智慧水文数字孪生建设方案（数字孪生流域建设先行先试）

来源：人民网－贵州频道

洪水预警模块。

贵州省水文水资源局(下称省水文局)防汛会商室内，一位专业人员正在演示《贵州省清水江干流数字孪生系统》：洪水预演场景下，全过程仿真都匀剑江河某段河流洪水上涨、淹没河道周边街道、建筑物的演进情形。洪水预报方案根据需要的时段即点即出，可以马上据此进行决策调度；点击“水资源综合管控系统”中“水资源”栏目下“取用水监测”，众多取用水户的信息、台账直观清晰，如某户取水量一旦突破控制指标，界面即闪烁提示预警……

防洪减灾预案模块。

省水文局以被水利部确定为全国开展数字孪生流域建设先行先试工作单位之一为契机，致力于攻克流域洪水成灾过程短，预报预警不及时，洪灾范围不确定，水资源精细化管理水平不高，水资源调配与管理应用支撑不足等难题，把构建数字孪生流域作为推动水文高质量发展的重要抓手，做好顶层设计，完善工作机制，集中优良技术力量有力组织实施。在清水江流域6050平方公里范围内、210公里长的河段上开展“数字孪生”先行先试工作。

数据底板建设。

其一，构建数字孪生流域，建立起现实世界的全真模型，通过融合现有物联网感知体系，实时反馈试验流域内水雨情及水资源相关信息，利用水文及水资源模型对感知系统所收集到的各类信息进行分析，实现对洪水灾害的预报、预警、预演、预案，以虚拟场景及水情测报数据为基础，利用数字世界的可重复性、可逆转性、实验后果可控性等特点，对预报的洪水进行淹没及演进分析，生成并逐一模拟多个防洪减灾方案，比选出最佳方案。实现了把灾害预想在前，把灾损估计在前，把防灾减灾预案制定在前，为后续的指挥决策与指挥调度提供更为客观、可靠的依据，争取更多的应对时间。

采用RTK采集河道大断面数据。

其二，建设水资源综合管控平台。以地方水资源“供用耗排”为主线，建立水资源管理与调配数字化场景，扩展升级水资源监管预警、调配管理决策、节约用水管理服务等功能，确保流域水资源控制指标及水质监测数据翔实可靠，为科学合理地确定取用水量、制定水库调度方案等提供决策依据。同时，通过对来水量、用水量、排水量的精确监测，算清水账，建立起水资源开发利用预警模型，实现各类场景可感知、可复现、可分析，为地方水网智慧调度奠定基础。

采用多旋翼无人机对重点防洪区域进行倾斜摄影测量，以便构建三维模型。

为达到上述目标，省水文局专业团队潜心学习借鉴水利部委和相关单位的建设经验、整合现有资源，在自身已取得的技术成果之上，着力攻克一个个技术难题：应用无人船水下地形测量技术、无人机机载激光测量技术等多项先进技术开展数据底板建设，采用流域级到对象级模型逐步细化的方式，最大程度还原流域场景，同时满足业务模型计算需求。通过流域内各层级数据底板，实现真实世界到虚拟世界逐层次孪生，让不可能在真实世界预演的洪水淹没、水资源调配等场景，在虚拟世界中反复推演成为可能；搭建了防洪“四预”(预报、预警、预演、预案)平台，以流域场景及水情测报数据为基础，构建覆盖全流域的水文水动力模型，并将模型模块化、服务化、接口标准化，为流域洪水“四预”提供理论支撑；通过引进智能一体远程控制终端、新增设水文监测点和视频设备，搭建了更为丰富、智能的感知系统，把监测到的数据实时接入，对多元化的信息加以整合利用。

采用声学多普勒流速仪(ADCP)测量河道断面。

项目的实施，锻炼了队伍，提升了业务技能，统一规范了相关技术标准，为下一步数字孪生、河湖映射的全面推广奠定了基础、提供了借鉴。依托平台提供的数字化场景、智慧化模拟、精准化预测功能，清水江流域洪水预报优良率达90%以上，比过去提高了近10个百分点。依托实时监控清水江流域国家水资源监控重点取水户年许可取水量，实现流域区域取用水的精细化管理和超前预警，今年以来未出现超许可取水情况，为护佑黔贵大地江河安澜、助力河湖治理现代化贡献了水文力量。(文/图 李红凌)