中国移动新型智慧城市白皮书（2023版）-智慧水利分册.pdf

前 言水是生存之本、文明之源，水利不仅事关防洪安全、供水安全、粮食安全，而且关系到经济安全、生态安全、国家安全，水利工作成效至关重要，迫切需要运用新一代信息技术提高水利工作成效。“十四五”时期是乘势而上开启全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年奋斗目标进军的第一个五年，是加快生态文明建设和经济高质量发展的攻坚时期，也是深入贯彻“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路、落实习近平总书记关于网络强国的重要思想的关键时期。站在新的历史起点，我国进入新发展阶段，国家信息化战略和治水方略的部署要求、水安全保障的迫切需求、信息技术的快速发展，都对智慧水利建设提出了新的更高要求。智慧水利建设被提到前所未有的高度，迎来重大机遇。“十四五”必须高举智慧水利这面旗帜，按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”的总要求，加强数字化转型，加快构建智慧水利体系，提高“四预”能力，为新阶段水利高质量发展提供有力支撑与强力驱动。目录01行业趋势02愿景内涵03整体架构04应用场景05典型实践06生态合作101行业趋势2水利部“十四五”智慧水利建设规划指出：坚持“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”总要求，以数字化、网络化、智能化为主线，以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径，以网络安全为底线，通过建设数字孪生流域、“2+N”水利智能业务应用体系、水利网络安全体系、智慧水利保障体系。2021 年 11 月 29 日，关于大力推进智慧水利建设的指导意见明确：要积极推进水利工程建设和运行管理、河湖长制及河湖管理、水土保持、农村水利水电等业务应用建设，逐步形成“2+N”水利智能业务应用体系。到 2025 年，建成智慧水利体系 1.0 版；到 2030 年，具有防洪任务的河湖全面建成数字孪生流域，水利业务应用的数字化、网络化、智能化水平全面提升，建成智慧水利体系 2.0 版；到 2035 年，各项水利治理管理活动全面实现数字化、网络化、智能化。2023 年 1 月，2023 年全国水利工作会议提出：要大力推进数字孪生水利建设，统筹建设数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生工程，构建具有“四预”功能的数字孪生水利体系。加快构建数字孪生流域。建成覆盖省级以上水利部门的数字孪生流域资源共享平台。推进数字孪生水网建设。把数字孪生水网作为省级水网建设重要内容，积极推进市县等层级数字孪生水网建设。加快建设数字孪生工程。开展工程安全实时监测、智能快速调度、远程安全集控、多维场景耦合计算与展示等技术攻关。构建水利智能业务应用系统。建成多源空间3信息融合洪水预报系统、高精度河流水系分区雨水情预报模型，增强流域水工程防灾联合调度能力。建设生态流量、水量分配监测预警系统，实现重要断面生态流量监测预警。整合水利工程建设管理、水利工程运行管理系统，持续拓展水行政执法、河湖监管、节水管理、水土保持、水文管理等业务应用。2023 年 5 月，关于加强山区河道管理工作的通知要求各地要利用“全国水利一张图”及河湖遥感本底数据库，将山区河道管理范围划定成果、涉河建设项目审批信息上图入库。充分利用大数据、卫星遥感、无人机、视频监控等技术手段，加强对河道的动态监管，提高问题发现、推送、处理的时效性。1.2.1 发展现状及存在的问题我国水利信息化行业起步较晚，目前水利信息化行业正处于全面实用及发展阶段。据水利部统计，我国智慧水利数字化方面，初步形成了 43.36 万处点组成的水利综合采集体系，全国水利一张图正式发布并得到积极应用，高分辨率卫星遥感实现了全国年度全覆盖。网络化方面，全部地市级以上水利部门和80.5%的县级水利部门接入水利信息网，99.7%的地市级以上水利部门和 90.7%的县级水利部门接入视频会议系统，初步构建了省级以上水利部门网络安全防护体系。智能化方面，有411.7%的智能视频监控，8 类河湖“四乱”现象实现遥感影像人工智能识别，大数据应用初见成效，在 11 个单位开展智慧水利先行先试工作。1近年来全国建设水利信息点 43 万个，全国 5186 条有防洪任务的中小河流实现了水文监测全覆盖，11 万座国家报汛站雨量水情监测信息收集传输时间由过去的小时级缩短到分钟级。在全国建立水利一张图汇集了 55 类 1600 万个水利对象，且实现动态管理和在线更新。全国范围内规模化以上的江河湖泊、水利设施、水利管理单位都实现了空间化管理，为防汛抗旱、水利突发事件的应急处置提供精准化支撑及水资源管理制度的实施、河湖长制的实施提供精细化服务。2在数字孪生水利建设方面，一是完成顶层设计。水利部出台了顶层设计系列文件，明确了数字孪生流域建设的目标、任务、布局，到2025年在大江大河大湖及其主要支流的重点区域基本建成数字孪生流域。二是推进先行先试。水利部从 2022 年开始在全国部署了 94 项先行先试任务。三是赋能业务应用。支撑各类治水管水业务实现预报预警预演预案功能。3虽然我国智慧水利建设取得了较大的进展，但与水利高质量发展的需求相比，智慧水利仍存在明显短板和薄弱环节。数字化方面，感知覆盖范围不足、监测要素不全、技术手段不够先进，例如 50%的中小河流没有监测设施、大部分中小水库和堤防未开展安全监测。网络1数据来源：水利部“三对标、一规划”专项行动总结大会上李国英部长的发言，中国水事网，2021 年 10 月2数据来源：中央宣传部举行党的十八大以来水利发展成就新闻发布会，中国水事网，2022 年 9 月3数据来源：水利部部长李国英：推动新阶段水利高质量发展 为国际社会贡献治水理念和经验，中国日报网，2023 年 3 月5化方面，网络覆盖和带宽还不能满足需要，网络安全防护能力不强，工控网建设差距大，如近 20%的县级水利部门尚未接入水利业务网，大型水利工程仍以现地控制为主。智能化方面，模型能力不足、支撑决策精准化程度不高，例如预报以集中式、经验性模型为主，预警能力不足，预案精细化程度不够，预演能力难以支撑多方案优选。41.2.2 水利市场分析目前，我国水利事业进入蓬勃发展的新时期，中央对水利建设投资今年迅猛增加，2022 年全年完成水利建设投资 10893 亿元，比 2021年增长 43.8%，历史性地迈上万亿元台阶。5水利数字化投资占比提升，带来每年超两百亿市场空间。目前水利行业的数字化投资占比保持在 1%2%之间，在相关政策和项目的推动下，未来几年将进入信息化投资加速周期，预计在 2025 年投资占比达到 2.2%。考虑到水利整体投资水平目前已达万亿规模，届时数字化投资比重上升会带来每年超两百亿规模的智慧水利市场空间。6未来，全国水利投资年均增速将保持较高水平，水利工程行业投资建设力度将继续加大，发展前景可期。其中，重大水利工程建设将成为行业发展重点，预计将重点针对资源性、工程性缺水地区、防洪体系有较大缺陷的地区，加快建设一批重大引调水工程、重点水源工程、江河湖泊治理骨干工程，优先安排前期工作基础较好的重大水利4数据来源：水利部“三对标、一规划”专项行动总结大会上李国英部长的发言，中国水事网，2021 年 10 月5数据来源：李国英在 2023 年全国水利工作会议上的讲话，中国水事网，2023 年 1 月6数据来源：中国智慧水利市场分析与领导者实践，2023，IDC，2023 年 5 月6工程。据2022 中国智慧水利市场研究报告预测，“十四五”智慧水利市场有望达到 845 亿元，期间复合增长率 31.61%。从各省已公布的十四五期间水利建设投资规模来看，市场将重点分布在华东和华南地区。1.2.3 智慧水利发展趋势未来水利基础设施重点领域为：一是完善流域防洪工程体系，进一步优化流域防洪工程的布局。通过加强河道及堤防、调蓄水库和蓄滞洪区建设，提高河道的行洪泄洪能力，增强洪水调蓄能力，确保分蓄洪区分蓄洪功能。二是实施国家水网重大工程，以大江大河大湖自然水系、重大引调水工程和骨干输配水通道为纲，以区域河湖水系连通工程和供水渠道为目，以控制性调蓄工程为结，解决水资源时空分布不均的问题。三是复苏河湖生态环境，加强河湖生态保护治理，加强地下水超采综合治理，科学推进水土流失综合治理，让河流恢复生命、流域重现生机。四是通过数字孪生、大数据、人工智能等新一代信息技术与水利业务的深度融合，建设数字孪生流域、数字孪生水网和数字孪生水利工程，赋能推动新阶段水利高质量发展的先进引领力和强劲驱动力。702愿景内涵8水是生存之本，生命之源。千百年来人类社会依水而居，生生不息。习总书记站在党和国家事业发展的全局战略高度，多次强调治水对民族发展和国家兴盛的重要意义，提出“节水优先，空间均衡，系统治理，两手发力”新时代治水方针，为我们做好水利工作提供了科学指南和根本遵循。中国移动以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，认真落实党中央、国务院决策部署，深入践行习近平总书记“十六字”治水方针和关于网络强国的重要思想，全力支持构建具有“预报、预警、预演、预案”功能的智慧水利体系，为新阶段水利高质量发展提供有力支撑。中国移动本着开放共享、技术领先、安全优先、智能融合的原则，充分发挥新一代信息技术优势以及大数据分析、人工智能、移动云优势。全力支持构建具有“预报、预警、预演、预案”功能的智慧水利体系，强化 5G、物联网、大数据、人工智能等与水利工作深度融合，驱动和支撑水利治理体系和治理能力现代化。面向“十四五”智慧水利建设要求，中国移动全面落实“力量大厦”战略部署，以“创世界一流企业，做网络强国、数字中国、智慧社会主力军”为目标，依托中国移动规模最大的网络资源，为水利业9务政府部门提供如下助力，全方位助力水利智慧化进程。加强水利领域信息基础设施：中国移动依托自身云网优势，巩固深化水利信息网和水利云建设，加强算力建设，不断完善水利信息网和扩展升级水利云平台，提供高性能计算存储和泛在网络连接支持，优化健全水利网信保障体系，夯实数字孪生流域的网络能力基础。协同构建数字孪生流域：中国移动配合水利部及各大流域委、各省水利厅和水利局，加强算据、算法建设，推动数字孪生流域建设。依托中国移动网络规模和技术优势，完善空天地一体化物联感知网，构建智慧水利三级数据底板；依托中国移动信息化建设能力基础，助力打造数字孪生流域模拟仿真平台。支撑水库除险加固和运行管护工作：中国移动 2022 年协助全国多省水利厅和水利局，落实党中央、国务院决策部署，借助中国移动强大的大数据分析能力快速分析病态水库的病因和解决方案，实施病险水库的除险加固工作。利用 5G 网络，大数据和人工智能等信息技术加强水库监测预警，切实保障水库安全运行和长效发挥效益。助力建设流域防洪系统：中国移动将依托中国移动网络规模和通信产品优势，在水利领域完善防汛抗旱“四预”业务平台，结合 5G 定位技术、信令大数据等技术积累，配合扩展定制流域防洪数字化场景，以信息化管理手段合理确定流域生态水量和重要控制断面生态流量，升级完善流域防洪预报、预警、预演、预案功能，为水利部防汛抗旱指挥系统提供精准、全面、实时、高价值的数据分析和决策支撑。推动智能业务应用系统建设：中国移动将以智慧城市 Onecity 产10品为抓手，构建水利行业合作联盟生态，针对智慧水利建设中的业务需求，协同开发 N 项业务应用，打造智慧水利应用体系。推进水利领域自主化工程实施：中国移动将充分发挥中国移动及移动专业公司相关资质以及丰富的上下游产业生态优势，协助水利客户完成内网档案系统、专网综合业务门户、电子政务综合平台、公文管理系统、人员基础数据库、远程公文传输系统的自有化改造、迁移和适配工作。加强区块链、人工智能、大数据等技术在水利领域的联合研究：中国移动愿与水利部及全国各水利单位共同深耕探索新兴技术与水利行业的融合应用，优化水利信息化保障环境，保障水利信息安全，创新实行信息化工作架构和政策标准，加快构建产业新业态、新动能，加强智慧水利数字化场景、智慧化模拟、精准化决策的能力建设，助力提高水资源智慧管理水平。1103整体架构123.1.1 整体架构中国移动智慧水利解决方案的服务客户以全国各流域委、水利厅、水务局、水利局为主，方案旨在借助信息化手段，按照“需求牵引、应用至上，数字赋能、提升能力”要求，围绕水利中心工作，整合水利信息化资源、优化水利信息化配置、融合先进信息化技术，推进水治理能力现代化建设，最终加强水利综合决策、提升水利业务水平。图 1 智慧水利整体架构图3.1.2 详细介绍（1）物联感知层响应水利部十四五规划中天空地一体化感知网络体系建设，利用北斗监测、卫星遥感、无人机、无人船、视频监控、智能终端、物联13网等先进技术手段和仪器设备，按照“应建尽建、应接尽接”的原则，构建流域全覆盖的天空地一体化监测感知网。（2）网络传输层当前全国水利业务网能力不足，水利业务应用“三级部署、多级应用”有待提升；骨干网带宽仍不能满足数据传输、服务调用等需要。发挥移动 4G、5G 网络优势，通过物联网络、无线网络、互联网、视频专网以及水利专网打造一体化水利业务传输网；在加强网络传输能力基础之上同时开展网络安全威胁监测预警体系建设，强化水利网络安全监测和检查，完善网络安全防御设施，构建覆盖智慧水利综合感知、分析处理和智能应用全过程的国网安全保护体系，提高水利水务领域网络安全防护能力。（3）平台支撑层平台支撑层主要以移动云和移动智慧城市 OneCity 自有产品为依托，包括移动云平台、数据中台和能力中台三部分：1）云平台现有水利业务涉及集中式大量影像信息提取、大数据挖掘分析计算、全域联机滚动洪水预报等需要增强足够的云计算能力，同时高频监测数据、遥感数据及水利业务输入输出的大量图片、图像、视频等数据快速增长，需要海量的存储空间和处理能力。建设水利云数据中心，利用云计算技术，提供统一的云计算、云存储、云管控、云安全14等云服务。通过动态资源调度机制对资源进行实时的合理分配，提高水利云计算数据中心的资源利用率，满足新时期水利业务对云计算能力和存储的要求。2）数据中台目前水利行业建设面临的信息资源开发问题，一方面数据标准规范不统一，存在大量重复采集建设问题，一方面各系统又孤立封闭大量数据不能够互相共享，造成信息化开发利用不充分，信息化建设难以发挥最大效应，通过数据中台建设既可以对数据进行统一标准建设，又能够实现数据融通共享，将水利水务数据、气象数据、地理底板数据、水文数据等打通，更好的实现信息化对业务全流程的支撑。3）能力中台基于中国移动 OneCity 底座中 AI 能力、GIS/BIM 建模能力以及孪生能力，重点支撑水利领域流域孪生实现，通过建模、叠加数据实现物理空间和数字空间映射，再叠加模型算法进行仿真推演以及可视化呈现，最终达到科学决策，最终实现能够全流程，全要素、全过程支撑，以及过程中的动态可视化。（4）智慧应用层基于智慧水利底层框架，支撑上层面向水利水务各细分领域的场景应用，包括流域防洪应用、水资源管理与调配应用、水利工程建设运行与管理应用、水利一张图、水土保持应用、农村供水业务应用、智慧灌区应用、水利行政应用、节水管理与服务应用、水利公共服务15应用、水行政执法应用、水利监督应用、水文管理应用以及南水北调工程运行与监管应用等等。（5）决策服务层在能力中台、智慧应用基础上，打造水利决策 IOC 层，基于人工智能分析、业务场景建模和数据分析研判及数据治理构建智慧水利大脑，通过指挥控制中心，从而实现水利项目运行实时监控、综合决策分析、科学预警优化和应急联动处理。实现水利业务“一网协同”、“一屏统揽”，助力水利业务决策科学化、应用智能化、治理精准化。（6）两体系健全和完善标准化的安全保障体系和运行维护体系，遵照水利信息系统运行维护规范等行业标准，通过梳理运维管理需求、规范运维流程，建设一套融合组织、制度、技术的科学有效信息技术运维管理体系，为提高智慧水利应用效益提供可靠保障；建立健全网络安全态势感知、安全预警、协同响应、风险评估、溯源反制和应急处置，真正做到跨域协同指挥，打造安全的网络保障体系。1604应用场景174.1.1 应用需求国家“十四五”规划纲要明确提出“构建智慧水利体系，以流域为单元提升水情测报和智能调度能力”，数字孪生流域作为智慧水利建设的核心和关键，要求在水利一张图基础上构建全国统一的数据底板，升级扩展三维展示、数据融合、分析计算、动态场景等功能，建设完善数字孪生平台、提升信息基础设施能力，建成大江大河大湖及主要支流、重点流域和重点区域的数字孪生流域，为“四预”功能实现和“2+N”智能应用运行提供算据、算法、算力等资源支撑，加快构建智慧水利体系，提升水利决策与管理的科学化、精准化、高效化能力和水平，为新阶段水利高质量发展提供有力支撑和强力驱动。4.1.2 应用方案数字孪生平台主要由数据底板、模型平台、知识平台、孪生引擎等构成。（1）数据底板结合预报调度及工程安全监测的业务需要，对现有的各类数据资源进行整合，采集空间数据，建设倾斜摄影三维实景模型，并集成基础数据、监测数据及其它数据，构建监测数据库、预报调度专题数据库、空间数据库、三维模型库、基础数据库，形成 L3 级数据底板。181）监测数据库构建降雨数据库：分实时降雨库和预报降雨库，实时降雨库的数据源包括自建的遥测雨量站的监测数据，以及共享的流域范围内的雨量测报数据；系统接入中央气象台的降雨预报数据，并通过数据格式转换处理，转换为数值型的降雨预报数据，并以该数据作为预报降雨库的数据源。构建水情数据库：包括流域水位、流量监测数据，数据源包括自建的水位流量站采集的实时监测数据，以及共享的水位流量监测数据。构建安全监测数据库：用于保存和管理各类安全监测传感器自动传回的实时监测数据。2）预报调度专题数据库主要包括预报调度应用相关的数据表、预报调度成果数据表。3）空间数据库包括河流域范围、流域分区、地形、主要河流、湖泊、交通、行政区划、遥感影像数据等。基础地理空间数据：包括行政区划、水系、居民地、交通等。基础地理空间数据采用从“全国地理信息资源目录服务系统”下载的全国 1:25 万公众版基础地理数据，将分图幅数据进行合并融合，再提取项目范围内的对应图层。地理空间参考采用 2000 国家大地坐标系。水利空间数据：包括水利基础空间数据和水利专题空间数据两类。水利专题空间数据包括水文、水资源、水利工程、防汛抗旱等地理要素。水利空间数据中，流域面、子流域面、流域界线采用网络下载的19流域界线及利用 DEM 划分子流域的方式获取；水库数据从 25 万比例尺基础地理数据中利用分类类别进行提取；测站数据采用业主方提供的测站表格中经纬度进行转换处理。遥感影像数据：包括流域范围内的遥感影像数据，影像数据反映流域的自然地貌。遥感影像数据从公网或国家相关机构数据共享平台上获取。4）三维模型库采用无人机航空摄影测量技术，对水库坝址区域进行多视角航空影像采集，结合相关设计图纸资料，制作三维模型，主要包括坝址区域三维实景、典型断面三维模型，以及工程安全监测仪器设施三维模型建设。5）基础数据库构建基础数据库，用于汇集和存储水库基础数据资料，包括水库工程基础信息，流域基础水文资料，水库运行调度相关资料等。（2）模型平台建设包括水利专业模型、智能识别模型及可视化模型的统一模型平台，为数字孪生流域的智慧化模拟提供算法支撑。主要包括气象-水利模型、产流模型、汇流模型、产污模型、一二维水动力模型、一二维水质模型等水利专业模型，遥感识别、视频识别、语音识别等智能识别模型以及自然背景、流场动态、水利工程、机电设备、“四预”过程等可视化模型。20（3）知识平台构建建设范围内的调度规则库，以及工程安全监测知识库。1）调度规则库依据流域水工程特征和调度运用计划，抽象化涉及的水工程、来水边界 站点、控制对象；在此基础上，解析水库的启用条件、来水情况、控制对象、控制需求、运行方式等要素间语义逻辑关系及内在规律，推导梯级水库运行规则的信息化描述构架，为调度方案逻辑化、关联化、服务化提供手段，最终形成可供调度模拟应用的洪水调度规则库构建框架，为水库群调度提供应用基础。2）工程安全监测知识库系统具备在超标洪水、超限降雨、坝前水位升降速率超限、坝址区强震监测、大坝泄洪、重要监控指标过大以及智能巡检异常等（环境）信息异常情况下，应急启动对预设监测点的加密观测，事件结束后，通过系统功能自动生成分析和评价报告。（4）孪生引擎1）数据引擎针对系统涉及的河流、水库、测站、河段、防洪对象等多种水利对象，详细梳理各类对象的基础属性、特征指标和设计参数，按类型分别进行水利工程对象的系统属性概化，开发对应的水利对象管理功能，为各类水利对象的数字化建模提供支撑，实现系统内所有防洪调21度水利对象的统一管理和集中维护。2）模型引擎针对水库预报调度及工程安全监测智能分析专业计算模型，以面向服务的方式进行实例化封装，并以服务接口形式明确各类模型的输入参数集合和输出参数集合，为各类模型的标准化集成奠定基础；3）知识引擎为了水库调度规则库的扩展和应用，需要开发服务化、标准化、引擎化技术，形成规则库的调用、转移、审计、查询等相关应用工具，并发布为 web 服务，为调度应用提供支撑。4）仿真引擎是应用支撑平台层的重要基础设施之一，是实现地理信息服务共享的基础，为 GIS+BIM 系统建设提供基础性支撑。主要包括数据底板数据加载、场景管理、空间分析、特效处理等服务能力，实现物理工程的同步直观表达、工程建设运行全过程高保真模拟。4.1.3 应用效果通过水利数字孪生建设，在数字孪生水利工程数据底板基础上，充分共享模型库、知识库成果，充分利用现有信息系统，在孪生引擎的驱动下，发挥数字孪生水利工程的数字映射、智能模拟、前瞻预演作用。工程运行管理方面，重点聚焦汛期、强降雨等特殊时期工程安全，针对工程结构特点、安全隐患与薄弱环节，构建安全性态预测、安全风险预警、安全状态预演、安全处置预案等功能，实现工程安全22智能分析预警，守住工程安全底线。防洪预报方面，在已有系统或功能的基础上，统筹考虑经济社会发展、水生态、水环境、水安全调配等需求，进一步完善数据、模型计算等功能，根据工程防洪、发电、供水、生态、航运等调度规则，突出预报、预警、预演、预案等重点环节，构建数字化场景，强化超前精准预报、灾害预警通报、调度模拟预演、预案优化修正等功能，支撑工程防洪智能调度，提升工程多目标调度效益。4.2.1 应用需求水利部“十四五”智慧水利建设规划指出，在国家防汛抗旱指挥系统工程相关防灾调度系统建设成果的基础上，以流域为单元，提升水情测报和智能调度能力，以现有的河湖水系、水利工程、水文站网等物理流域感知网为基础，充分利用科技创新和数字赋能，完善洪水（水量）“四预”功能，完善精准预报能力，升级精准预警能力，扩展仿真预演能力，提升预案优化能力，实现大江大河及重点防洪调度区域（应急水量调度保障区域）的水工程防灾联合调度全覆盖，基本建成水利部本级和七大流域水工程防灾联合调度系统平台，达到全流域洪水（水量）预报、旱情趋势预演、水工程调度成果自动计算、生成、输出、比选，实现各类水工程防灾联合调度和预报调度一体化、灾情评估实时化以及会商、方案模拟实景化，显著提升水旱灾害防御23调度数字化、网络化、智能化水平。4.2.2 应用方案根据流域水旱灾害防御态势及资源现状，通过智能感知、资源共享、智慧应用建设，打造“立足于防，侧重于实”的水旱灾害防御信息化系统，构建以“四情”可视化、灾情监测分析、预警预报、工程调度等功能为主体的一体化平台，实现监测、预报、预警、预演、预案、调度决策的一体化、智能化，全力提高预报精度，延长预见期，提高调度决策能力，满足领导、工作人员监测预警、预测预报、工程调度等工作需求，推进水旱灾害防御能力提升。水旱灾害防御系统包括实时监测、预报预警、预演预案、防汛业务管理、基础信息管理、业务报表和统计分析七项功能。（1）实时监测整合河道水系、防洪工程（如水库、堤防、闸涵枢纽、蓄滞洪区等）、防汛风险点以及各类监测站点（如水文站、水位站、气象站、雨量站、墒情站、流量站、视频站等）等的空间分布信息，构建水旱灾害防御数字化场景。在此基础上，实时展示对接的雨情、水位、流量、闸门开度、墒情、工程安全、气象（云图、雷达图）、灾情等信息，动态绘制与加载区域降雨分布（等值面）及演变趋势，结合预警规则，自动对全市汛情旱情形势做出分级预警提示和统计分析，自动推送报警信息给相关责任人，确保责任人在第一时间内获取相关报警信息。24（2）预报预警围绕水旱灾害防御任务，结合实时水雨情、工情、墒情、气象等监测数据，运用精细化降雨预报模型进行流域降雨量、降雨强度的预报；对重要水库、重要流域开展洪水风险分析与预测，融合水旱灾害数字化场景，动态展示洪水淹没区域、水深和历时变化过程，及时发布预警信息，提前做好防汛工程调度及转移避险等防御工作；利用墒情监测资料、水文及气象数据对土壤含水量进行分析及旱情等级预判，科学指导农业灌溉和抗旱救灾，全面提升保定市防汛抗旱减灾能力。（3）预演仿真根据流域防洪调度的特点，提供情景设置、洪水预演仿真、洪水影响对象分析、预报调度一体化、处置转移分析等功能。1）情景设置主要包括实时降雨情景、历史典型场次情景、设计暴雨情景和防洪减灾情景四个场景的设置。通过设置情景参数、调度目标，对流域各种情景进行模拟，基于地图呈现预演结果。2）洪水预演仿真支持以数值化和实景化的方式，对洪水演进过程、站点和流域水文要素和洪水态势等分析结果进行展示与分析。3）洪水影响对象分析支持在模拟洪水演进过程中的淹没范围、人口、农田、建筑对洪水影响对象的分析查询，并可提供灾情简报生成的功能。4）水库调度25实现水库防洪调度，兼顾防洪调度和兴利调度，以达到最佳兴利调度效果。通过标准化业务和数据流程建设实施，提供通用的业务处理流程，具体实现基于水库调度规则、水位控制、泄流控制等的多目标智能调度、支持干预调度过程、方案对比、方案管理等功能。（1）预案调度围绕流域调度目标，面向防洪水库工程，构建预案的数字化指标体系，结合结构化调度方案及专家经验，建立流域数字预案数据库，实现预案管理，并根据调度目标和水雨情预报成果，智能生成系列调度建议方案。根据不同预案的预演结果、会商决策、分析评估，不断优化完善相关水利工程调度运用，确定最优调度方案，针对应急响应启动、水工程调度、物资调配、人员疏散等方面智能生成指挥调度方案，并实时动态监控预案执行情况，为指挥中心提供更加精细化智慧决策支撑。1）防汛业务管理防汛业务管理提供快速、方便的防汛业务信息查询与统计功能，以满足对防汛业务管理的信息需求。主要包括值班管理、防汛物资管理、抢险队伍管理、防汛人员管理、工程管理、灾情管理、洪水风险图管理、汛前检查和汛后总结等建设内容。2）基础信息管理基础信息管理以水利要素基础信息查询为主，包括防汛水利工程信息查询和公共水利信息查询两部分。防汛水利工程信息查询：整合区域水利工程属性数据和地理空间26信息，通过电子地图专题图、表格、图片、文字、图表等形式，查看水闸、泵站、堤防、水库以及各类监测站点等水利工程信息，同时，能进行快速、便捷的模糊查询和统计分析功能。此外，提供重点关注对象、安置点等信息的维护。公共水利信息查询：整合区域公共水利地理空间信息，通过电子地图专题图、表格、图片、文字、图表等形式，查看河流水系、水质监测断面等公共水利信息，同时，能进行快速、便捷的模糊查询和统计分析功能。3）统计分析基于各类监测数据及业务数据，提供专题分析服务：围绕降雨监测数据，提供单站场降雨分析、单站雨强分析、区域降雨分析、降雨距平分析、降雨同期对比分析等专题分析；围绕水情监测数据，提供河道水位流量趋势分析、水库水位库容分析、多站水面线分析等；此外，还包括报警趋势分析、物资配置分析、土壤墒情趋势分析等。4）业务报表围绕水旱灾害防御日常业务数据，提供线上统计、分析并自动生成报表的功能，减少在汇总及制表过程中花费的人力、时间成本及纠错成本。4.2.3 应用效果在数字化场景中实现流域管理机构防洪重点区域的洪水（区域径流量）过程模拟、防汛形势分析、调度预演评估、方案优选推荐等防27洪智能应用，实现基于数字孪生流域的浏览查询、水流演进、影响区域分析等功能，通过预报调度结果与数字孪生流域的实时交互，实现物理流域水利工程运行实时同步监测和精准调度。4.3.1 应用需求为贯彻落实水利部党组关于推动新阶段水利高质量发展的安排部署和 2023 年全国水利工作会议精神，切实做好 2023 年水资源管理工作水利部制定印发了2023 年水资源管理工作要点，对水资源管理年度重点工作进行了安排部署。要点指出，2023 年水资源管理工作要深入学习贯彻党的会议精神，坚持“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路，全面落实习近平总书记治水重要论述精神，精打细算用好水资源，从严从细管好水资源，推动建立水资源刚性约束制度，加强取用水监督管理，着力复苏河湖生态环境，切实强化地下水保护治理，不断推进水资源集约节约利用，扎实推动新阶段水利高质量发展。4.3.2 应用方案充分利用国家水资源监控能力建设成果，结合大数据分析技术，开展智能、综合、高效的水资源大数据信息服务，实现三条红线综合监管、水资源高效管理分析等大数据应用，做到“现状能监、管理有措、决策有助、应急有策”，全面实现水资源科学、合理、高效利用。28（1）水资源精细管理与评估以三条红线管理为重点，利用水文水资源、社会与经济、基础地理、网络舆情等数据，研制水资源开发、利用、保护等预警预报大数据模型，初步开展智能、综合、高效的水资源大数据信息服务。基于跨业务、跨行业、跨层级的数据综合，实现水资源精细管理、红线复核、风险预警和效益评估等大数据应用。（2）动态分析对重点水资源区取水水量进行在线监测，并按月、季、年等进行汇总，生成省（市）、县实际取水总量的汇总表；汇集省、市、县上报的取水总量，并与监测总量进行对比分析。分析结果以图表的方式显示、打印和输出。对取用水户取水量进行实时监测，并按照日用水量、月累积量进行汇总，生成汇总表。将实时监测的取用水户取水量与计划用水量及许可用水量进行统计对比,分析得出超许可用水量和超计划用水量的取用水户，并对这些取用水户实现信息预警。（3）需水量变化分析基于对各区域社会经济数据、用水指标、历史需水量的大数据关联分析，对各个区域生活需水量、生产需水量、生态需水量的变化过程进行分析。29（4）供用水大数据分析对各个管理处的取水、供水工程年度取用水量分析进行历史大数据分析，对供水量、用水量、用水对象进行历史分析、现状识别、未来预判。（5）水资源精细调配与调度水资源调度决策系统将实现全省水网工程基本信息、工程调度参数、运行数据等关键参数录入，结合水资源监测数据形成调度决策系统的数据支撑和基础，并开发适应调度模型库，以应对不同水资源调度需求情况下的方案编制需求。1）调配监视包括水文数据、地下水数据、水源地或水功能区水质数据以及重要取用水户的水量监测数据等内容。2）调配业务管理包括各类水资源调配方案的编辑与管理，提供各类可视报表服务。3）调配综合信息服务提供基础数据或调配决策专业数据的统计与分析功能。（6）水资源评价水资源实时评价主要包括降水量评价、地表水资源量及水质评价、地下水资源量及水质评价、水资源总量评价、水资源可利用量评价、水资源开发利用评价等方面内容。评价方法主要包括绝对数量的评价、30时间序列上的对比分析、空间分布上的对比分析。4.3.3 应用效果充分运用数字映射、数字孪生、仿真模拟等信息技术，建立覆盖全省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。加强水资源评价、配置、调度、管理的有机结合，形成水资源全过程综合动态决策，依托信息技术的革新推动水资源配置向精细化、动态化、智能化方向发展。通过促进国家骨干水网与地方水网的融合，支撑国家水网科学构建和水资源智能调控，推动水土资源多要素协同配置，探索经济社会发展布局的适应性调整应对策略，持续助力新阶段高质量发展。4.4.1 应用需求以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，深入贯彻落实“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路，坚持人民至上、生命至上，统筹发展和安全，立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局，推动高质量发展，强化水利体制机制法治管理，推进工程管理信息化智慧化，构建推动水利高质量发展的工程运行标准化管理体系，因地制宜，循序渐进，推进水利工程标准化管理，保障水利工程运行安全，保证工程效益充分发挥。国家水网的建设，是系统解决水灾害、水资源、水生态、水环境问题，保障国家水安全的重要31基础和支撑，能充分发挥超大规模水利工程体系的优势和综合效益，2023 年，将以联网、补网、强链为重点，加快建设“系统完备、可靠，集约高效、绿色智能，循环通畅、调控有序”的国家水网，着力提升水利基础设施网络效益。4.4.2 应用方案水工程智能应用，需借助 GIS 的空间分析能力和 BIM 的信息整合能力，围绕生产业务和管理两个层面，打造基于 BIM+GIS“一张图”场景的工程建设管理模块。通过收集各模块的数据信息，采用先进的技术手段进行分析管理，并通过指挥大屏进行综合集成可视化展示，实现重点在建水利工程的整体调度和管理。水工程智能应用主要任务是开发以在建水利工程在线防控、建设管理、政府监管、移动应用为重点的各类水利项目的全生命周期管理模块，实现水利工程建设管理岗位化、监管在线化、工作痕迹化、档案电子化管理，提升水利工程建设精细化管理水平，主要建设内容包括：（1）质量监督质量监督是指为了确保满足规定的质量要求，对产品、过程或体系的状态进行连续的监视和验证，并对记录进行分析。32（2）安全生产以 BIM+GIS 为技术手段，采取信息来构建建筑工程的时间和空间模型，对各施工现场进行时间和空间上的管理。基于 BIM 的建筑信息模型和 GIS 的快速定位功能，我们就可以建造可视化的技术，为建设信息化提供基础，让管理决策更加信息化，自动化，科学化，标准化。在带动建筑工程施工效率提升的同时，也大大降低了施工安全隐患。安全生产平台是集信息、救援、指挥、监管、监控于一身的信息化系统，是以安全监管信息和应急信息为中心、以通讯系统为保障、计算机网络为依托、应急管理系统为手段的生产安全信息平台。通过安全生产信息网络系统，进行安全生产数据采集，建立起区域性的安全生产基本情况数据库(包括生产经营单位基本情况数据库、生产经营单位安全管理情况数据库、重大危险源数据库、应急救援资源数据库等信息库)，为日常安全生产监管和事故应急救援提供相关信息支持。（3）项目进展状态采用系统仿真技术、BIM 技术、数据库技术、控制论等，结合重点水利工程特点，开发工程施工进度智能控制模块，实现对工程施工的实时控制与优化，在模块中可实时查看各项目施工进展状态，为上层决策提供技术支撑。（4）投资管理投资主要是以项目批复总投资为总体控制目标，以项目概算为执33行抓手，实现对项目投资的全过程控制和统计分析项目的工程过程结算费用以及中标合同价款，进行项目的投资完成比例分析，获取总体投资动态，以图表的形式展示投资整体状况。（5）合同管理合同管理模块涵盖所有类型合同（例如，勘测设计合同、设备采购合同、科研合同；设计分包/委外、施工分包合同、设备采购、其他支出合同；软件采购、办公用品采购合同、其他非生产合同等）的全过程管理，包括各类协议以及非正式的协议等的管理，包括合同或协议的签约、评审、合同风险识别、合同费用清单、合约规划支付等基本管理内容。（6）水利招投标备案系统水利招投标备案系统可以为各省政府党政机关、企事业单位、公共资源交易中心、招标代理机构等各行业服务的电子招投标备案系统，系统以中华人民共和国招标法为依据，遵循电子招标投标办法，符合国家三星认证标准，覆盖电子招投标业务全过程，包括：门户网站、供应商管理、招标管理、非招标管理、费用管理、专家管理、异常监督、档案管理、决策分析等。（7）企业信用信息管理系统改建水利企业信用信息管理系统，依托水利部构建的全国水利建34设市场监管大数据应用，打破企业信用信息不完整、管理分散局面，实现对省内水利建设市场监督和信用的监管。4.4.3 应用效果水利工程运行管理模块，使水利工程在“建设过程规范化”的基础上进一步达到“运行管理标准化”，通过水利工