中国七大江河数字孪生流域，你知道多少？

2021年6月，水利部召开“三对标、一规划”专项行动总结大会，部党组书记、部长李国英在会上强调，要按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”的要求，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，全面推进算据、算法、算力建设，加快构建具有预报、预警、预演、预案功能的智慧水利体系。

2022年1月，水利部印发了《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》等文件，指出：到2025年，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，推进水利工程智能化改造，建成七大江河数字孪生流域。

什么是数字孪生流域呢？

数字孪生流域包括数字孪生平台和水利信息基础设施，主要是以水利感知网、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，以物理流域为单元、时空数据为底板、水利模型为核心、水利知识为驱动，对物理流域全要素和水利治理管理活动全过程进行数字化映射、智慧化模拟，支持多方案优选，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。

数字孪生建设框架




一、长江流域

我国的第一大河——长江，全长6300公里，在世界世川中，仅次于非洲的尼罗河和南美洲的亚马逊河，居世界第三位。长江从唐古拉山主峰——各拉丹冬雪山发源，干流流经青、藏、川、滇、渝、鄂、湘、赣、皖、苏、沪等11个省、自治区、直辖市，支流延至甘、陕、黔、豫、浙、桂、闽、粤等8省、自治区。

数字孪生长江——长江流域全覆盖水监控工程
立足现有信息化基础，以“透彻感知、全面互联、深度整合、广泛共享、智能应用、泛在服务”为提升方向，全面开展数字孪生长江——长江流域全覆盖水监控工程建设，打造符合智慧水利特征的流域管理信息化综合体系，融合和挖掘分析各类信息资源，着力解决涉水问题发现不全面、不及时、不精准，监测感知层采集能力不足等问题，构建全流域水土保持数字化场景，建设流域水土保持业务应用，全面提升流域综合监测和管控能力，逐步建成“智慧长江”，为“安澜长江、绿色长江、和谐长江、美丽长江”和长江经济带水利支撑保障工作提供有效信息支撑。


二、黄河流域

黄河全长5464公里，为中国第二长河。黄河发源于青藏高原巴颜喀拉山北麓的约古宗列盆地，流经青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西、河南、山东等9省、自治区，在山东省垦利县注入渤海。黄河流域面积79.5万平方公里（包括鄂尔多斯内流区4.2万平方公里），汇集了40多条主要支流和1000多条溪川，流域面积达75万平方公里。

数字孪生黄河——黄河下游防洪工程安全监测工程
基于GIS+BIM、物联网、卫星遥感、无人机、视频监控等信息技术，建设数字孪生黄河——黄河下游防洪工程安全监测工程，运用数字孪生等信息技术，打造同步仿真运行的数字孪生流域。

结合地质、根石探测、水情等基础信息，通过大数据和云计算技术，整合各类资源，通过智能感知系统建设、信息传输网络升级改造、应急保障能力提升和智能监管应用系统开发等实现对黄河下游常年靠河的重点堤防、险工、控导及水闸等工程的渗流及变形在线监测。

实现“信息采集自动化、传输网络宽带化、安全管理智能化、决策支持可视化”，提升防洪工程安全管理的科技含量和管理水平；构建黄土高原地区重点淤地坝及全流域水土保持数字化场景，建设淤地坝安全运行管理、流域水土保持业务应用。


三、淮河流域

淮河位于长江与黄河两条大河之间，是中国中部的一条重要河流，由淮河水系和沂沭泗两大水系组成，流域面积26万平方公里，干支流斜铺密布在河南、安徽、江苏、山东4省。流域范围西起伏牛山，东临黄海，北屏黄河南堤和沂蒙山脉。淮河发源于河南与湖北交界处的桐柏山太白顶（又称大复峰），自西向东，流经河南、安徽和江苏，干流全长1000公里。

数字孪生淮河——淮河重点区域数字孪生及智慧防洪“四预”建设工程
在智慧水利和数字淮河总体框架下，充分运用云计算、物联网、大数据、移动互联、AI、数字孪生等新一代信息技术，以物理流域为单元、干支流水系为骨干、水利工程为重要节点、数字地形为基石，进一步补充完善智能感知、基础支撑设施和数据资源服务体系，对照物理水利及其影响区域建立覆盖重点区域和重点水利工程的数字孪生流域，构建具有“四预”功能的智慧淮河防洪应用。

通过重点区域“点、线、面”数字映射以及智慧防洪“四预”应用建设，进一步补足防洪基础设施短板，初步建立智慧化流域防洪体系，实现洪水防御数字化场景、智慧化模拟、精准化决策，为淮河流域水利工程安全运行和优化调度提供超前、快速、精准的决策支持。构建全流域水土保持数字化场景，建设流域水土保持业务应用。


四、海河流域

海河是中国华北地区最大水系。海河干流起自天津金钢桥附近的三岔河口，东至大沽口入渤海，其长度仅为73公里。但是，它却接纳了上游北运、永定、大清、子牙、南运河五大支流和300多条较大支流，构成了华北最大的水系——海河水系。这些支流像一把巨扇铺在华北平原上。它与东北部的滦河、南部的徒骇与马颊河水系共同组成了海河流域，流域面积31.8万平方公里，地跨京、津、冀、晋、豫、鲁、内蒙古等7省、自治区、直辖市。

数字孪生海河——海河流域水安全保障能力提升工程
数字孪生海河—数字海河流域水安全保障能力提升工程旨在提升海河流域水库枢纽、引调水、河道(堤防)、蓄滞洪区等水利工程的监管能力。

借助新一代通信技术，建设全面互联互通的高速水利基础设施通信网；融合 AI、大数据技术，构建智能运行环境，搭建流域数字孪生平台，建设高效协同的海河流域智能业务决策分析系统及智慧调度中心，优化健全海委网信保障体系，为海河流域水安全保障提供“自动监测、及时传输、智能分析、智慧调度、安全管控”的信息化技术手段，实现流域水管理的“四预”功能，构建全流域水土保持数字化场景，完善流域水土保持业务应用。


五、珠江流域

珠江是中国第四大河，干流总长2215.8公里，流域面积为45.26万平方公里（其中极小部分在越南境内），地跨云南、贵州、广西、广东、湖南、江西以及香港、澳门8省、自治区和特别行政区。珠江，是个水系的概念，它由西江、北江、东江和三角洲河网组成的珠江水系，干支流河道呈扇形般分布，形如密树枝状。西江是珠江水系的主干流，全长2214公里，流域面积35.3万平方公里。珠江水系河流众多，集水面积在1万平方公里以上的河流有8条，1000平方公里以上的河流有49条。

数字孪生珠江——粤港澳大湾区水安全监控工程
针对粤港澳大湾区风暴潮等极端天气增加及咸潮上溯、洪水归槽等影响，以服务粤港澳大湾区建设等国家战略为重心，以建智慧珠江为目标导向，以流域网信短板和业务急需为问题导向，打造数字孪生珠江 ，构建覆盖西江、北江、东江、珠江三角洲以及主要支流、重要节点的现代化智慧监控与应用服务体系，提升数据融合供给、空间分析计算、虚实融合互动、模拟仿真推演等数字孪生流域核心能力，强化流域防洪、水资源管理与调配等关键业务信息化支撑，提高流域综合管理水平和监管效能，实现“监测、评估、告警、处置、总结”全闭合智能监督管理应用，构建全流域水土保持数字化场景，完善流域水土保持业务应用。


六、松辽流域

松花江全长1927公里，流域面积约为54.5万平方公里，占东北地区总面积的60%，地跨吉林、黑龙江两省。其主要支流有嫩江、呼兰河、牡丹江、汤旺河、倭肯河、拉林河等。佳木斯以下，为广阔的三江平原，沿岸是一片土地肥沃的草原，多沼泽湿地，为我国著名的“北大荒”。

辽河全长1430公里，流域面积22.94万平方公里，地跨内蒙古、辽宁二省区。东、西辽河在辽宁省昌图县福德店附近汇合后始称辽河。辽河干流河谷开阔，河道迂回曲折，沿途分别接纳了招苏台河、清河、秀水河，经新民至辽中县的六间房附近分为两股，一股向南称外辽河，在接纳了辽河最大的支流——浑河后又称大辽河，最后在营口入海；另一股向西流，称双台子河，在盘山湾入海。

数字孪生松辽——松花江数字孪生流域及东北黑土粮食主产区水安全监控工程
围绕水旱灾害防御和水资源管理与调配两大业务需求，以松花江作为松辽委智慧水利“分系统”先行建设，搭建实用先进的数字孪生流域和重点业务示范区，为松辽委智慧水利整体建设提供模板，实现水旱灾害防御“四预”功能和水资源管理与调配业务高效应用，构建东北黑土区重点侵蚀沟及全流域水土保持数字化场景，完善流域水土保持业务应用，助力流域管理服务能力的提档升级。


七、太湖流域

太湖流域河网密布，湖泊众多，水域面积6134平方公里，水面率达17%，河道和湖泊各占一半。面积在0.5平方公里以上的湖泊189个。河道总长度12万km，平原地区河道密度达3.2km/平方公里，纵横交错，湖泊星罗棋布，为典型“江南水网”。水系按地形及水流运动，大致可分为西部山丘区各独立水系、太湖和低平原的黄浦江水系和沿江沿海水系。

数字孪生太湖——长三角一体化数字太湖工程
以长三角区域太湖流域部分为重点，初步建成太湖数字孪生流域，实现物理流域与数字孪生流域之间交互映射、孪生共长、融合应用，以水旱灾害防御、水资源管理与调配为重点，提升核心业务智能应用水平，全面服务水资源保护、水生态管理、河湖管理、水利工程运行、水土保持管理等业务需求，构建全流域水土保持数字化场景，建设流域水土保持业务应用，基本形成水利业务智慧化应用全覆盖，支撑水利业务应用和业务协同；强化数据协同共享，建设统一、高效、安全的信息共享协同体系，完善数据共享交换机制，实现相关单位间数据信息的互联互通和信息共享，提高数据共享程度。


参考资料： 【1】《“十四五”智慧水利建设规划》 【2】水利科普︱我国七大水系