数字孪生水利构建技术与应用实践方案（29页 PPT）.pptxVIP

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至“十四五”末，

按照“突出重点、急用先建”的原则，建成七大江河数字孪生流域；

按照“规划先行、先导推进”的原则，骨干水网中的数字孪生南水北调中线基本建成，省级数字孪生水网取得突破；

按照“重点提升、同步新建”的原则，大江大河重要控制性枢纽基本建成数字孪生工程；

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”，水利工程建设与运行管理、河湖管理、水土保持、农村水利水电等N项业务智能应用水平大幅提升；

数据共享和网络安全防护能力明显增强。

为新阶段水利高质量发展提供有力支撑和强力驱动。

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2.算法方面：优化算法

2.1数据知识融合驱动的模型构建技术

2.2遥感GIS一体化和AI识别技术

2.3大模型赋能知识平台

3.算力方面：提升算力

3.1全国产化适配技术

4.应用方面：强化业务“四预”

4.1业务“四预”构建技术

4.2研发基于超额水量分配的水库群逆向调度技术;

各类监测手段形成的时空、范围、要素、精度、频次等方面互补协同的技术体系：

“天”利用光学卫星、SAR卫星、重力卫星、气象卫星以及北斗等技术装备，实现对流域下垫面、河湖水体、洪涝灾害、工程面貌等的大尺度全局监测感知；

“空”利用无人机、高塔等设施设备，搭载激光雷达、天气雷达、测雨雷达等监测仪器，实现对水域岸线、蓄滞洪区、山洪灾害易发区等重点区域的地形、雨情等要素的中小尺度高精度动态及时监测感知；

“地”指对河湖水体及水利工程以外的水利要素监测方式，主要利用雨量站、蒸发站、地下水测站、土壤墒情站、视频监测站等地面监测设施设备，实现对关键点位雨情、蒸发、地下水位、墒情等要素的精准实时监测感知；

“水”利用声、光、电、无人船等监测技术装备，实现对河湖水体的水位、流速、水质、泥沙含量、水下地形、水生生物等水中水下要素的精准自动化监测感知；

“工”利用渗压计、光纤光栅、应变计、震动仪、测量机器人、水下机器人等手段，实现对水库大坝、堤防、水闸、隧洞等水利工程内外的渗流渗压、位移形变、应力应变等工情险情要素的实时精细监测感知。;;;

统筹考虑堤防、大坝、圩垸、涵洞、倒虹吸、桥梁等涉水建构筑物对水系连通的

影响，提出了水利地形HDEM概念，创建了顾及通水建筑物去除、阻水构筑物增补和水下地形嵌刻的局部高程修正的HDEM构建方法，解决了传统DEM在水利领域应用存在水系连通失真问题。;

为满足流域防洪等重点水利业务工作对高精度河道地形数据的应用需求，按照水利

专业模型计算的技术指标要求加工处理生成河道断面数据集，采用国家认定的地理信息必威体育官网网址处理技术进行处理后，生成非涉密环境可用的数据成果，对河道管理范围内的陆域地形和水下地形数据成果进行融合处理，形成水下、地上一体化高精度地形融合数据。;;

知识驱动方法与数据驱动方法是指

导工程人员研究洪水预报的两大方法

论，通过数据知识融合驱动实现对问题全局和局部特征，规则与经验的有机结合，实现预报综合性能的提升。;

卫星遥感和人工智能（AI）技术的融合应用，研发了临河房屋

等11类河湖主要地物AI识别模型，支撑了全国河湖“清四乱”、妨碍河道行洪突出问题排查整治等专项工作。通过多区域、多传感器、多时相和多地形等维度，分析现有算法模型典型问题，增加模型主干网络算法参数量，提升不同地类的特征融合，优化预测算法架构，通过样本+算法+应用的闭环式迭代优化AI模型，持续提升模型精度和性能。;

多业务知识库构建。归集形成安全合规的水利领域基础训练数

据集，建设高质量的文字、图片、音频、视频等水利领域大模型预训练与调优语料库；建立行业级基础知识库；构建典型业务逻辑推理知识图谱。

基于领域大模型的知识引擎构建技术。针对水利业务智能化决策需求，通过研究应用高效并行训练、领域化指令学习对齐，以及百亿参数规模模型的推理压缩和端侧部署技术，构建具有善学习、能交互、会计算、可展示等能力水利大模型，并基于此实现水利知识引擎。;;;

基于超额水量分配与轮库补偿迭代理论，采用最优化算法对超额洪量进行时空动

态分配，逆向推演出上游水库群的防洪调度方案和安全运行边界条件。开发了黄河小花区间、西江大藤峡-梧州、北江飞来峡-石角、长江三峡-隔河岩-沙市、汉江丹江口-鸭河口-黄庄等多个区域的水库优化调度反算方案。;;

京津冀地区特殊的地貌格局决定了防汛的重要性