点击排行
2025(1):1-7.
DOI: 10.19364/j.1674-9405.2025.01.001
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。
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。
2023(3):1-7.
DOI: 10.19364/j.1674-9405.2023.03.001
摘要:
随着《数字孪生水网建设技术导则(试行)》的正式出台，标志着数字孪生水利建设顶层设计业已完成。水利部自 2022 年起，用 2 a 时间开展数字孪生水利建设先行先试，目的是通过先行先试总结经验，全面推广。介绍数字孪生水利相关概念、定位，提出数字孪生水利建设重点为获取算据、优化算法、提升算力、实现水利业务“四预”功能、守住网络安全底线，阐述数字孪生水利建设中在算据感知、算据更新、模型平台、知识平台、算力、业务应用“四预”、网络安全、技术标准、工作协调、资金投入、人才等方面应把握的难点及解决思路。
随着《数字孪生水网建设技术导则(试行)》的正式出台，标志着数字孪生水利建设顶层设计业已完成。水利部自 2022 年起，用 2 a 时间开展数字孪生水利建设先行先试，目的是通过先行先试总结经验，全面推广。介绍数字孪生水利相关概念、定位，提出数字孪生水利建设重点为获取算据、优化算法、提升算力、实现水利业务“四预”功能、守住网络安全底线，阐述数字孪生水利建设中在算据感知、算据更新、模型平台、知识平台、算力、业务应用“四预”、网络安全、技术标准、工作协调、资金投入、人才等方面应把握的难点及解决思路。
2023(4):1-6.
DOI: 10.19364/j.1674-9405.2023.04.001
摘要:
针对太浦河防洪及供水保障数字孪生系统建设要求，基于 UE 引擎、GIS、无人机航拍数据、监测信息及共享信息等多源异构数据构建平原感潮地区数据底板；通过太浦河模型平台和可视化引擎，形成以事件为驱动的太浦河防洪及供水预报、预警、预演、预案的“四预”孪生系统，并建立太浦河历史水情、雨情、工情、水质等信息与调度预案方案间的映射关系，关联提示方案预案并实现智能推荐应急处置。场景化构建太浦河防洪及供水“四预” 全过程，服务太浦河综合调度需要，可为平原感潮地区数字孪生“四预”业务应用建设提供案例参考。
针对太浦河防洪及供水保障数字孪生系统建设要求，基于 UE 引擎、GIS、无人机航拍数据、监测信息及共享信息等多源异构数据构建平原感潮地区数据底板；通过太浦河模型平台和可视化引擎，形成以事件为驱动的太浦河防洪及供水预报、预警、预演、预案的“四预”孪生系统，并建立太浦河历史水情、雨情、工情、水质等信息与调度预案方案间的映射关系，关联提示方案预案并实现智能推荐应急处置。场景化构建太浦河防洪及供水“四预” 全过程，服务太浦河综合调度需要，可为平原感潮地区数字孪生“四预”业务应用建设提供案例参考。
2024(2):36-41.
DOI: 10.19364/j.1674-9405.2024.02.006
摘要:
随着水利行业的数字化转型，数据的资产价值日益凸显，BIM 和 GIS 数据是工程数字化的重要成果，也是宝贵的三维数字资产。以朱溪水库为例，研究 BIM 和 GIS 数据生产的优化方法，提出一种 Civil 3D + Revit + Dynamo多软件联合运用的大坝参数化建模方法，重复机械的建模工作由程序自动完成，提升水库建筑物 BIM 建模效率和质量；利用机载激光雷达采集库区地形，借助专业软件高效处理，得到地面点云和高分辨率数字高程模型；依托BIM + GIS 技术，经过数据轻量化、坐标配准和渲染发布，构建精准映射实体工程的数据底板和可视化场景，形成水库三维数字资产。在此基础上，拓展研究点云复核算量、BIM + VR 指导施工、设备运行工况可视化等应用场景，对水库数字资产的研究与实践具有借鉴意义。
随着水利行业的数字化转型，数据的资产价值日益凸显，BIM 和 GIS 数据是工程数字化的重要成果，也是宝贵的三维数字资产。以朱溪水库为例，研究 BIM 和 GIS 数据生产的优化方法，提出一种 Civil 3D + Revit + Dynamo多软件联合运用的大坝参数化建模方法，重复机械的建模工作由程序自动完成，提升水库建筑物 BIM 建模效率和质量；利用机载激光雷达采集库区地形，借助专业软件高效处理，得到地面点云和高分辨率数字高程模型；依托BIM + GIS 技术，经过数据轻量化、坐标配准和渲染发布，构建精准映射实体工程的数据底板和可视化场景，形成水库三维数字资产。在此基础上，拓展研究点云复核算量、BIM + VR 指导施工、设备运行工况可视化等应用场景，对水库数字资产的研究与实践具有借鉴意义。
2022(4):1-5.
DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.04.001
摘要:
2022 年 3 月 30 日，水利部印发《数字孪生水利工程建设技术导则(试行)》，以指导数字孪生水利工程建设。从数字孪生水利工程建设的重要性、内涵、框架，以及数据底板、模型库、知识库、孪生引擎、监测感知、通信网络、工程自动化控制、工程安全智能分析预警、网络安全体系、运维体系等数字孪生水利工程重点内容进行解读，并对建设指标适用情况和共建共享要求进行说明。
2022 年 3 月 30 日，水利部印发《数字孪生水利工程建设技术导则(试行)》，以指导数字孪生水利工程建设。从数字孪生水利工程建设的重要性、内涵、框架，以及数据底板、模型库、知识库、孪生引擎、监测感知、通信网络、工程自动化控制、工程安全智能分析预警、网络安全体系、运维体系等数字孪生水利工程重点内容进行解读，并对建设指标适用情况和共建共享要求进行说明。
2022(4):6-12.
DOI: 10.19364/j.1674-9405.2022.04.002
摘要:
2022 年 3 月，水利部印发《数字孪生流域建设技术大纲(试行)》，明确了数字孪生流域的具体建设内容，细化了技术要求。介绍数字孪生流域建设背景，以及定义、建设范围及目标、建设原则等建设内涵，阐明智慧水利总体框架和数字孪生流域建设框架，进一步厘清相互关系。详细说明数据底板、模型平台、知识平台等组成的数字孪生平台，以及水利感知网、水利信息网、水利云等组成的信息化基础设施两大组成部分的主要建设任务，对涉及的具体功能要求和技术要点进行详细解析，就数字孪生流域建什么、达到什么标准及需要重点把握的技术环节等问题进行解读，并对数据孪生流域建设过程中涉及的数据安全特别是地理空间数据安全应用等重要问题和集成共享相关要求进行说明。
2022 年 3 月，水利部印发《数字孪生流域建设技术大纲(试行)》，明确了数字孪生流域的具体建设内容，细化了技术要求。介绍数字孪生流域建设背景，以及定义、建设范围及目标、建设原则等建设内涵，阐明智慧水利总体框架和数字孪生流域建设框架，进一步厘清相互关系。详细说明数据底板、模型平台、知识平台等组成的数字孪生平台，以及水利感知网、水利信息网、水利云等组成的信息化基础设施两大组成部分的主要建设任务，对涉及的具体功能要求和技术要点进行详细解析，就数字孪生流域建什么、达到什么标准及需要重点把握的技术环节等问题进行解读，并对数据孪生流域建设过程中涉及的数据安全特别是地理空间数据安全应用等重要问题和集成共享相关要求进行说明。
2025(1):42-46.
DOI: 10.19364/j.1674-9405.2025.01.007
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。
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。
2023(3):14-19.
DOI: 10.19364/j.1674-9405.2023.03.003
摘要:
为解决水利信息资源管理分散、利用率低、缺乏统一整合和关联应用等问题，满足数字孪生流域建设中知识平台的构建需求，以数字孪生流域建设的数据底板为基础，依托自顶向下和自底向上相结合的方法，通过总体框架设计，基于 BERT-BiLSTM-CRF 命名实体识别、Transformer 模型的关系抽取、Neo4j 的存储和可视化展示完成知识图谱的搭建，并基于知识图谱建设性构建智能问答系统，为四川省数字孪生流域物理流域的全映射提供支撑， 实现知识的可视化表达、精准查询与智能推荐，为四川省河湖智能管理提供知识性参考。
为解决水利信息资源管理分散、利用率低、缺乏统一整合和关联应用等问题，满足数字孪生流域建设中知识平台的构建需求，以数字孪生流域建设的数据底板为基础，依托自顶向下和自底向上相结合的方法，通过总体框架设计，基于 BERT-BiLSTM-CRF 命名实体识别、Transformer 模型的关系抽取、Neo4j 的存储和可视化展示完成知识图谱的搭建，并基于知识图谱建设性构建智能问答系统，为四川省数字孪生流域物理流域的全映射提供支撑， 实现知识的可视化表达、精准查询与智能推荐，为四川省河湖智能管理提供知识性参考。
2024(2):63-68.
DOI: 10.19364/j.1674-9405.2024.02.011
摘要:
鉴于水利水电工程建设和运行周期长、参建单位多、专业分工细、管理难度大等特点，深入剖析水利水电工程建设期与运行期的业务特点及需求，结合水利部关于智慧水利、数字孪生工程等相关技术要求，详细研究建设内容、关键技术组成及实现路径，提出以数字孪生为核心的水利水电工程信息化建设体系，形成覆盖工程建设期的建设管理、智能建造、智慧工地，运行期的工程安全、兴利调度、运营管理等 2 个阶段的总体框架，涵盖数据底板及模型平台和知识平台的数字孪生平台，以及主要业务应用建设方案，为进一步完善和发展智慧水利水电工程建设提供借鉴。
鉴于水利水电工程建设和运行周期长、参建单位多、专业分工细、管理难度大等特点，深入剖析水利水电工程建设期与运行期的业务特点及需求，结合水利部关于智慧水利、数字孪生工程等相关技术要求，详细研究建设内容、关键技术组成及实现路径，提出以数字孪生为核心的水利水电工程信息化建设体系，形成覆盖工程建设期的建设管理、智能建造、智慧工地，运行期的工程安全、兴利调度、运营管理等 2 个阶段的总体框架，涵盖数据底板及模型平台和知识平台的数字孪生平台，以及主要业务应用建设方案，为进一步完善和发展智慧水利水电工程建设提供借鉴。
2024(2):29-35.
DOI: 10.19364/j.1674-9405.2024.02.005
摘要:
针对城市洪涝防治中的涝前感知精度不足、涝时处置效率不高、涝后分析深度不够等难点，基于数字孪生技术建立包含孪生数据映射、数学模型推演、虚实交互防治、智能服务联动等模块的滨江区数智治水系统，用于滨江区洪涝智治。结合涉水监管数据，构建物理滨江区，包括地形地貌、河道水体、雨水管网、排水设施、监测设备、积水点在内的孪生数据映射，构建虚拟滨江区的模型化表达，完成洪涝发生事前、事中、事后阶段物理滨江区与虚拟滨江区之间的双向映射和交互防治，并对滨江区洪涝过程进行预演，实现对滨江区洪涝灾害的自动监测预警，形成洪涝应急处理预案。系统上线以来，滨江区洪涝处置耗时缩短 50%，排水效能有明显提升，严重积水点减少 60% 以上，能够推动跨部门协同治理，提升城市洪涝防治能力。
针对城市洪涝防治中的涝前感知精度不足、涝时处置效率不高、涝后分析深度不够等难点，基于数字孪生技术建立包含孪生数据映射、数学模型推演、虚实交互防治、智能服务联动等模块的滨江区数智治水系统，用于滨江区洪涝智治。结合涉水监管数据，构建物理滨江区，包括地形地貌、河道水体、雨水管网、排水设施、监测设备、积水点在内的孪生数据映射，构建虚拟滨江区的模型化表达，完成洪涝发生事前、事中、事后阶段物理滨江区与虚拟滨江区之间的双向映射和交互防治，并对滨江区洪涝过程进行预演，实现对滨江区洪涝灾害的自动监测预警，形成洪涝应急处理预案。系统上线以来，滨江区洪涝处置耗时缩短 50%，排水效能有明显提升，严重积水点减少 60% 以上，能够推动跨部门协同治理，提升城市洪涝防治能力。
2023(3):20-25.
DOI: 10.19364/j.1674-9405.2023.03.004
摘要:
为破解灌区运行管理过程中普遍存在的水资源调配和防洪调度决策过度依赖经验、管理粗放等短板问题， 为数字孪生灌区建设积累经验，以欧阳海灌区渠首水库和右总干渠系为研究对象，探索实现水资源调配和防洪调度“四预”功能，通过水动力学模型、三维 GIS 模型共享网格技术和“需水—配水—调水”模型组合应用技术，搭建欧阳海灌区数据底板、模型库和知识库，形成数字孪生平台，开发水资源配置与调度、抗旱管理及防洪调度等系统， 初步在欧阳海灌区实现水资源按需分配和精准调度。研究成果已在 2022 年湖南省干旱情况下保障灌区中晚稻灌溉用水，同时也为 2022 年 6 月 22 日欧阳海水库发生最大入库洪峰的防洪调度提供智能决策支撑。
为破解灌区运行管理过程中普遍存在的水资源调配和防洪调度决策过度依赖经验、管理粗放等短板问题， 为数字孪生灌区建设积累经验，以欧阳海灌区渠首水库和右总干渠系为研究对象，探索实现水资源调配和防洪调度“四预”功能，通过水动力学模型、三维 GIS 模型共享网格技术和“需水—配水—调水”模型组合应用技术，搭建欧阳海灌区数据底板、模型库和知识库，形成数字孪生平台，开发水资源配置与调度、抗旱管理及防洪调度等系统， 初步在欧阳海灌区实现水资源按需分配和精准调度。研究成果已在 2022 年湖南省干旱情况下保障灌区中晚稻灌溉用水，同时也为 2022 年 6 月 22 日欧阳海水库发生最大入库洪峰的防洪调度提供智能决策支撑。
12 水库预报调度模型应用研究
2023(3):52-56.
DOI: 10.19364/j.1674-9405.2023.03.010
摘要:
围绕全面提升水旱灾害防御能力的重点，探索新阶段水利高质量发展路径。珠海市水旱防御指挥决策支持系统平台依托珠海市“三防”系统二期工程，很好地契合智慧水利的相关要求。平台集成新安江模型构建的来水预报模型和基于水量平衡原理构建的水库调度模型，结合降雨预报数据，对水库来水情况作出预报，并基于输入的排水、供水量，即时反映水库的水位与库容变化情况。通过对平台的这两部分模型进行详细介绍与案例展示，证实具有较好的实用性，能够适用于珠海市流域水库。该平台可以在水库日常运行管理中，为水库管理人员预报调度提供帮助，也可为类似问题提供经验借鉴。
围绕全面提升水旱灾害防御能力的重点，探索新阶段水利高质量发展路径。珠海市水旱防御指挥决策支持系统平台依托珠海市“三防”系统二期工程，很好地契合智慧水利的相关要求。平台集成新安江模型构建的来水预报模型和基于水量平衡原理构建的水库调度模型，结合降雨预报数据，对水库来水情况作出预报，并基于输入的排水、供水量，即时反映水库的水位与库容变化情况。通过对平台的这两部分模型进行详细介绍与案例展示，证实具有较好的实用性，能够适用于珠海市流域水库。该平台可以在水库日常运行管理中，为水库管理人员预报调度提供帮助，也可为类似问题提供经验借鉴。
2023(6):1-4.
DOI: 10.19364/j.1674-9405.2023.06.001
摘要:
聚焦淮河流域防洪减灾重大需求面临的预报、预警、预演、预案关键科技难题，利用无人机、激光雷达、卫星遥感等“空天地”一体化技术，研发基于多源多尺度信息的数据底板构建技术，构建高精度多要素数据底板；利用水文水动力数值模拟和并行计算技术，构建超大规模水文水动力学耦合模拟技术；基于高精度数据底板、高性能算力和高精准算法，建立数字孪生淮河防洪“四预”平台，并在 2020 年淮河流域性较大洪水复盘检视和 2021—2022 年淮河多场次暴雨洪水中进行了应用。结果表明：计算节点数量由原来的 9 个细化至 5 157 个，计算单元大小由原来的 9 648 km2 细化至 17 km2，模型平均效率系数为 0.8，淮河干流主要控制站最大流量预报相对误差基本在 10%以内，洪水预报预见期能达到 2~4 d，可实现全流域全要素的精细化模拟，为数字孪生流域、洪水预报及工程调度提供技术支撑。
聚焦淮河流域防洪减灾重大需求面临的预报、预警、预演、预案关键科技难题，利用无人机、激光雷达、卫星遥感等“空天地”一体化技术，研发基于多源多尺度信息的数据底板构建技术，构建高精度多要素数据底板；利用水文水动力数值模拟和并行计算技术，构建超大规模水文水动力学耦合模拟技术；基于高精度数据底板、高性能算力和高精准算法，建立数字孪生淮河防洪“四预”平台，并在 2020 年淮河流域性较大洪水复盘检视和 2021—2022 年淮河多场次暴雨洪水中进行了应用。结果表明：计算节点数量由原来的 9 个细化至 5 157 个，计算单元大小由原来的 9 648 km2 细化至 17 km2，模型平均效率系数为 0.8，淮河干流主要控制站最大流量预报相对误差基本在 10%以内，洪水预报预见期能达到 2~4 d，可实现全流域全要素的精细化模拟，为数字孪生流域、洪水预报及工程调度提供技术支撑。
2024(6):35-40.
DOI: 10.19364/j.1674-9405.2024.06.006
摘要:
飞云江作为浙江独流入海的主要江河之一，易发生流域性大洪水，针对飞云江流域洪涝潮灾害防御工作中存在的信息共享不充分、洪水预报调度能力不足、工程联合调度能力不强等难点痛点，开展数字孪生飞云江流域防洪 “四预”应用建设研究。通过搭建多源数据融合、统一治理的数据底板，构建降雨—产流—汇流—演进—风险研判全流域洪水耦合模型，研发以历史暴雨洪水为核心的知识平台，打造飞云江流域防洪“四预”应用。在防御 2023 年“杜苏芮”等台风暴雨期间，滚动开展洪水预报，及时发布预警，实现多种调度方案预演，快速形成处置预案，打通防洪减灾工作各个环节，实现由经验防御向智慧防御转变，为沿海地区独流入海数字孪生流域防洪应用建设提供先行示范。
飞云江作为浙江独流入海的主要江河之一，易发生流域性大洪水，针对飞云江流域洪涝潮灾害防御工作中存在的信息共享不充分、洪水预报调度能力不足、工程联合调度能力不强等难点痛点，开展数字孪生飞云江流域防洪 “四预”应用建设研究。通过搭建多源数据融合、统一治理的数据底板，构建降雨—产流—汇流—演进—风险研判全流域洪水耦合模型，研发以历史暴雨洪水为核心的知识平台，打造飞云江流域防洪“四预”应用。在防御 2023 年“杜苏芮”等台风暴雨期间，滚动开展洪水预报，及时发布预警，实现多种调度方案预演，快速形成处置预案，打通防洪减灾工作各个环节，实现由经验防御向智慧防御转变，为沿海地区独流入海数字孪生流域防洪应用建设提供先行示范。
2021(5):6-19.
DOI: 10.19364/j.1674-9405.2021.05.002
摘要:
随着物联网、大数据、云计算、人工智能、5G 等新一代信息技术的发展，智慧水利成为当前水利领域的重要研究内容和发展方向。为理清智慧水利的主要研究内容和关键科学问题，进一步推动我国智慧水利发展，介绍当前智慧水利的研究背景，归纳智慧水利的概念、内涵和应具备的属性特征，提出智慧水利总体层次框架，并详细分析各层功能和支撑技术，综述典型应用领域相关智慧系统平台的搭建方法和实验过程。通过对现有理论技术和应用系统的总结梳理，提出：加强基础设施建设，推动信息技术与水利业务深度融合，构建高效知识体系，提高系统可视化能力，完善水利一张图，加强安全保障，制定统一标准协议，解决不同数据规模带来的挑战等，是智慧水利未来主要研究方向。
随着物联网、大数据、云计算、人工智能、5G 等新一代信息技术的发展，智慧水利成为当前水利领域的重要研究内容和发展方向。为理清智慧水利的主要研究内容和关键科学问题，进一步推动我国智慧水利发展，介绍当前智慧水利的研究背景，归纳智慧水利的概念、内涵和应具备的属性特征，提出智慧水利总体层次框架，并详细分析各层功能和支撑技术，综述典型应用领域相关智慧系统平台的搭建方法和实验过程。通过对现有理论技术和应用系统的总结梳理，提出：加强基础设施建设，推动信息技术与水利业务深度融合，构建高效知识体系，提高系统可视化能力，完善水利一张图，加强安全保障，制定统一标准协议，解决不同数据规模带来的挑战等，是智慧水利未来主要研究方向。
2024(2):1-7.
DOI: 10.19364/j.1674-9405.2024.02.001
摘要:
为大力推进智慧水利和数字孪生流域建设，在防洪减灾领域需要构建流域防汛智慧化总体框架并研究实施路径，进而推动新阶段水利高质量发展。分析流域防汛智慧化建设过程中涉及的防汛业务应用智能化水平和应用系统建设水平等现状，从打造智慧化防洪“四预”体系、建设“三算”能力提升体系等方面构建我国防汛智慧化总体框架，并从优化提升洪水监测预报能力、加强洪水模拟推演和防洪调度模拟仿真技术应用、提升洪水风险管理与科学精准决策能力等方面提出具体实施路径。研究成果能为水利部门开展智慧化流域防洪业务、流域防洪规划修编提供技术支撑和对策参考。
为大力推进智慧水利和数字孪生流域建设，在防洪减灾领域需要构建流域防汛智慧化总体框架并研究实施路径，进而推动新阶段水利高质量发展。分析流域防汛智慧化建设过程中涉及的防汛业务应用智能化水平和应用系统建设水平等现状，从打造智慧化防洪“四预”体系、建设“三算”能力提升体系等方面构建我国防汛智慧化总体框架，并从优化提升洪水监测预报能力、加强洪水模拟推演和防洪调度模拟仿真技术应用、提升洪水风险管理与科学精准决策能力等方面提出具体实施路径。研究成果能为水利部门开展智慧化流域防洪业务、流域防洪规划修编提供技术支撑和对策参考。
2023(4):20-27.
DOI: 10.19364/j.1674-9405.2023.04.004
摘要:
为提高潭江流域水利工程防洪调度能力，开展数字孪生潭江流域建设。数字孪生潭江面向流域防洪调度需求，围绕“四预”核心功能，以 22 座大中型水库、7 座梯级闸陂为精细化调度目标，建设数据底板、模型平台、业务应用等，构建流域 L1 级数据底板，流域重点区域及工程 L2 级数据底板，开发六大类水利专业模型，构建具有“四预”功能的预报调度系统平台，实现流域多源监测感知与数据高效能管理，江河水库闸坝集中管理、联合调度、科学决策，最大程度保障流域内防洪（潮）的安全，完善预报监测薄弱环节，提升工程调度反馈时效性，同时为河湖规范化管理提供依据。项目成果在 2022 年“龙舟水”、台风暴雨防御期间投入实战，助力潭江流域水库、水闸群的联合调度，取得防洪不受淹、水资源不浪费的最佳效益。
为提高潭江流域水利工程防洪调度能力，开展数字孪生潭江流域建设。数字孪生潭江面向流域防洪调度需求，围绕“四预”核心功能，以 22 座大中型水库、7 座梯级闸陂为精细化调度目标，建设数据底板、模型平台、业务应用等，构建流域 L1 级数据底板，流域重点区域及工程 L2 级数据底板，开发六大类水利专业模型，构建具有“四预”功能的预报调度系统平台，实现流域多源监测感知与数据高效能管理，江河水库闸坝集中管理、联合调度、科学决策，最大程度保障流域内防洪（潮）的安全，完善预报监测薄弱环节，提升工程调度反馈时效性，同时为河湖规范化管理提供依据。项目成果在 2022 年“龙舟水”、台风暴雨防御期间投入实战，助力潭江流域水库、水闸群的联合调度，取得防洪不受淹、水资源不浪费的最佳效益。
2023(2):24-27.
DOI: 10.19364/j.1674-9405.2023.02.005
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。
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。
2025(1):28-33.
DOI: 10.19364/j.1674-9405.2025.01.005
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。
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。
2023(5):7-13.
DOI: 10.19364/j.1674-9405.2023.05.002
摘要:
嘉兴市位于太湖流域下游杭嘉湖平原，针对区域内水情多变、洪涝多发、水资源供需矛盾突出等问题，为加强洪涝灾害风险防控，强化水资源监管，优化水资源利用，开展数字孪生平原水网综合应用研究，通过模型分析、功能调用、服务调用、数据融合共享等方式，对雨水情监测、水利工程管理、防汛形势研判、联合调度等模块进行集成， 实现对全域水灾害、水环境的预报预警和预演预案功能。系统运行结果有效提高区域内水灾害监控和态势分析能力，加强洪水风险的统筹管控，增强市、区、县水利工程的协同调度能力。实现由经验防御到智慧防御的转变，最大化地发挥水利工程的排涝调度效益，提升区域整体的防洪排涝和水环境改善能力。研究具有平原区河网数字化改革建设的典型性、代表性，可为全国水利数字化改革提供可复制、参考的经验。
嘉兴市位于太湖流域下游杭嘉湖平原，针对区域内水情多变、洪涝多发、水资源供需矛盾突出等问题，为加强洪涝灾害风险防控，强化水资源监管，优化水资源利用，开展数字孪生平原水网综合应用研究，通过模型分析、功能调用、服务调用、数据融合共享等方式，对雨水情监测、水利工程管理、防汛形势研判、联合调度等模块进行集成， 实现对全域水灾害、水环境的预报预警和预演预案功能。系统运行结果有效提高区域内水灾害监控和态势分析能力，加强洪水风险的统筹管控，增强市、区、县水利工程的协同调度能力。实现由经验防御到智慧防御的转变，最大化地发挥水利工程的排涝调度效益，提升区域整体的防洪排涝和水环境改善能力。研究具有平原区河网数字化改革建设的典型性、代表性，可为全国水利数字化改革提供可复制、参考的经验。
