需求牵引 应用至上 加快推进数字孪生流域建设——水利部网信办主任蔡阳解读智慧水利建设要点

时间：2021-12-30 来源：水利部网站

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编者按：信息时代必须充分利用新一代信息技术赋能水利治理管理活动，以流域为单元治水管水决定了智慧水利必须以数字孪生流域为核心。12月23日，水利部召开推进数字孪生流域建设工作会议，李国英部长立足新阶段水利高质量发展全局，全面系统深入阐述了为什么要建设数字孪生流域、怎样建设数字孪生流域、如何保障推进数字孪生流域建设等重大问题，为当前和今后一个时期全国水利系统推进数字孪生流域建设提供了行动指南。

　　推进数字孪生流域建设是建设网络强国、数字中国、智慧社会的应有之义，是推进新阶段水利高质量发展的重要举措，更是强化流域治理管理最重要的支撑。本报记者为此专访水利部网络安全与信息化领导小组办公室主任蔡阳，就智慧水利工作要点进行解读，同时邀请广大水利职工围绕水利工程数字孪生平台建设展开热议，敬请关注。

需求牵引 应用至上 加快推进数字孪生流域建设

——水利部网信办主任蔡阳解读智慧水利建设要点

　　□本报记者 周妍 魏晓雯

　　问：2021年，是“十四五”智慧水利建设的开局之年，在顶层谋划上，水利部开展了哪些工作？各流域各地取得了哪些探索经验？

　　编制出台顶层设计系列文件，开展涉及全局的技术性规范文件编制，高位推动数字孪生流域建设工作。目前，第一批智慧水利先行先试在技术和业务深度融合方面取得宝贵经验，流域防洪“四预”和数字孪生得到探索。

　　蔡阳：在顶层谋划上水利部开展的工作主要包括三方面：一是编制出台了顶层设计系列文件。按照水利部党组“三对标、一规划”的部署，水利部网信办组织编制了推进智慧水利建设的系列文件，包括《智慧水利建设顶层设计》《“十四五”智慧水利建设规划》《关于大力推进智慧水利建设的指导意见》《“十四五”期间推进智慧水利建设实施方案》，四个文件明确了推进智慧水利建设的路线图、时间表、任务书、责任单，为下阶段大力推进智慧水利建设奠定了坚实基础。

　　二是开展涉及全局的技术性规范文件编制。考虑到数字孪生流域建设是智慧水利建设的核心和关键，数字孪生水利工程是数字孪生流域的重要组成部分，是智慧水利建设的突破点，预报、预警、预演、预案（“四预”）是智慧水利建设的重点功能，各级水利部门和单位亟需统一思想认识，按照水利部的部署，水利部网信办组织编制《数字孪生流域建设技术大纲》《数字孪生水利工程建设技术导则》《水利业务“四预”功能基本技术要求》等技术性规范文件，为各级水利部门的智慧水利建设提供基本技术遵循。

　　三是高位推动数字孪生流域建设工作。水利部部长李国英亲自谋划、亲自部署，出席推进数字孪生流域建设工作会议并讲话，强调各级水利部门要把数字孪生流域建设列入重要议事日程，明确任务分工、时间节点，实行清单管理、挂图作战，加强督促检查和考核，确保各项任务按时保质完成，积极推动新阶段水利高质量发展。副部长刘伟平2021年10月带队赴南昌、合肥、蚌埠等地调研，调研VR、人工智能、大数据、智能制造等新一代信息技术最新进展及水利应用情况。

　　各流域各地取得的探索经验主要包括两方面：一是第一批智慧水利先行先试在技术和业务深度融合方面取得宝贵经验。从2020年3月开始，按照《水利部关于开展智慧水利先行先试工作的通知》，长江委、黄委、太湖局等流域机构，浙江、福建、广东、贵州、宁夏等省（自治区），深圳、宁波、苏州等地市，共11家单位开展了36项任务的先行先试，形成了一批优秀案例，在监测设备、数据资源、业务系统、制度办法、标准编制等方面取得了一批成果，为智慧水利建设积累了宝贵经验。

　　二是流域防洪“四预”和数字孪生得到探索。水利部信息中心开展流域防洪“四预”试点，初步构建了长江上中游及汉江、黄河中下游、淮河上中游、漳卫河等预演体系。淮委在淮河干流王家坝至正阳关河段开展了流域防洪“四预”研究，江苏省启动数字太湖建设，山东省水利厅投资2.5亿元在小清河流域试点开展数字孪生流域建设，河南省谋划开展数字孪生贾鲁河建设，海南省谋划开展数字孪生万泉河建设。

　　问：“十四五”期间建成的智慧水利体系1.0版将融入哪些平台建设理念？分为哪些层级，实现哪些功能？

　　智慧水利建设特别是数字孪生流域建设，在理念方面要坚持系统观念和应用思维，并按照急用先建原则推进。在建设层级方面，按照“三级部署、多级应用”的方式布局，实现成果共享，避免重复建设。

　　蔡阳：智慧水利建设特别是数字孪生流域建设，在理念方面要坚持系统观念和应用思维，并按照急用先建原则推进。

　　系统观念要求大系统设计、分系统建设、模块化链接，大系统设计就是构建层次清晰、结构稳定、标准统一的总体框架；分系统建设就是分业务、分专业开展各项业务应用系统的建设；模块化链接就是形成标准统一、模块链接、互为融通、共享共用的技术体系，确保各业务系统能链接形成智慧水利的大系统大平台。

　　应用思维要求需求牵引、应用至上，智慧水利建设的各项系统在充分考虑用户的需求和技术实际的基础上，通过应用不断迭代优化完善。要深入分析水利业务的目标流程功能等需求，开展应用系统的规划设计建设管理，同时也要坚持应用至上，业务部门要做好需求分析、业务应用等工作，善用数字孪生流域和业务系统开展水利治理管理和决策，信息技术部门要提供技术支持确保系统管用、好用、实用。

　　急用先建要求突出重点、先行先试，主要是“十四五”期间先突出流域防洪、水资源管理与调配等重点业务领域，在重点防洪地区实现流域防洪“四预”，在跨流域重大引调水工程、跨省重点河湖基本实现水资源管理与调配“四预”。同时，开展数字孪生流域先行先试，选取重点地区、重点河流河段、重点水利工程，集中力量突破关键的技术、制度、标准等方面的挑战。

　　在建设层级方面，主要按照“三级部署、多级应用”的方式布局。智慧水利建设按照水利部本级、流域管理机构和省级水利部门三级建设，统筹安排、协同建设，并实现成果共享，避免重复建设。此外，工程管理单位也要按照要求和标准开展节点建设、共享和应用。

　　在实现功能方面，主要落脚在“四预”上。预报方面，要实现各类水安全要素进行预测预报，实现短期预报、长期预测、长期展望。预警方面，要完善水利业务预警发布机制，及时把风险预警信息直达工作一线。预演方面，要实时分析水利工作面临的风险形势，模拟仿真预演水利调度方案。预案方面，滚动调整风险应对措施，制定工程运行和优化调度方案。“四预”功能的每一项功能都是复杂高级的，需要多项基础功能的支撑，这也就意味着我们要做好“四预”，必然要做的还有数据采集、汇聚、传输这些基础工作，以及网络安全和标准规范等保障工作，确保“四预”的有效实现。

　　问：围绕智慧水利建设的核心和关键数字孪生流域建设，水利部将如何做好2022年工作？

　　一是水利部、流域管理机构、各省级水行政主管部门选取试点开展数字孪生流域或数字孪生水利工程先行先试。二是夯实数字孪生平台。三是强化“四预”功能，升级扩展全国水利一张图。四是完善制度标准体系，尽快出台一批涉及全局性的急用标准。

　　蔡阳：一是开展先行先试。水利部选取小浪底、丹江口、尼尔基、三峡、南水北调等11个水利工程开展数字孪生水利工程先行先试；各流域管理机构至少选取一条河流开展数字孪生流域先行先试，各省级水行政主管部门至少选取一条河流或一个水利工程开展数字孪生流域或数字孪生水利工程先行先试。水利部建立健全先行先试工作机制，实施台账管理，加强指导和跟踪检查，开展成效评估，加大成果推广，为全面推进积累经验。

　　二是夯实数字孪生平台。打造数据底板，升级扩展全国水利一张图，增加优于30米的全国数字地形和局部地区立体测图数据，更新发布2022版高分遥感影像，更新水库、水闸、堤防、蓄滞洪区等水利工程基础数据，实时接入水雨情、工情、墒情、取水等水利监测数据，扩展经济社会等跨行业数据，支撑数字化映射。升级改造水利模型，构建耦合气象、水文、水动力学的网格化、分布式、精细化的“降水-产流-汇流-演进”流域模型，开展洪水预报模型的植被、土壤类型、地形等下垫面数据更新和参数率定，扩展河湖遥感智能识别模型库、提高识别精度，开发重点河段和区域可视化预演模型，支撑智慧化模拟。探索知识平台，构建覆盖法律法规、行业标准、水利对象汇流关系及洪水传播时间等信息的通用水利知识图谱，推动构建知识平台，服务精准化决策。

　　三是强化“四预”功能。推进以流域为单元的“降雨-产流-汇流-演进”全链条水文集合预报和洪水风险预警，推进水工程防灾联合调度系统立项建设；优化防汛会商流程，协同各流域管理机构按照“四预”支撑防汛会商。对地下水超采通报、河湖清“四乱”、水资源刚性约束制度实施、华北河湖复苏、生态流量保障等工作提供水资源监测评价数据服务。积极推动其他N项业务应用建设。

　　四是完善制度标准体系。强化制度保障，制定数字孪生流域建设和运行管理等相关办法。补充完善数据底板、水利模型、可视化模型、“四预”功能等相关标准，尽快出台《数字孪生流域建设技术大纲》《数字孪生水利工程建设技术导则》《水利业务“四预”功能基本技术要求》等一批涉及全局性的急用标准。