应用数字孪生技术提升流域管理智慧化水平

刘海瑞，奚 歌，金 珊

(中水北方勘测设计研究有限责任公司，天津 300222)

我国实行流域和区域管理相结合的水利管理体制，从水文水资源管理的科学角度，流域管理对于水利管理至关重要。因此，实现水利治理体系和治理能力现代化必须建设数字流域，打造智慧流域，提升流域管理智慧化和精细化水平。李国英部长指出，充分利用数字映射、数字孪生、仿真模拟等信息技术，建立覆盖全域的水资源管理与调配系统，推进水资源管理数字化、智能化、精细化。数字孪生(Digital Twin)是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，是实现数字流域、智慧流域的有效技术路线。当前，各大流域均开展过多轮信息化建设，为进一步提升流域管理智慧化和精细化奠定了较好基础。同时，现有流域信息化建设距离基本实现社会主义现代化的要求还有差距，需要应用新技术不断提升流域管理智慧化和精细化水平。

1 总体架构分析

水旱灾害防御和水资源管理与调配是水利行业的重要职责，李国英部长在不同场合多次强调通过信息技术提升水旱灾害防御能力和水资源管理与调配能力，并明确提出了提升“四预”(预报、预警、预演、预案)能力的要求。按照“实时感知、数字映射、智慧模拟、智能应用”的智慧水利特征，应该构建以“2(水旱灾害防御、水资源管理与调配)+N”智能应用为重点，以网络安全体系和标准规范管理制度为保障的智慧流域总体架构(总体架构如图1所示)，覆盖流域管理各项业务，实现流域管理“四预”，支撑流域管理工作的精准化决策。……