关键词：智慧水利解决方案，数字孪生流域建设技术，数字孪生流域数据底板，智慧水利发展趋势
数字孪生流域解决方案是一种基于数字孪生技术的创新型流域治理与管理方法，它以物理流域为单元，时空数据为底座，数学模型为核心，水利知识为驱动，对物理流域全要素和水利治理管理活动全过程的数字化映射、智能化模拟，实现与物理流域同步仿真运行、虚实交互、迭代优化。
一、智慧水利的机遇与挑战水利信息化工作近些年虽取得了显著成效，智慧水利建设进行了积极探索，但水利行业总体还处于智慧水利起步阶段，与智慧城 市建设的要求相比，与交通、电力、气象等行业智慧化进程相比，与推进国家水治理体系和治理能力现代化的需求相比，在以下几个方面都存在较大差距。
1、信息资源开发利用不够
①、内部整合不够
分散构建现象，条块分割，相互封闭，信息资源无有效流动，缺乏基础设施的共享共用，缺乏业务应用的交互协同。
②、外部共享不足
除部分防汛外其他相关行业的气象、基础地理等数据还未能做到共享，对互联网数据的应用处于起步阶段，仅在水旱灾害防御等少量业务领域进行了一些尝试，未开展业务化运营。
2、智能化水平应用和覆盖面不够
①、系统和业务融合不深入
节水、城乡供水等业务缺大信息系统支撑，抗旱、工程建设信息化水平总体偏低，水利工程安全运行、水资源开发利用等业务信息系统使用不足，洪水、水土流失等业务智能化水平不高，水利业务系统整体支撑能力不足、应用效果不强。
②、创新能力不足
高新信息技术的潜能尚未得到充分挖掘，大数据、人工智能、虚拟现实等技术尚未得到广泛应用，整体水平不能满足应用需要。
3、保障体系建设不够健全
①、体制机制不够健全
充分适应新时代水利信息化建设的组 织体系、规章制度、法律法规、考核体系等体制机制不够健全。
②、标准规范不够完善
与新一代信息技术应用要求相配套的水利装备、物联通信、网络安全、应用支撑、系统建设与运维等技术和管理标准欠缺。
③、运维体系不完善
重建设轻运维的现象普遍存在，运维队伍不健全，运维技术水平和效率不高，信息化建设成果的继承性不够。
二、建设目标1、建设数字孪生流域平台
水利部本级建成全国L1级数据底板，流域管理机构和省级水行政主管部门在主要江河流域的重点区域基本建成L2 级数据底板，重点水利工程建成L3级数据底板，为智慧水利提供有效的“算据”服务；基本建成模型平台，初步建成知识平台，对物理水利及其影响区域的互动过程进行模拟仿真和推演，为智慧水利提供智能“算法”服务。
2、建成七大江河数字孪生流域
建成七大江河数字孪生流域;，在重点防洪地区实现“ 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”;提升N项业务应用水平，建成智慧水利体系1.0版；水利数字化、 网络化和重点领域智能化水平明显提升。
3、完善水利信息基础设施
重要江河湖泊、水利工程自动监测率明显提升，国家基本水文站、水土保持监测站点提档升级；开展水资源监测，实现长江全覆盖监测、黄河下 游防洪工程安全监测；卫星遥感数据月度更新，物联网、雷达、 无人机 得到广泛应用；北斗卫星深入应用，互联网协议第六版（IPv6）在水利业务网实现规模化部署和应用，县级以上 水利单位实现水利业务网全覆盖，县级以上水行政主管部门实现视频会议全覆盖；形成省级以上水行政主管部门水利云， 实现计算 存储资源按需分配、弹性伸缩，为智慧水利提供有力的“算力”支撑。
数字孪生流域平台建设将以水利感知网、水利业务网、水利云等为基础，通过运用物联网、大数据、AI、虚拟仿真等技术，以物理水利为单元、时空数据为底板、水利模型为核心、水利知识为驱动，对流域全要素和流域治理管理活动全过程进行数字化映射、智慧化模拟，实现与物理流域的同步仿真运行、虚实交互、 迭代优化，支撑精准化决策。
三、解决方案关键技术及方法1、数字孪生体：通过数字孪生技术，将物理流域的各种要素和过程进行数字化呈现，构建数字孪生体。这个数字孪生体可以对物理流域的各种状况进行模拟和预测，发现问题后，可以在系统上调整参数进行优化。
2、传感器技术：通过部署各种传感器，如水文测报传感器、水质传感器、水环境传感器等，对流域的各种要素进行实时监测和数据采集。
3、边缘智能与协同技术：通过边缘计算技术，构建基于流域海量数据采集、汇聚、分析的服务体系，支撑流域泛在连接、弹性供给、高效配置的流域边缘计算节点。
4、流域通信与数据传输技术：针对数字孪生流域的物联网感知数据传输问题，需要探索覆盖重点流域断面、支撑多源数据传输的无线通信技术，为数字孪生流域多源数据传输提供安全可靠保障。
5、低代码PaaS开发平台：通过低代码PaaS开发平台，可以快速构建面向数字孪生流域的应用程序和解决方案。
6、实景孪生虚实融合一体机：通过实景孪生虚实融合一体机，可以将数字孪生流域与物理流域进行虚实交互和融合，实现同步仿真运行和迭代优化。
四、数字孪生流域解决方案内容
“方案365”2023年全新整理智慧城市、数字孪生、乡村振兴、智慧乡村、元宇宙、数据中台、智慧园区、智慧社区、智慧矿山、城市生命线、智慧水利、智慧应急、智慧校园、智慧工地、智慧农业、智慧文旅、智慧交通等300+行业全套解决方案。
