数字孪生水网是建设国家水网的重要内容，也是推动新阶段水利高质量发展的重要标志之一。数字孪生水网主要是聚焦水网跨流域跨区域等特点，以及联合调度等业务需求开展建设。数字孪生水网通过对物理水网全要素和建设运行全过程进行数字映射、智能模拟、前瞻预演，与物理水网同步仿真运行、虚实交互、迭代优化，实现对物理水网的实时监控、联合调度、风险防范，进而提高国家水网智能化管理调控能力和安全保障能力。 一、数字孪生水网建设总体框架 数字孪生水网应按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”要求，严格遵循“监测系统完善、调控网络智能、预演决策支持、安全运行可靠”建设原则，以物理水网为单元、时空数据为底座、数学模型为核心、水网知识为驱动，支撑水网工程联合调度。总体框架包括数字孪生平台、信息化基础设施、典型应用、网络安全体系、保障体系等，如下图所示。▲数字孪生水网建设整体框架 数字孪生平台包括数据底板、模型平台、知识平台等。其中，数据底板包括数据资源、数据模型和数据引擎，模型平台包括水网专业模型、智能识别模型、可视化模型和模拟仿真引擎，知识平台包括水网知识和水网知识引擎。 信息化基础设施包括监测感知、通信网络、远程集控、计算存储、应用支撑和调度指挥实体环境等，为水网数据采集、数据传输、数据存储、分析计算、系统运行、设备控制等提供基础支撑。 典型应用包括安全运行监视、联合调度决策、日常业务管理、应急事件处置等，为水网科学决策、精准调度、安全运行等提供支撑。 网络安全体系包括组织管理、安全技术、安全运营、监督检查等，以及重要数据和工控系统的安全防护，为数字孪生水网提供安全保障。 保障体系包括组织机制、科技攻关、标准规范等，为数字孪生水网建设与运行提供保障。 二、数字孪生平台 1.数据底板 数据底板应包括基础数据、监测数据、业务管理数据、共享数据、地理空间数据等。在数字孪生流域和数字孪生水利工程数据底板基础上，按需汇聚和补充数字孪生水网相关数据。应深化水网专题数据资源建设，扩展数据范围，提高数据质量，建立健全数据更新机制。 数字孪生水网数据模型和数据引擎应参照《数字孪生流域建设技术大纲（试行）》和《数字孪生水利工程建设技术导则（试行）》有关要求建设。 应按照编码标准对水网对象进行编码，实现水网对象的唯一标识。以水网对象为主题按照数据标准汇聚水网数据，实现跨流域、跨区域数据的融合。 2.模型平台 （1）水网专业模型 水文模型应包括调蓄工程汇水区降雨预报、产汇流模型，水网工程管理范围暴雨预报模型，受洪水影响渠道沿线、调蓄工程、输配水河道洪水预报模型，冰期输水河渠沿线气温预报、冰凌预报模型、受咸潮影响的水源咸情预报模型等。 水资源模型应包括调蓄工程及输配水河道断面径流预报、水网工程供水对象需水预测、水网可供水量分析、水网水量收支核算等模型。 水生态环境模型应包括水源与输水河渠水质模拟、水质预测模型，突发水污染输移扩散、溯源分析模型，水生态（水华、富营养化等）预测分析模型，生态流量（水位）调度模型，受水区生态修复效果评估模型等。 水力学模型应包括输水河渠、调蓄湖库水力学模型，有压管道瞬变流计算模型，输水河渠冰动力学模型等。 水工程调度模型应包括水网工程供水、防洪、水生态、航运等多目标联合调度模型（包括年、月、旬、日等尺度），水污染、特殊干旱、工程事故等突发水事件应急调度模型，水网工程实时安全调度控制模型等。 （2）智能识别模型 智能识别模型应在充分共用数字孪生流域和数字孪生水利工程智能识别模型基础上，根据水网业务应用需求补充构建遥感识别、视频识别、声纹识别等模型。 （3）可视化模型 可视化模型应包括自然河湖、水网工程和地理背景等模型。其中，自然河湖的建模对象应包括河流、湖泊、地下水等，水网工程建模对象应包括引调水工程、取水工程、输配水通道、河湖水系连通工程、供水渠道、控制性调蓄工程等。 自然河湖可视化模型应支持在模拟仿真引擎中直观表达水位、流量、水质等动态监测信息，以及水流流态、水力特性、泥沙运动等流场信息。 水网工程可视化模型应满足仿真模拟、综合展示、业务管理等需要。 自然河湖水系、水网工程与地理背景等可视化模型应融合展示，直观表达水网“纲、目、结”关系。 （4）模拟仿真引擎 模型仿真引擎应参照《数字孪生流域建设技术大纲（试行）》和《数字孪生水利工程建设技术导则（试行）》有关要求进行构建，并根据水网业务应用需求补充。 模拟仿真引擎应具备模型版本管理、参数配置、组合装配、加载调用、计算跟踪、训练优化、模型迭代等服务能力，实现面向不同业务、不同场景、不同目标的模型灵活配置和调用，为业务应用提供计算和可视化等服务。 3.知识平台 知识平台应在数字孪生流域知识平台和数字孪生水利工程知识库基础上，构建水网对象关联关系、预报方案、业务规则、历史场景和调度方案等水网知识及水网知识引擎。 水网对象关联关系包括物理对象及关系和水网调配概念及关系，其中水网物理对象及关系应重点覆盖调蓄工程、输配水通道、受水对象及工程管理部门等，水网调配概念及关系应重点建设水网调配相关业务的概念及关联关系。 预报方案知识应包含水网关键性控制断面的来水、来沙、区域需水等预报模型及参数。 业务规则知识应包含数字孪生流域、数字孪生水利工程中的相关风险预警研判规则，根据水网调配预警需求，补充水网防洪风险、供水短缺风险等预警研判规则。 历史场景知识应包含典型干旱与洪水、应急事件及特定经济社会发展水平的水网调配历史场景，包括场景特征、处置过程及效果、处置经验等内容。 调度方案知识应包含水网工程多业务联合的调度处置预案、方案等，并对调度方案的执行效果进行评价。 水网知识引擎应实现水网知识表示、抽取、融合、推理和存储等功能。 三、信息化基础设施 1.监测感知 监测感知应包括自然河湖水系、水网工程和取用水单元等监测感知，充分共享数字孪生流域和数字孪生水利工程监测感知数据，科学规划监测感知体系，覆盖水文断面、水源、输配水工程、供水口门、需水单元等对象，扩展监测项目，加大监测密度，提高监测频次，为数据底板提供全要素实时感知数据。 自然河湖监测感知应在数字孪生流域感知网基础上，根据典型应用需求，加强水文断面监测，主要包括行政边界、供水控制、生态流量控制、防洪控制等断面监测。 水网工程监测感知应在数字孪生水利工程监测感知体系基础上，以引调水、取水、输配水、水系连通等工程为重点，围绕水量平衡、输水效率、安全运行等，加强水源水量水质要素、输配水工程和工程交叉节点运行状态、供水口门流量等监测。 取用水单元监测感知应在现有取用水监控体系的基础上，以灌区、水厂、直接取水用户等为重点，共享气象、农情、墒情、旱情及经济社会等信息，加强用水和需水等相关指标监测。 应以地面站网监测为基础，充分利用卫星遥感、无人机、无人船、视频、水下机器人以及大数据、人工智能、云计算等技术手段，构建自动、智能、高效的天空地一体化监测感知体系。 2.通信网络 通信网络应强化调控网络智能，以支撑水网工程联合调度为目标，充分共用数字孪生流域和数字孪生水利工程通信网络，聚焦水网工程信息共享和远程集控等网络连通需求，科学规划网络架构，扩大覆盖范围，提升网络性能，为数据传输提供高可靠网络保障。通信网络包括业务网和工控网，应遵循《数字孪生流域建设技术大纲（试行）》和《数字孪生水利工程建设技术导则（试行）》等相关技术要求。 业务网应覆盖水网工程管理单位，分为信息管理区和互联网服务区，实现与各级水利部门业务网的互联互通，为业务协同和信息共享提供网络保障。 工控网为远程集控提供网络保障，宜分为实时控制区、过程监控区，应覆盖水网“纲、目、结”。 宜构建适度超前的满足大带宽、低时延、智能运维等要求的光纤通信网络，为水网工程调度控制和数据传输等提供高可靠通信网络支撑。 3.远程集控 为满足水网智能调度控制等要求，应建设远程集控系统，覆盖水网“纲、目、结”中闸泵阀等控制设备设施，实现调度控制网络智能全覆盖。 远程集控系统宜选用支持水源供应、水源切换等远程控制的智能化设施设备，满足多水源供水系统的科学规范、精准高效等调度控制要求；应加强远程集控系统与视频监控系统的融合应用，共享其他部门/行业现有视频监控资源；为满足远程集控需要，应加快水网已建自动化控制设施升级改造；应按照安全可靠的要求，加强远程集控系统安全性、可靠性。 4.计算存储 在充分共用数字孪生流域和数字孪生水利工程计算存储资源的基础上，科学规划和建设云网融合、逻辑集中的计算存储环境，为数字孪生水网高保真模拟运行等提供算力支撑，主要包括通用计算与存储、高性能计算、人工智能计算、灾备系统等，并预留冗余发展空间。 通用计算与存储应满足基本应用的部署运行，宜采用云计算技术。 高性能计算环境应满足水网联合调度的大规模数值计算、大场景推演分析、多目标优化、多方案比选等需求。 人工智能计算应根据数字孪生水网的智能识别模型训练、知识学习推理等计算需求，配备必要的图形处理器（GPU）、神经网络处理器（NPU）等资源，具备AI训练、推理、智能分析和任务管理等能力。 灾备系统应根据数字孪生水网高可靠性要求，具备本地备份和异地灾备等功能，实现重要业务数据容灾、关键业务应用容灾。 宜按需部署“边、端”算力，以满足工程监测、智能安防等实时性高的应用需求。 5.应用支撑 应在充分利用水利信息化应用支撑资源的基础上，配置必要的通用基础工具软件等，以满足数据底板、模型平台、知识平台与典型应用等建设。其建设内容应包括必要的数据库管理系统、地理信息服务、应用中间件、工作流引擎、门户、身份认证、报表管理等。 6.调度指挥实体环境 应包括融合通信系统、集成显示系统、综合会商系统、联合值班环境等。一方面应聚焦水网统一调度和远程集控等需求，提供联合值班、综合展示、方案预演、会商研判、应急指挥等一体化功能；另一方面应具备与水网工程管理单位和人员进行实时通讯的能力，满足重要决策研判、重大事件处置的研讨会商和调度指挥等需要。 四、典型应用 1.安全运行监视 安全运行监视应在共享数字孪生流域、数字孪生水利工程基础数据、监测数据、业务管理数据等基础上，构建水网工程状态监测指标体系，从时间、空间、业务等多维度进行综合信息展示、实时监视。此外还应构建安全预警指标体系，调用相关模型，对水网运行进行全方位的故障定位、诊断分析、智能预警，并评估分析水网运行的安全性、稳定性、经济性等。 2.联合调度决策 应突出预演决策支持，针对水资源调配、防洪排涝调度、水生态调度等不同调度场景，构建水网工程体系多目标联合调度应用，调用精准模拟算法，对水网运行状态进行风险识别预警，对水网工程调度控制进行多方案预演，高效确定最优方案。 （1）水资源调配的“四预”功能 预报。应充分利用雨水情、工情、墒情、旱情、咸情、冰情、取用水信息以及气象、海洋水文等监测信息，调用径流预报、需水预测、可供水量分析等模型，对水网工程中的水源进行年、月、旬、日径流预报与可供水量分析，对水网工程供水对象进行年、月、旬需水预测。 预警。应基于监测和预报等信息，利用水资源预警规则知识，对水网工程供水短缺、旱灾、咸潮等风险进行预警。 预演。应充分利用来水预报、需水预测、水网工程运行等信息，调用水网工程多目标联合调度模型及水网工程历史场景知识等，充分考虑防洪排涝、水生态保护等需求，生成考虑多主体利益的年、月、旬水量调度计划以及“纲、目、结”工程调度方案，并通过预演确定最优方案。 预案。应依据预演确定的方案，考虑水网工程最新工况等，确定水网工程运用时机、非工程措施以及组织实施，实化细化水资源调配预案，基于预案生成调度和控制指令，并对指令进行实时跟踪与执行反馈。 （2）防洪排涝调度的“四预”功能 预报。应充分利用雨水情、工情、冰情以及气象、海洋水文监测信息，调用降雨、洪水预报等模型，预报调蓄工程汇水区降雨、水网工程管理范围暴雨等，对重点调蓄工程、防洪控制断面、受洪水影响渠道沿线洪水等进行预报。 预警。应基于监测和预报等信息，利用防洪预警规则等知识，对水网工程及其影响对象进行洪水风险预警。 预演。应充分利用降雨预报、洪水预报、水网工程运行等信息，调用水网工程防洪调度模型及水网工程历史场景知识等，充分考虑水资源调配、水生态保护等需求，生成调蓄水库、行洪河道、分洪设施、蓄滞洪区、排涝泵站等工程体系的多套防洪调度方案并进行预演，并通过预演确定最优方案。 预案。应依据预演确定的方案，考虑水网工程最新工况等，确定水网工程运用时机、非工程措施以及组织实施，实化细化防洪排涝预案，基于预案生成调度和控制指令，并对指令进行实时跟踪与执行反馈。 （3）水生态调度的“四预”功能 预报。应充分利用雨水情、工情、水质监测数据等，调用径流预报、水质模拟与预测等模型，对生态流量控制断面等进行径流预报，对水源、关键河渠断面等进行水质预测等。 预警。应基于监测与预报信息等，利用水生态预警规则等知识，对生态流量断面进行超限预警，对输水河渠、水源进行水质等风险预警。 预演。应充分利用径流预报、水质预测、水网工程运行等信息，调用受水区生态修复效果评估、水网工程多目标联合调度等模型，充分考虑水资源调配、防洪排涝等需求，生成多套生态流量与水质保障、生态补水的调度方案，并通过预演确定最优方案。 预案。应依据预演确定的方案，考虑水网工程最新工况等，确定水网工程运用时机、非工程措施以及组织实施，实化细化水生态调度预案，基于预案生成调度和控制指令，并对指令进行实时跟踪与执行反馈。 3.日常业务管理 ①调度管理。应包括用水计划申报，调度计划申报、审批和下达，调度指令下达和执行反馈，以及调度运行年、月、旬、日台账管理等功能，支撑水网调度计划申报、审批和执行等全流程闭环管理。 ②日常值班。应包括值班考勤、工作报表、通知公告、总结计划等功能。 ③统计分析。应包括水量水费核算、水网调度统计分析等功能，支撑水网调度管理、水权交易管理等。 4.应急事件处置 应急信息汇聚。应广泛及时获取突发水污染、工程事故、局地暴雨等突发事件信息，以及地震、堰塞湖、泥石流等自然灾害信息，充分利用卫星遥感、无人机等途径获取信息，并及时掌握网络舆情信息。 应急预案管理。应针对各类突发事件制定和完善应急处置预案，按照知识平台要求实现应急处置预案的数字化、空间化管理，并提供简便易用的预案调用等功能。 应急调度预演。应依据获取的应急事件信息，结合应急处置预案，调用突发水事件应急调度等模型，生成多套处置方案，并通过预演确定最优方案。 应急联动处置。应依托调度指挥实体环境的融合通讯系统、综合会商系统等，开展异地会商，统筹调度应急资源，并实时跟踪处置过程。 五、网络安全体系 网络安全体系应遵循网络安全等级保护、关键信息基础设施安全保护、《数字孪生水利工程建设技术导则（试行）》等有关要求，落实网络安全“三同步”（同步规划、同步建设、同步运行）。 重要数据防护应逐级落实数据安全责任，进行数据分类分级并识别细化重要数据目录，充分应用商用密码等必要措施，开始数据全生命周期安全管理。 工控系统安全防护应落实系统分区分域、设备安全可控、数据密码保护、网络可信准入等要求。 六、保障体系 组织机制。按照水网指挥调度、控制管理、运行维护等模式，建立健全数字孪生水网信息共享、业务协同等机制，充分发挥水网综合效能。 科技攻关。围绕数字孪生水网建设，开展水网流场高保真模拟技术、水网工程联合调度控制理论与方法、水网运行风险识别预警关键技术、水网智能化设施设备及技术等重大课题研究。 标准规范。统筹协调数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生水利工程需求，完善智慧水利标准规范体系。 七、结语 数字孪生水网建设应覆盖国家水网“纲、目、结”对象并兼顾影响范围，同时和物理水网同步规划、设计、建设和运行。对在建、已建和新建水网工程应开展智能化建设与改造，以满足数字孪生水网建设要求。数字孪生水网建设应遵循智慧水利总体框架，充分利用已建水利信息化资源，并加强与数字孪生流域、数字孪生水利工程的统筹，充分共享数字孪生流域和数字孪生水利工程的建设成果。支撑的业务应突出安全运行监视、联合调度决策、日常业务管理、应急事件处置等，必要时可补充扩展。应充分应用云计算、大数据、物联网、人工智能、卫星遥感、5G、区块链、BIM等新一代信息技术，构建实用先进系统。网络安全应和信息系统“同步规划、同步建设、同步运行”，并采用自主可控的技术、产品和服务。应统筹考虑工程安全、供水安全、水质安全、网络安全、算法安全、数据安全等要求。原标题：《成建国：数字孪生水网建设思路初探》

聚焦数字孪生核心任务 推进智慧水利新基建黄伟强大的计算和存储能力、丰富的数据资源条件、智能的知识模型算法软件是智慧水利建设的必要条件。近年来，我国智慧水利建设取得显著成果，已初步建立了必须的数据资源条件、模型算法库和计算存储能力，为数字孪生水利建设提供了重要的硬件、数据和软件支撑。但从水利新型基础设施建设的高度看，要实现真正意义上的数字孪生水利，仍存在算力、算据、算法问题。算力存储提升明显网络汇聚集约能力仍需加强智慧水利，算力先行。数字孪生水利产生的高数据量、AI（人工智能）大模型的出现以及复杂场景的计算需求进一步催生了面向AI的基础设施算力需求，数据中心智能化升级步伐不断提速，算力正在成为新的生产力，并成为数字孪生水利高效运行的重要支撑。当前，通过水利信息化重点工程建设，水利算力有了明显提升。在通信网络方面，地市级以上水行政主管部门实现全联通，区县级水行政主管部门联通率达到80.53%，骨干网带宽扩充至100兆以上；在计算存储方面，省级以上水利部门建设私有云或共享政府云，水利云CPU（中央处理器）存储容量达47PB。目前，算力资源配置不均、数据流通效率有待提升、单点算力存在极限等问题仍是制约数字孪生水利发展的屏障。要进一步扩展计算资源，按照“集约高效、共享开放、按需服务”的原则，打造物理分布、逻辑集中、协同工作的高性能算力；要建设水利云新基础设施，提供云端按需扩展和安全可信的大规模联机计算服务；要进一步升级通信网络，满足信息高速、高效、实时传送，为算力资源提供高质量的网络支撑；要积极融入全国一体化算力网络，助力国家枢纽节点的部署和“东数西算”工程的推进，实现全网算力、数据和生态的汇聚与共享，实现泛在算力协同、绿色集约布局，为数字孪生水利建设提供高质量算力保障。感知能力发展迅猛数据处理协同能力仍需优化数字孪生，算据为基。水利部汇聚完成全国水利一张图，覆盖55类1600万个水利对象，规划在建主要流域L1级数据底板，蓄滞洪区等重点区域L2级数据底板，以及重点水利工程L3级工程模型，为水利高质量发展提供了坚实数据支撑。当前，由于资金投入较大、开发难度偏易和建设成果显著等因素，算据的高时空感知、高精度感知、高智能感知“三高需求”被迅速关注，卫星遥感、航空遥感、无人机、无人船、倾斜摄影、北斗、先进传感器、物联网等先进技术应用广泛，对搭建数字孪生数据底板起到了巨大支撑作用。但与之对应的多观测融合、多协议互联、多主题交互“三多现状”，由于处于数据底板底层、开发难度较大等原因，重视程度仍需加强。构建天空地一体化水利感知网发展迅猛，但水利基础信息不全、准确性不高、数据标准不一致，不同业务和层级间存在数据“重采、重存”现象，与其他行业相关数据未能实现充分共享等问题仍旧存在。建设与物理世界交互精准性、同步性、及时性，构建全国统一、及时更新的数字孪生数据底板任重道远。要研究空天地海量传感器组网通信等集成管理技术，研究协同多源异构感知资源、数据融合和按需聚焦服务的新方法；要建立统一的元数据标准，过滤冗余数据、补充缺失数据、纠正异常数据、降低数据维度，形成统一标准格式的数据底板；要实现物理资源多种传感接入、业务分发、边缘计算及区域自治，实现高性能、低成本、高灵活性的边缘数据处理技术；要重视异常数据检测、数据融合容错机制、数据融合算法等技术的开发，为数字孪生提供高质量基础底图。模型攻关成果丰富算法智慧化知识化水平仍需升级应用牵引，智慧为王。通过推进水利专业模型技术攻关，目前我国已建成水文、水力学、泥沙动力学、水资源、水土保持、水环境、工程安全评价和参数优化等七大类多套水利专业模型，确保了模拟过程和物理过程实现高保真数字孪生建模，使数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生水利工程能够提供监控、仿真、预测、优化决策支持功能性服务，满足了水利治理管理的需要。但传统流域管理知识较为分散，缺乏统一整合和关联应用。流域防洪预案、典型水旱灾害事件的调度方案、专家经验、水利工程调度规则等主要以文件档案形式管理，难以在会商决策中及时调用和充分整合，对决策智能化的支撑不足。知识图谱旨在充分利用物联网承载的数据信息，以结构化方式刻画系统中的概念、实体、事件及其间的关系，为涉水行业产业链提供一种更有效的跨媒体大数据组织、管理及认知能力。知识图谱正逐步成为推动智慧水利人工智能发展的核心驱动力之一。因此，锚定智慧化模拟目标，构建水利业务知识库，提升算法的知识化水平，是进一步推进数字孪生水利智能化的关键。要认真剖析水利行业数据与知识的特性，更加重视认知推理、图计算、类脑计算以及演化计算的算法；要加强知识图谱标准化测试工具的建设，构建基于数据和事件的推理框架，融入模型算法、历史场景模式匹配、专家经验等方法，最终形成完整的智能决策推理系统，以事件为驱动，以数据反馈形成决策闭环，为数字孪生提供高质量智能算法支撑。“十四五”时期，必须持续推进“虚实映射、实时同步、共生演进、闭环优化”的数字孪生水利建设，以数字赋能水旱灾害防御、水资源集约节约利用、水资源优化配置、大江大河大湖生态保护治理，推动智慧水利向形态更高级、基础更牢固、保障更有利、功能更优化的阶段演进，支撑新时代水利高质量发展。（作者为华北水利水电大学管理与经济学院副院长、大数据与智能服务中心主任）

水利部办公厅关于推进数字孪生农村供水工程建设的通知2023-06-08 10:13
部直属各单位，各省、自治区、直辖市水利（水务）厅（局），新疆生产建设兵团水利局：　　为贯彻落实水利部党组关于智慧水利建设的决策部署，提升农村供水保障水平，按照《关于大力推进智慧水利建设的指导意见》《数字孪生水利工程建设技术导则(试行)》《水利业务“四预”基本技术要求（试行）》等要求，决定推进数字孪生农村供水工程建设，现就有关事项通知如下：　　一、重要意义　　数字孪生农村供水工程建设是智慧水利建设的重要内容，是推动农村供水高质量发展的必然要求。水利部等4部门《关于加快推进农村规模化供水工程建设的通知》要求，加快推进数字孪生供水系统建设，打造与物理工程相连的智慧化应用平台。《智慧水利建设顶层设计》要求，打造农村供水智慧管理样板，实现农村供水工程数字化管理。《全国“十四五”农村供水保障规划》提出，推动智慧供水系统建设，增强“四预”（预报、预警、预演、预案）能力。　　数字孪生农村供水工程是以物理供水工程为单元、时空数据为底板、数学模型为核心、水利知识为驱动，对物理供水工程全要素和建设运行全过程进行数字映射、智能模拟、前瞻预演，与物理供水工程同步仿真运行、虚实交互、迭代优化，实现对物理供水工程的实时监控、发现问题、优化调度的新型基础设施。　　近年来，各地加快完善农村供水工程体系，部分农村供水工程通过加强信息化建设，提高了生产运营管理、巡查管护、综合决策支撑水平。但总的来看，农村供水工程面广量大，运行管理水平参差不齐，信息化基础还不完善，资源共享、数据服务、智能应用和可视化表达能力较低，“四预”功能十分薄弱，亟需推进数字孪生农村供水工程建设，切实提高农村供水工程的数字化、网络化、智能化水平。　　二、建设目标　　按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”要求，以实现农村供水业务“四预”功能为目的，以数字化场景、智能化模拟、精准化决策为路径，以县级行政区域为单元，因地制宜、分步实施，用3年左右时间，新建或改造提升一批数字孪生农村供水工程，完善技术标准体系，建成可以共建共享的数据底板和数字孪生平台，迭代提升信息化基础设施，提高关键业务智能化和多级协同应用，增强数据共享和网络安全防护能力，提升农村供水工程效益和服务保障水平，为新阶段农村供水高质量发展提供数字赋能和支撑。　　三、基本原则　　一是统筹集约。按照“整合已建、统筹在建、规范新建”的要求，以县级行政区域为单元，充分整合现有的农村供水工程信息化基础设施、数据资源和应用系统，共享数字孪生流域、水网和水利工程建设已有成果，避免重复建设。　　二是先进实用。利用新一代信息技术，构建能够自主监测、故障预警与自处理、运行管理优化、各业务系统交互耦合的实现“四预”功能的先进系统，同时针对农村供水工程特点，兼顾易用、实用、管用。　　三是安全可靠。按照网络安全法等法律法规、标准规范要求，开展安全体系的研发应用。采用安全可靠的技术、产品和服务，保障传感器、控制器、通信网络、监控系统和数据算据安全。　　四是迭代升级。优先采取灵活可扩展的技术架构，并根据农村供水工程改扩建和信息技术发展等需求，按照尽力而为、量力而行的要求，适时升级优化系统。　　四、建设任务　　（一）构建和完善信息化基础设施　　构建完善包括监测感知体系、通信网络体系、信息基础环境等信息化基础设施，为农村供水工程数据采集、传输存储、计算分析、运行管理等提供基础支撑和算力保障。　　（二）搭建数字孪生平台　　根据农村供水不同应用需求，搭建包括数据底板、模型库、知识库、数字孪生引擎的数字孪生平台，利用三维仿真技术，对物理农村供水工程进行数字映射，利用模型平台和知识平台实现智慧模拟、仿真推演。　　（三）支撑智能业务应用　　建设综合调度管理、生产运营管理、供水服务管理、巡查管护等关键业务智能应用，结合实际需求持续扩展和升级完善，支持移动端应用，实现数字孪生平台和业务应用系统的协同管理和优化运营。　　（四）强化网络安全体系　　构建网络安全组织管理体系、安全技术体系和必要的安全运营体系、监督检查体系，根据系统受到破坏时受侵害程度确定系统安全等级，加强数据安全保护，全面保障数字孪生农村供水工程系统数据安全。　　（五）健全保障体系　　形成数字孪生农村供水工程建设管理制度、标准规范、组织机构及软硬件成套运维保障方案，加强专项培训和技术人才培养，保障共建共享。　　五、有关要求　　（一）择优遴选推进　　各省级水行政主管部门要以县级行政区域为单元，遴选一批信息化基础扎实、工程运行管理和服务水平好、地方积极性高的农村规模化供水工程，按照《数字孪生农村供水工程建设技术指南（试行）》（详见附件）等技术要求，统筹谋划稳步推进建设。具备条件共享已有数字孪生流域、水网、水利工程的信息化基础设施、数据底板、网络安全体系等成果的工程优先。　　（二）加强组织领导　　各省级水行政主管部门要协调解决数字孪生农村供水工程建设重大问题，组织成立专班，落实责任分工，明确时间节点，力争早建设完成、早发挥效益、早示范推广。水利部将建立与各流域管理机构、各省份的调度协商机制，加强跟踪指导。　　（三）加大资金投入　　各省级水行政主管部门要按照“十四五”农村供水保障规划要求，多渠道筹集资金，加快推进数字孪生农村供水工程建设，将信息化基础设施、数字孪生平台建设等纳入主体工程同步设计、同步建设、同步改造。加强政银企合作，完善定价机制，“两手发力”吸引科研院所和企业参与。　　（四）强化指导督导　　各省级水行政主管部门要组建专家库，开展技术培训，加强技术指导。水利部将建立数字孪生农村供水工程建设专家组，提供技术支持，并将各地数字孪生农村供水工程建设情况作为评优考核、预算安排的参考。　　（五）注重宣传推广　　各省级水行政主管部门要及时总结数字孪生农村供水工程建设经验做法。水利部及流域管理机构将适时组织交流研讨，开展典型案例遴选。先进实用的农村供水数字孪生系统平台、计算模型、关键设备设施等，纳入水利部科技成果推介目录，推荐在其他工程使用。　　各地推进数字孪生农村供水工程建设情况以及推进过程中对《数字孪生农村供水工程建设技术指南（试行）》的意见建议，请及时报告水利部。　　联系人：张学进 水利部农村水利水电司　　李晓琴 中国水利水电科学研究院　　联系电话：010-63202224，010-63202880水利部办公厅2023年5月30日附件：数字孪生农村供水工程建设技术指南（试行）.docx
责编：夏康平