中國地大物博，水系眾多，但是存在水資源分布不均等問題。同時，作為農(nóng)業(yè)大國，發(fā)展水利工程建設(shè)極其重要，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷加快，對水利工程建設(shè)提出了更高的要求。此外，水利部印發(fā)了《關(guān)于大力推進(jìn)智慧水利建設(shè)的指導(dǎo)意見》、《“十四五”期間推進(jìn)智慧水利建設(shè)實施方案》等文件支持智慧水利的發(fā)展。
推動水利精細(xì)化管理，構(gòu)建具有預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案功能的智慧水利體系，實現(xiàn)綜合決策科學(xué)化、監(jiān)管精準(zhǔn)化與公眾服務(wù)便民化。
智慧水利以5g、數(shù)字孿生、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)為底座，相較于傳統(tǒng)水利建設(shè)，智慧水利有哪些突破性功能？
1)智能監(jiān)測功能
通過視頻監(jiān)控、預(yù)警桿、傳感器、無人機(jī)、遙測終端等設(shè)備進(jìn)行實時水文監(jiān)測、周邊管控、車載移動指揮監(jiān)控、人車管控等，實現(xiàn)統(tǒng)一管理，結(jié)合app隨時查看，監(jiān)管信息。建設(shè)包括指揮中心、工程調(diào)度中心、專家會商室、值班室等配套設(shè)施，達(dá)到可知、可視、可控、可預(yù)測的管理目的。
2)數(shù)據(jù)可視化功能
搭建綜合監(jiān)控平臺，對各監(jiān)測點(diǎn)的人工填報數(shù)據(jù)和在線監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化監(jiān)視，隨時隨地可查看監(jiān)測點(diǎn)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，運(yùn)用多源衛(wèi)星數(shù)據(jù)、ai算法、云原生超算等實現(xiàn)數(shù)據(jù)全方面、多角度分析。通過部署led大屏、lcd拼接屏、會議白板，實現(xiàn)水利中心的統(tǒng)一可視化展示。實時動態(tài)的聯(lián)動視頻畫面，對水利設(shè)施、水資源、流域河道等監(jiān)管指揮實現(xiàn)可視化、物聯(lián)化的應(yīng)用。實現(xiàn)各業(yè)務(wù)專題的無縫融合和擴(kuò)展，建立“多維業(yè)務(wù)信息融合”、“多手段服務(wù)”、“可持續(xù)可擴(kuò)展應(yīng)用”的智慧水利一體化平臺。
3)應(yīng)急資源監(jiān)測功能
支持整合交通、公安、醫(yī)療、應(yīng)急等多部門數(shù)據(jù)以及防汛抗旱所需各類資源，可實時監(jiān)測應(yīng)急隊伍、車輛、物資、設(shè)備等應(yīng)急保障資源的部署情況，為突發(fā)情況下指揮人員進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)急資源管理和調(diào)配提供支持。
數(shù)字孿生技術(shù)是智慧水利行業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù)，在提高水資源利用效率、水文信息更新的便捷性，為用戶提供安全高效的水利服務(wù)方面起著重要作用：
數(shù)字孿生平臺主要由數(shù)據(jù)底板、模型平臺、知識平臺等構(gòu)成。數(shù)據(jù)底板匯聚水利信息網(wǎng)傳輸?shù)母黝悢?shù)據(jù)，為智慧水利提供“算據(jù)”，包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)、跨行業(yè)共享數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)以及多維多時空尺度數(shù)據(jù)模型。
數(shù)字孿生信息化基礎(chǔ)設(shè)施主要由水利感知網(wǎng)、水利信息網(wǎng)、水利云等構(gòu)成。各組成部分功能與關(guān)聯(lián)為：水利感知網(wǎng)負(fù)責(zé)采集數(shù)字孿生流域所需各類數(shù)據(jù)；通過水利信息網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)字孿生平臺數(shù)據(jù)底板；水利云平臺負(fù)責(zé)提供數(shù)據(jù)計算和存儲資源。
利用數(shù)字孿生技術(shù)，智慧水利行業(yè)可以實現(xiàn)對水資源的精細(xì)管理，控制水電站的發(fā)電效率，提高監(jiān)管的實時性和準(zhǔn)確性。數(shù)字孿生技術(shù)也可以為水利工程的建設(shè)提供模擬、測試和優(yōu)化方案，避免了在物理世界中進(jìn)行實際測試的風(fēng)險和耗費(fèi)。
同時，數(shù)字孿生技術(shù)也可以在水利災(zāi)害預(yù)防方面發(fā)揮重要作用。通過將水文氣象信息和數(shù)字孿生模型相結(jié)合來模擬天氣變化，預(yù)判洪水漫溢等水利災(zāi)害的環(huán)境發(fā)生，通過模擬和預(yù)判，可以快速做出相應(yīng)的應(yīng)對措施；對流域統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一治理、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一管理，提升流域水安全保障能力。
此外，通過構(gòu)建數(shù)字孿生流域一張圖，整合水利多領(lǐng)域數(shù)據(jù)資源，對江河湖泊流域、水庫、電站、重要設(shè)備等管理要素的分布、范圍、類型、狀態(tài)等信息進(jìn)行綜合監(jiān)測；對水文、水力學(xué)、泥沙動力學(xué)、水資源、水環(huán)境、水土保持、水利工程安全等各業(yè)務(wù)領(lǐng)域的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行多維可視分析，實現(xiàn)流域管理綜合運(yùn)營態(tài)勢一屏掌握。
得益于科技賦能，加之政策的積極推動，智慧水利應(yīng)用廣泛，極大提高了水利工作效率：
1)水利樞紐重點(diǎn)設(shè)備設(shè)施運(yùn)行精細(xì)管控
支持基于數(shù)字孿生技術(shù)，對水利樞紐 壩體、地形地貌、閘門、電站機(jī)組、排澇泵、水文站等要素對象進(jìn)行真實復(fù)現(xiàn)，運(yùn)行狀態(tài)實時掌握；并可綜合庫區(qū)天氣、水雨情、流量水量、浸潤線、泵組參數(shù)等信息，結(jié)合專業(yè)模型算法和設(shè)備調(diào)度預(yù)案，對閘門、泵站等設(shè)備遠(yuǎn)程操控，輔助用戶進(jìn)行水庫防洪“四預(yù)”精準(zhǔn)決策和研判。
2)水庫蓄水調(diào)度來水預(yù)報、水量調(diào)配科學(xué)分析
支持集成各水庫監(jiān)測管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)，結(jié)合來水預(yù)報、需水調(diào)配、水量分配、水量調(diào)度等分析模型，對入庫徑流量、水庫蓄水量、防洪庫容、可用水量等數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行多維度分析研判，支持構(gòu)建調(diào)度預(yù)演預(yù)案，平衡蓄水和泄洪需求，對水庫調(diào)蓄能力不足、水位超限等異常態(tài)勢進(jìn)行可視化預(yù)警告警，提升水庫運(yùn)行監(jiān)管力度，為防洪、興利等工作提供決策支持。
結(jié)語：科技是第一生產(chǎn)力，在科技的助推下，智慧水利打造治水新模式。同時，相關(guān)部門出臺的各項政策為智慧水利建設(shè)保駕護(hù)航。如今，智慧水利建設(shè)在我國取得較大成效，正在不斷譜寫治水新篇章。