数字孪生水利“天空地水工”一体化监测感知行动方案的框架及目标

发布于： 2024-10-14 11:23

监测感知数据是构建数字孪生水利体系的前提和基础。推进物理流域监测系统科学建设和高频乃至在线运行，提升水利对象全要素和治理管理全过程智能监测感知能力，为数字孪生水利的高保真建设运行提供有力算据保障，支撑构建具有“四预”功能的数字孪生水利体系，驱动引领水利高质量发展。

总体框架

数字孪生水利“天空地水工”一体化监测感知网（如图1 所示），是应用多种监测技术装备方法，在时空、范围、精度、频次等方面协同融合，实现水利对象全要素和治理管理全过程智能监测感知的网络。

其中，“天”主要利用光学遥感、SAR（合成孔径雷达）、重力、气象卫星、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”主要利用无人机、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”主要利用雨量站、蒸发站、地下水站、土壤墒情站、视频监测站等地面监测设施设备，实现对关键区域点位雨情、蒸发、地下水位、墒情等要素的精准实时监测感知；“水”主要利用声、光、电、无人船等监测技术装备，实现对河湖库水体的水位、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”主要利用渗压计、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。

图 1 “天空地水工”一体化监测感知示

数字孪生水利“天空地水工”一体化监测感知网，是数字孪生水利的重要组成部分（如图 2 所示），对水利对象全要素和水利治理管理全过程的监测感知数据通过信息网和水利云等进行通讯传输和分析存储，保障数字孪生平台中的模型平台和知识平台算据调用，支撑实现水利业务“四预”。

图 2 “天空地水工”一体化监测感知网

主要目标

到 2026 年底，以水利部、流域管理机构、省级水行政主管部门的三级数字孪生平台为依托，基本建成卫星、雷达、无人机、无人船、视频监测点、地面监测站、水面水下监测点、水利工程监测站等组成的“点线面体”监测网络，持续优化迭代升级，基本覆盖水利对象全要素和水利治理管理全过程，结构、密度、功能实现提档升级，监测感知技术、环境、制度、标准等基础保障明显夯实，水旱灾害防御、水资源管理与调配、水利工程建设和运行管理、河湖长制及河湖管理、水土保持和农村水利水电等业务监测感知能力明显提升，为具有“四预”功能的数字孪生水利体系提供全面、实时、精准、可靠的算据支撑。

主要目标进一步细化为十个方面 40 项主要指标。