数字孪生黄河建设挑战与推进举措

水利部把建设数字孪生流域作为推动新阶段水利高质量发展重要路径,黄委谋划以数字孪生黄河建设驱动治黄信息化提档升级,以高水平、高质量信息化引领黄河治理体系和治理能力现代化。分析了治黄信息化支撑能力存在不足、面临挑战,提出了数字孪生黄河建设思路、任务及推进措施,通过数字孪生黄河建设增强流域治理管理智慧化水平。     

数字孪生水利实践案例分析与创新思考

数字孪生水利建设是新阶段水利高质量发展的重要实施路径。概述了数字孪生水网、数字孪生流域、数字孪生工程发展建设基本情况,以数字孪生尼尔基和数字孪生嫩江为例,介绍了数字孪生工程和数字孪生流域建设的成果及技术创新。分析了当前数字孪生水利建设中存在的问题并提出发展建议,以期为加快构建数字孪生水利体系提供参考。     

数字孪生技术在城区智慧水网建设中的应用

对扬州市城区智慧水网建设基础以及数字孪生在试点中的设计框架、主要应用情况进行了解读,阐述了数字孪生技术的发展及其在智慧水利建设中的重要性,以城区智慧水网建设试点项目为先行,引入数字孪生技术,充分利用云计算、物联网、互联网+、人工智能等新兴技术,以防洪排涝、水资源与水环境保护、工程管理与运行调度等为应用场景,构建具有预报、预警、预演、预案功能的智慧水网综合管理系统,旨在为扬州水利高质量发展提供可靠样本。     

数字孪生水利建设中筑牢数字安全屏障的思考

数字孪生水利建设是新阶段水利高质量发展的重要实施路径和显著标志。数字孪生水利建设离不开水利数字安全的保障。在阐述数字孪生水利建设和水利数字安全相辅相成关系的基础上,提出以关键信息基础设施安全为重点完善水利网络安全综合防御体系,以水利数据分类分级保护为基础增强数据安全保障能力,从而构建可信可控的水利数字安全屏障,护航数字孪生水利全面发展。     

数字孪生江垭皂市工程建设方案研究

智慧水利建设是新阶段水利高质量发展的最显著标志之一。近年来,江垭皂市工程已初步形成了信息化支撑的业务平台体系,但仍存在监测感知能力不足、数据资源整合共享困难、业务应用智能化不高等短板。梳理了江垭皂市工程已有系统建设情况,对表对标数字孪生工程建设技术要求,提出了数字孪生江垭皂市工程建设方案,包含数字孪生平台、信息化基础设施、智能业务应用、网络安全体系和共建共享等内容,探索了数字孪生水利工程建设模式。研究成果可为长江流域数字孪生工程建设起到典型示范作用,为推进智慧水利建设提供参考依据。     

以数字孪生流域建设为核心 构建具有“四预”功能智慧水利体系

水利部部务会议日前审议通过《数字孪生水网建设技术导则（试行）》,至此数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生水利工程等三大水利数字孪生系列顶层设计基本完成。本文介绍了数字孪生流域提出背景,分析了以数字孪生流域为核心建设智慧水利的必然性,阐述了智慧水利建设总体思路、建设目标和主要任务,提出了实现数字孪生流域共建共享的思考。     

江苏省数字孪生水网建设总体构想与先试经验

智慧水利体系已经迈入数字孪生水利建设的新阶段,对于推动水利高质量发展具有重要的现实意义。结合江苏省河湖水系特点与水利管理治理工作实际,依据相关试行标准规范,结合数字孪生江苏省太湖地区典型水网工程先行先试项目,从数字孪生水网建设框架、总体要求、信息基础设施、数据底板、模型平台、知识平台、智能中枢和业务场景等方面提出了建设需求与要求,形成了江苏省数字孪生水网建设的总体构想,从项目建设中总结经验,探索数字孪生水网建设路径。实践表明：数字孪生水网建设总体技术要求具有可操作性和指导性,可为江苏省乃至全国数字孪生水利建设提供参考和借鉴。     

数字孪生三峡工程数据安全探讨

2021年10月,水利部印发《关于推进智慧水利建设的指导意见》《智慧水利建设顶层设计》,将数字孪生三峡工程列为重大水利工程数字孪生工程,明确要求推进建设。围绕数字孪生三峡工程,分析了数据安全面临的形势,梳理了数据资源情况,提出了数据安全防护措施建议。     

基于数字孪生技术的德州市水资源应用前景研究

德州市是典型的水资源极度匮乏地区,水资源供需矛盾突出。为解决水资源管理的用水总量分配和水资源调度等工作难题,充分利用现有水资源信息化资源,结合最新的信息化技术发展成果和水利部“十四五”智慧水利建设总体目标,对德州市水资源的数字孪生应用前景进行研究。以水利部数字孪生建设工作提出的建设目标和方法为指导,结合德州市水资源信息化现状,设计了水资源数字孪生五维模型框架,对如何实现物理实体和虚拟实体的相互映射、数据服务平台的运行以及数字孪生的互联互通进行了阐述,并对实现数字孪生的技术体系开展可行性分析。通过对水资源数字孪生系统结构化分析和典型案例分析,可以认为水资源数字孪生系统具备技术先进性和建设可行性,能够实现水资源业务信息化智能管理,提高德州市水资源信息化水平,并为德州市智慧水利建设提供实用性技术参考。     

推进江西智慧水利建设的思考

智慧水利建设是推动新阶段水利高质量发展的六条实施路径之一,同时也是新阶段水利高质量发展的显著标志,而数字孪生流域建设是智慧水利的核心与关键,是一项复杂的系统工程。江西智慧水利建设尚处于起步阶段,虽取得了显著成效,但仍存在算据基础薄弱、算法智慧化水平不高、算力资源饱和等不足之处,因此理清思路、抓住机遇、迎接挑战对江西智慧水利建设来说至关重要。本文通过梳理江西省智慧水利建设现状,理清当今面临的困难与挑战,提出了夯实水利数据基础、提升算法智慧化水平、完善信息基础设施、推进“2+N”智能业务应用、构牢网络安全体系等主要建设思路及“十四五”时期江西省智慧水利的发展目标,为今后江西省智慧水利建设提供建设性的规划方向。     

建设"三条黄河"

为做到“堤防不决口,河道不断流,水质不超标,河床不抬高”,实现黄河长治久安,新时期的黄河治理开发和管理应着力建设“三条黄河”,即“原型黄河”,“数字黄河”和模型黄河”。“原型黄河”指现实中的黄河;“数字黄河”是“原型黄河”的虚拟对照体,“模型黄河”是按一定比例缩小的“原型黄河”。“三条黄河”的建设相互关联,互为作用,要建设“三条黄河”,必须搞好规划,引进技术,培养人才。     

黄河流域三维仿真系统的构想与实现

黄河流域三维仿真系统因其涉及的范围广、数据量大、仿真精度要求高而变得异常复杂，为此，系统的总体框架在设计上将需要仿真的三维场景分成两个层次：主窗体层和子窗体层。主窗体层用来仿真全流域大范围的地物信息，窗体用来仿真局部地区的详细信息以及计算结果的查询演示。主窗体和子窗体的分层解决了当前硬件条件下显示范围大与显示精度高之间很难协调的矛盾，实现了大到黄河全流域整体漫游，小到小浪底电站厂房内的一台机组的全方位、多层次、高精度的三维立体仿真。     

数字黄河的概念框架和关键技术

论述“数字黄河”的概念，给出“数字黄河”工程的框架，简述了建设“数字黄河”的关键技术。     

建立黄河数学模拟系统

“数字黄河”工程经过5年的建设,在数据采集、数据传输、数据存储和数据处理方面取得了长足的进步,数学模拟系统建设将是今后5～10年努力的方向。黄河数学模拟系统建设要围绕黄土高原土壤侵蚀模型、水库调度模型、黄河下游河道水沙演进模型、河口模型、水质预警预报模型、宁蒙河段冰凌预报模型六大模型系统开展。要充分认识黄河数学模拟系统建设的长期性和复杂性,持之以恒地进行黄河数学模拟系统建设。     

黄河水量调度管理系统的建设目标与系统结构

黄河水量调度管理系统的建设是在"数字黄河"工程和黄河水量调度管理应急实施方案建设的基础上,以黄河水量调度管理决策支持系统建设为核心,以信息采集、引退水工程监控系统建设为重点,建设覆盖黄河干流和重要支流及水量调度管理的现代化管理平台。在介绍黄河水量调度管理系统建设目标及主要建设内容的基础上,重点分析了系统总体结构。该系统建成后将提高黄河水资源调度的科学性和实效性。     

黄委“数字防汛”建设回顾与思考

"数字防汛"是防汛工作的数字化和信息化。通过介绍水利部黄河水利委员会"数字防汛"建设的目标及总体框架,在总结2001年以来黄委开展"数字防汛"工程建设成就的基础上,指出建设中存在投入不足、规划滞后等问题,对"数字防汛"下一步工作提出了加大基础设施建设力度,开展标准规范建设,完善和推进防汛应用系统建设等具体建议。     

"黄河学"论纲

黄河和黄土高原是世界上独一无二的自然地理单元,黄河流域是中华文明的发祥地。建立和发展以黄河及其流域为研究对象的“黄河学”,具有固植黄河根源、发扬黄河精神、发展黄河文化、弘扬黄河文明、促进黄河综合研究、推动黄河开发整治等多方面的重大意义,并且有着研究对象、研究视角和研究基础方面的可能性。“黄河学”应是一门建立在自然科学、社会人文科学、文学艺术科学及技术科学之上的综合学科,具有综合性、区域性和具象性特征,包括自身基本理论、黄河及其流域自然规律、社会发展规律、文化艺术、自然-社会系统和研究方法6个方面的研究内容。为了建立“黄河学”,应尽快开展有关理论、实践和方法等问题的研究。     

对黄河潼关—三门峡河段治理的探讨

黄河潼关－三门峡河段，兼有自然河道段和水库区段，受来水来沙和水库运用等因素影响，河岸坍塌沿岸损失比较严重，虽经多年治理，效果不太理想，通过对存在问题的研究，建议采取综合治理措施，提供相应保障，加快治理速度。     

三门峡水库芮城库区黄河段治理轮廓

黄河三门峡水库潼关至大坝河道长113.5km ,其中芮城段67 .2km ,按水库运用情况,黄淤41 ～30 断面长45 .6km ,河道特性明显,称为自然河道段;黄淤30～24 断面,长21 .6km ,呈水库和河道双重特性,称回水变动段。经对两段河道特性和多年流势分析及已建护岸工程的基本评价后,本文对工程设防标准、基本流路、平面布设及结构形式提出了符合整体规划又切合实际的数据     

对制定“黄河法”的思考

分析现行水法律在流域管理适用上存在的问题,分析黄河流域管理的特殊性,探讨“黄河法”的性质及其在水法律体系中的定位,从而阐明制定“黄河法”的必要性和合理性,并就“黄河法”与水法律体系中几部主要法律的衔接问题作简要阐述,提出推进“黄河法”立法的建议。