测结果真实性和可靠性的不良影响，有效避免无效、重复的工作，节约人力、物力和成本。规范水质自动监测中异常数据审核的相关机制，不仅能优化数据审核工作，还能在资源利用上实现高效节约，进而为水环境质量的改善提供切实有效的指导。

摘要:江苏省太湖地区水系纵横交错，水利工程众多，调度复杂，实现预报调度一体化是解决太湖平原河网地区水工程精准调度的关键。采用以水文水动力耦合模型为核心的系统建设方法，制定系统总体框架，研发预报调度一体化系列关键技术，以流域为单元，集成太湖地区预报调度模型，设计“四预”业务流程、核心功能模块和关键路径，利用业务逻辑串联数字大厅、孪生展示、“四预”调度、会商辅助等功能模块，构建水工程预报调度“四预”业务体系。系统能够支撑太湖地区入江、入湖、圩区联合预报调度，并具备复演过去、模拟现在、预演未来的能力，在区域防汛排涝和引江济太工程调度中得到应用，可为数字孪生流域建设提供参考方案与研究思路。

摘要:针对河湖“四乱”辐射面积广、人工识别难、监测效率低等特点，设计河湖“四乱”遥感识别系统，精准识别河湖“四乱”。以北京市为研究区，通过高分二号卫星航片建立测试集和训练集，采用卷积神经网络模型对 100 000 张训练样本影像进行学习，提取“四乱”的地物光谱、空间位置、几何分形等特征，建立解译标志，并通过测试集中随机获取的永定河、潮白河遥感影像验证系统识别“四乱”的整体识别率。结果表明：系统对永定河、潮白河“四乱”的整体识别率分别为 96.7% 和 95.7%，能够有效识别高分遥感影像中的“四乱”现象，可为卷积神经网络模型在河湖“四乱”中的识别和分类提供参考。

摘要:为提升台州市椒江区河湖“四乱”问题信息化监管水平，为河湖“清四乱”专项行动的全面推行提供技术支撑，需要建设河湖保护智慧水利系统。充分利用台州市椒江区电子政务资源、水域调查数据、水污染监测信息、 水利与国土资源管理资料，以及其他涉水业务在内的多源信息资源，整合现有各种基础、监测、监控视频、卫星遥感及无人机航拍影像等数据，开发 Web 端 + 移动端的多端联合应用的河湖保护智慧水利系统，重点建设数据资源、数智指挥、智能计算等中心系统，建成“天空地人”一体化立体遥感监测网，支持省、市、县、乡（镇）、村五级河长应用， 鼓励群众、保洁等举报河湖问题，实现河湖“清四乱”专项活动、地域等管理全覆盖，全面提升台州市椒江区河湖问题监管效率，减少河湖问题发生频率，有效维护河湖形象面貌。

摘要:为应对城市内涝、溢流污染及河道水质难以稳定达标等问题，从系统化的角度出发，以城市水安全保障和流域水质达标为目标，研究设计“厂网河”一体化调度模拟系统，对河道（湖泊）、排水管网、污水处理厂、水闸、泵站等进行统一调度和一体化管理。调度模拟系统在实时感知城市水系统运行状况和远程自动化调控排水设施的基础上，融合应用数值模拟、优化调度及基于神经网络的深度强化学习等技术，实现排水系统的水量水质预测预警、 运行状态评估，以及多设施、多目标复杂场景下的优化调度与实时控制，为城镇排水防涝和“源网厂河（湖）”水环境运维的智慧决策提供支持。研究表明，调度模拟系统计算推荐调度方案可充分发挥排水系统的运行成效，有效实现减少溢流污染、降低内涝风险等目标