數(shù)字孿生智慧水利信息化項(xiàng)目建設(shè)方案

項(xiàng)目編號(hào)：數(shù)字孿生智慧水利信息化項(xiàng)目1 43 44 45 46 48 2 67 803.4.3地下水庫(kù)工程運(yùn)行管理支撐模型 83 85 91 94 95 973.10開(kāi)發(fā)水資源管理與調(diào)配應(yīng)用子系統(tǒng) 98 33.11.1地下水庫(kù)工程三維模型建設(shè)及可視化展示 3.11.2地下水庫(kù)工程運(yùn)行管理數(shù)字化場(chǎng)景建設(shè) 3.12開(kāi)發(fā)河流域河湖健康動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)應(yīng)用子系統(tǒng) 4.7.3地下水庫(kù)工程運(yùn)行管理支撐模型 203 2074 215 2164.9.4機(jī)電設(shè)備BIM模型建立 2184.9.5河地下水庫(kù)工程地上地下一體化展示 219 222 225 2394.12.3地下水庫(kù)工程的管理運(yùn)行子系統(tǒng) 2444.12.4河湖健康動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)應(yīng)用子系統(tǒng) 246 4.16信息資源規(guī)劃及項(xiàng)目形成的信息資源目錄 253 256 2565 4.18.1與威海市智慧水利一期平臺(tái)對(duì) 2584.18.2與威海市城市運(yùn)行指揮平臺(tái)對(duì) 258 259 6.1.1數(shù)字孿生河流域項(xiàng)目硬件建設(shè)預(yù)算清單 2786.1.2數(shù)字孿生河流域項(xiàng)目軟件建設(shè)預(yù)算清單 288 6 1第一章項(xiàng)目背景及必要性2022年2月，水利部印發(fā)《水利部關(guān)于開(kāi)展數(shù)字孿生流域建設(shè)先行先試工作的通知》，正式啟動(dòng)數(shù)字孿生流域先行先試工作，計(jì)劃用兩年時(shí)間，在大江大河重點(diǎn)河段、主要支流開(kāi)展數(shù)字孿生流域建設(shè)先行先試，在重要水利工程開(kāi)展數(shù)字孿生水利工程先行先試?？紤]到威海市正在實(shí)施智慧水利一期、河綜合治理、河水系連通等在工程水利、數(shù)字水利建設(shè)上具備良好的基礎(chǔ)條件，水利業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景十分豐富，對(duì)防洪安全和水資源調(diào)配的數(shù)字化治理要求更加迫切，經(jīng)省水利廳推薦，水利部決定由我市承擔(dān)水利部“數(shù)字孿生流域建設(shè)設(shè)先行先試實(shí)施方案》已通過(guò)水利部專(zhuān)家審核。先行先試工作的主要任務(wù)包括，建設(shè)完善河水利信息化基礎(chǔ)設(shè)施，建立包括數(shù)字底板、模型平臺(tái)和知識(shí)平臺(tái)的河數(shù)字孿生平臺(tái)；建成具備“四預(yù)”功能的流域防洪應(yīng)用和水資源管理與調(diào)配應(yīng)用，建設(shè)河地下水庫(kù)工程調(diào)度管理和河河長(zhǎng)制監(jiān)管應(yīng)用，形成河流域“2+2”水利智能業(yè)務(wù)應(yīng)用，建成河數(shù)字孿生流域系統(tǒng)；主要目標(biāo)是，整體提升河流域智慧化管護(hù)水平，支撐威海市新階段水利高質(zhì)量發(fā)展，為全國(guó)中小河流數(shù)字孿生建設(shè)提供威海經(jīng)驗(yàn)、打造示范樣板。為順利完成上述試點(diǎn)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，急需開(kāi)展河數(shù)字孿生流域系統(tǒng)建設(shè)。2河屬山東半島獨(dú)流入海水系，為季風(fēng)區(qū)雨源型河流，是威海市市級(jí)河道。河發(fā)源于牟平昆崳山西麓的口，從牟平區(qū)的莒格莊、水道兩鄉(xiāng)鎮(zhèn)向南流經(jīng)乳山市境內(nèi)的下初鎮(zhèn)、馮家鎮(zhèn)、南黃鎮(zhèn)和文登區(qū)境內(nèi)的小觀鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，于文登區(qū)小觀鎮(zhèn)二王家村入黃海。干流全長(zhǎng)71km，流域面積635km2。其中威海市干流總長(zhǎng)48km，流域面積411km2（圖全流域共有14條支流，其中3條一級(jí)支流，自上而下依次為，坦埠河長(zhǎng)15km，流域面積39.7km2。3河流域內(nèi)山脈為昆崳山系，多為東南走向。其中山區(qū)丘陵占大部其地貌特征為：山區(qū)約占15.4%，丘陵占49.2%，主要分布于中上游一帶，下游及河口一帶的山間平原及濱海平原占35.4%，為本流域內(nèi)主要的耕作區(qū)；入?？诤０额?lèi)型為沙質(zhì)岸，潮間帶300～1000m，受風(fēng)浪沖擊，灘面不穩(wěn)定。河流域?qū)倥瘻貛Ъ撅L(fēng)區(qū)海洋性氣候，春季涼爽，風(fēng)多雨少，夏季炎熱，雨量集中，秋季少雨干旱，冬季寒冷，雨雪稀少。多年平均氣資料統(tǒng)計(jì)，河流域多年平均降水量為769.8mm，降水量年際變化較大，最大年降水量為1268.3mm（1964年最小年降水量為359.7mm（1999年豐枯比為3.5。降水量的年內(nèi)分配也極不均勻，主要集中在6~9月。汛期降水量占全年降水量的73.1％，而汛期降水量又主要集中在7～8月，7～8月降水量占全年降水量的50％以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，流域內(nèi)各雨量站多年平均年最大24小時(shí)面降水量為107.8mm，1997年實(shí)測(cè)年最大24小時(shí)面雨量為234.4mm，1967年實(shí)測(cè)年最大24小時(shí)面雨量為39.5mm，最大值是最小值的5.9倍。呈陡漲陡落型，次洪水過(guò)程持續(xù)時(shí)間較短，較大洪水歷時(shí)一般在304小時(shí)左右。河流域涉及煙臺(tái)市的莒格莊、水道和乳山市的下初、馮家、南黃及文登市的小觀等六個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。據(jù)《威海市河2018～2020年綜合整治萬(wàn)畝，農(nóng)民人均純收入2894元，流域內(nèi)農(nóng)業(yè)以糧食、花生、蠶繭、蔬菜及畜牧業(yè)為主，工業(yè)以輕工產(chǎn)品為主，流域內(nèi)工、農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值目前，河流域內(nèi)無(wú)水文站，無(wú)法采用本流域?qū)崪y(cè)資料進(jìn)行徑流分析。河地下水庫(kù)工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告根據(jù)龍角山水庫(kù)1956～2015年天然徑流量系列，采用水文比擬法分析計(jì)算出，河流域多年平均天然徑流量為17479萬(wàn)m3，折合徑流深為275.3mm。流域涉及的乳山市和文登區(qū)2020年用水總量分別為1.06億m3和1.10億m3。從用戶(hù)看，農(nóng)業(yè)用水占70%左右，生活用水占20%左右；從水源看，地表水供水也占70%左右，地下水占30%左右，以取用河道水為主。根據(jù)威海市河2018～2020年綜合整治方案，河干流共有固定取水口10個(gè)，其中工業(yè)取水口1個(gè)，城鎮(zhèn)生活取水口1生活用水大戶(hù)是南海寶泉水務(wù)有限公司?？傮w上看，河流域內(nèi)用水需求低、水資源開(kāi)發(fā)利用率不高。為緩5解威海市突出的水資源供需矛盾，充分利用雨洪資源，增加地下水儲(chǔ)水量，建設(shè)了河地下水庫(kù)工程和河地下水庫(kù)—母豬河地下水庫(kù)—米山水庫(kù)連通工程，將河水資源調(diào)配至威海市區(qū)。目前，河流域主要水利工程包括瓦善水庫(kù)和花家疃水庫(kù)2座中型水庫(kù)，南泥溝橡膠壩和灣頭橡膠壩2座橡膠壩和河三級(jí)地下水庫(kù)，工程分布圖如下圖所示。河流域內(nèi)建有中型水庫(kù)兩座，?。?）型水庫(kù)5座，?。?）型水庫(kù)37座，總控制流域面積167.84km3，總庫(kù)容4798.87萬(wàn)m3，興利6瓦善水庫(kù)是一座防洪、城市供水、農(nóng)業(yè)灌溉、漁業(yè)養(yǎng)殖等綜合運(yùn)用的多年調(diào)節(jié)中型水庫(kù)。水庫(kù)位于河干流，水庫(kù)控制流域面積37km2，年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇，水庫(kù)除險(xiǎn)加固后總庫(kù)容1198萬(wàn)m3，校核洪水位為111.24m；興利庫(kù)容860萬(wàn)m3，興利水位為110.17m；死庫(kù)容80萬(wàn)m3，死水位為102.97m?；翌端畮?kù)位于河支流老清河中游，水庫(kù)控制流域面積81km2。年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為1000年一遇，水庫(kù)除險(xiǎn)加固后總庫(kù)容1894死庫(kù)容37.2萬(wàn)m3，死水位為52.26m?；翌端畮?kù)樞紐工程由大壩、溢洪道和放水洞三個(gè)部分組成。大壩為土心墻壩，全長(zhǎng)171米，最大的漿砌石防浪墻，墻頂高程65.8米，迎水坡為干砌方塊石護(hù)坡，背水坡為草皮護(hù)坡。溢洪道位于大壩西側(cè)，型式為實(shí)用堰+溢洪閘，3大泄量1156立方米/秒。放水洞有東西兩座，均為鋼筋砼箱涵結(jié)構(gòu)，目前，瓦善水庫(kù)與花家疃水庫(kù)供水對(duì)象是農(nóng)業(yè)灌溉和城市用水。瓦善水庫(kù)灌區(qū)設(shè)計(jì)灌溉面積3萬(wàn)畝，最大實(shí)灌0.3萬(wàn)畝；花家疃水庫(kù)7設(shè)計(jì)年城市供水能力為600萬(wàn)m3，實(shí)際年城市供水能力為335萬(wàn)m3?；翌端畮?kù)是龍角山水庫(kù)的應(yīng)急水源，根據(jù)《山東省威海市乳山市花察設(shè)計(jì)咨詢(xún)中心，2008年12月城市供水能力為0.8萬(wàn)m3/水庫(kù)名稱(chēng)流域面積（km2）總庫(kù)容（萬(wàn)m3）興利庫(kù)容（萬(wàn)m3）所在位置1瓦善水庫(kù)煙臺(tái)牟平區(qū)2花家疃水庫(kù)乳山市馮家鎮(zhèn)3曲家口安夼水庫(kù)莒格莊鎮(zhèn)4瓦善于家塋水庫(kù)莒格莊鎮(zhèn)5福壽莊沙窩子水庫(kù)莒格莊鎮(zhèn)6院下水庫(kù)4莒格莊鎮(zhèn)7楊家夼后夼水庫(kù)莒格莊鎮(zhèn)8沙家南溝水庫(kù)莒格莊鎮(zhèn)9貴家莊西北夼水庫(kù)莒格莊鎮(zhèn)金家埠涼泉水庫(kù)莒格莊鎮(zhèn)張皮南夼水庫(kù)莒格莊鎮(zhèn)宮家溝萬(wàn)年福水庫(kù)莒格莊鎮(zhèn)向陽(yáng)張家夼水庫(kù)莒格莊鎮(zhèn)義和莊北夼水庫(kù)莒格莊鎮(zhèn)洼里東溝水庫(kù)莒格莊鎮(zhèn)瓦善西北夼水庫(kù)莒格莊鎮(zhèn)寶泉水庫(kù)小觀鎮(zhèn)華山水庫(kù)小觀鎮(zhèn)4下初鎮(zhèn)朝陽(yáng)山水庫(kù)下初鎮(zhèn)崮山寺水庫(kù)南黃鎮(zhèn)石城水庫(kù)馮家鎮(zhèn)北溝水庫(kù)下初鎮(zhèn)水晶布口水庫(kù)南黃鎮(zhèn)于家水庫(kù)大孤山鎮(zhèn)8五里河水庫(kù)南黃鎮(zhèn)西南溝水庫(kù)下初鎮(zhèn)西溝水庫(kù)下初鎮(zhèn)萬(wàn)家水庫(kù)馮家鎮(zhèn)王家庵水庫(kù)1馮家鎮(zhèn)馬家莊水庫(kù)馮家鎮(zhèn)西山水庫(kù)南黃鎮(zhèn)北寨水庫(kù)馮家鎮(zhèn)北夼水庫(kù)馮家鎮(zhèn)四清塂水庫(kù)1南黃鎮(zhèn)西北溝水庫(kù)27下初鎮(zhèn)西夼水庫(kù)6馮家鎮(zhèn)馮家鎮(zhèn)東北溝水庫(kù)下初鎮(zhèn)高家屯水庫(kù)南黃鎮(zhèn)西夼水庫(kù)6下初鎮(zhèn)北塂水庫(kù)6馮家鎮(zhèn)北留水庫(kù)馮家鎮(zhèn)西山水庫(kù)南黃鎮(zhèn)河地下水庫(kù)工程位于河下游，分為三級(jí)水庫(kù)，自上而下分別為廟東地下水庫(kù)、小觀地下水庫(kù)及東浪暖地下水庫(kù)，地上攔水建筑物分別為廟東節(jié)制閘（本次測(cè)量樁號(hào)9+750）、小觀橡膠壩工程（本次測(cè)量樁號(hào)6+200）及東浪暖擋潮閘（本次測(cè)量樁號(hào)2+500河地下水庫(kù)東浪暖擋潮閘以上流域面積為632km2（包含廟東節(jié)制閘以上流域面積625km2、小觀橡膠壩工程以上流域面積629km2）。9外調(diào)水瓦善水庫(kù)庫(kù)區(qū)村莊米山水庫(kù)外調(diào)水瓦善水庫(kù)庫(kù)區(qū)村莊米山水庫(kù)威海市區(qū)母豬河母豬河km2km2花家花家疃水庫(kù)南泥溝橡膠壩灣頭橡膠壩庫(kù)區(qū)庫(kù)區(qū)村莊廟東小觀東浪暖黃海用水戶(hù)地表水庫(kù)地下水庫(kù)天然河道 供水路線 外調(diào)水路線橡膠壩水系連通工程整治河段(20年一遇)河地下水庫(kù)工程是威海市河庫(kù)水系連通工程（河地下水庫(kù)-母豬河地下水庫(kù)-米山水庫(kù)連通）的重要組成部分。工程是省級(jí)重點(diǎn)水利工程項(xiàng)目，已于2021年11月開(kāi)工建設(shè)，計(jì)劃2022年底完工并投入使用。通過(guò)泵站將河地下水庫(kù)和母豬河地下水庫(kù)的水資源調(diào)入米山水可有效破解威海市水資源瓶頸制約，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。根據(jù)《威海市發(fā)展和改革委員會(huì)關(guān)于威海市河地下水庫(kù)工程可行性研究報(bào)告的批復(fù)》，河地下水庫(kù)蓄水庫(kù)容4215萬(wàn)m3，其中廟東地下水庫(kù)庫(kù)區(qū)最大庫(kù)容1555萬(wàn)m3（其中庫(kù)區(qū)1035萬(wàn)m3，上游回水區(qū)520萬(wàn)m3調(diào)蓄庫(kù)容1290萬(wàn)m3（其中庫(kù)區(qū)860萬(wàn)m3，上游回水區(qū)430萬(wàn)m3地表庫(kù)容390萬(wàn)m3；小觀地下水庫(kù)庫(kù)區(qū)最大庫(kù)容730萬(wàn)m3，調(diào)蓄庫(kù)容610萬(wàn)m3，地表庫(kù)容384萬(wàn)m3；東浪暖地下水庫(kù)庫(kù)區(qū)最大庫(kù)容900萬(wàn)m3，調(diào)蓄庫(kù)容720萬(wàn)m3，地表庫(kù)容256萬(wàn)m3。工程建成后，95%頻率來(lái)水情況下可供水量2167萬(wàn)m3，多年平均可供水量2923萬(wàn)m3。河道工程主要包括河道治理工程，2000年以前，當(dāng)?shù)卣M織群眾對(duì)河道進(jìn)行過(guò)多次治理，主要包括上世紀(jì)四十年代，左岸文登區(qū)的小觀一帶修筑部分河堤；上世紀(jì)五、六十年代，局部易發(fā)生洪災(zāi)段修筑了部分堤防；上世紀(jì)七十年代，右岸乳山市部分河段修筑了堤防。受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件的限制，河道治理標(biāo)準(zhǔn)偏低部分河堤受損嚴(yán)重。2004年，威海市按照20年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)對(duì)浪暖口～坦埠村段10.26km河道實(shí)施了治理，治理內(nèi)容主要包括堤防工程和河道清淤工程；2012年，乳山市按照20年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)對(duì)下初鎮(zhèn)4.05km河道實(shí)施了治理，治理內(nèi)容主要包括堤防工程及河道清淤工程。2017年，南海新區(qū)結(jié)合城市規(guī)劃，對(duì)河左岸浪暖大橋（樁號(hào)3+000）～小觀段（樁號(hào)8+750）堤防進(jìn)行了加寬加固，并配套了路面硬化工程。河雖然進(jìn)行了多次治理，形成了部分堤防，但是受資金等方面的約束，河道兩岸堤防不連續(xù)，尚未形成防洪封閉圈，不能完全達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。且受河道漫水橋等阻水建筑物的影響，部分河段淤積嚴(yán)重。另外河沿線地層巖性主要為砂質(zhì)，局部段岸受大水淘刷容易坍塌，存在險(xiǎn)工段。河干流上橡膠壩有兩座，分別位于南泥溝村南和灣頭村北。灣頭橡膠壩目前尚未完工，其設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇，壩前水位可達(dá)4.5米，河道回水區(qū)2.9公里，可攔蓄河水175萬(wàn)立方米，能充分利用雨洪資源，提升兩岸農(nóng)田的灌溉條件，保證水資源的合理調(diào)配，增加水面面積，改善生態(tài)環(huán)境，鞏固生態(tài)文明建設(shè)成果。南泥溝橡膠壩位于河干流馮家鎮(zhèn)東泥溝村南，按照20年一遇洪水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)修建，主要包括長(zhǎng)141米，高4.5米的橡膠壩一座，及防滲墻，左右岸翼墻，充排水泵房、管理房等。橡膠壩建成蓄水后，壩前水深能達(dá)到4.5米，河道回水區(qū)長(zhǎng)度3.1公里，可攔蓄庫(kù)容85萬(wàn)立方米，能夠提高雨洪資源利用率、穩(wěn)固河床、提升地下水位、改善兩岸農(nóng)田灌溉條件、提升河道生態(tài)環(huán)境。國(guó)家“十四五”規(guī)劃綱要明確提出“構(gòu)建智慧水利體系，以流域?yàn)閱卧嵘闇y(cè)報(bào)和智能調(diào)度能力”。水利部高度重視智慧水利建設(shè)，將推進(jìn)智慧水利建設(shè)作為推動(dòng)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的六條實(shí)施路徑之一，并將智慧水利作為新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的顯著標(biāo)志。2021年，水利部先后出臺(tái)了《關(guān)于大力推進(jìn)智慧水利建設(shè)的指導(dǎo)意四五”期間推進(jìn)智慧水利建設(shè)實(shí)施方案》等系列文件，明確了推進(jìn)智慧水利建設(shè)的時(shí)間表、路線圖、任務(wù)書(shū)、責(zé)任單。數(shù)字孿生流域是智慧水利的核心與關(guān)鍵，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。2021年12月，水利部召開(kāi)推進(jìn)數(shù)字孿生流域建設(shè)工作會(huì)議，要求大力推進(jìn)數(shù)字孿生流域建設(shè)，并部署各流域管理機(jī)構(gòu)、地方水行政主管部門(mén)和有關(guān)水利工程管理單位先行先試。2022年2月21日，水利部印發(fā)《水利部關(guān)于開(kāi)展數(shù)字孿生流域建設(shè)先行先試工作的通知》，正式啟動(dòng)數(shù)字孿生流域先行先試工作，計(jì)劃用2年時(shí)間，在大江大河重點(diǎn)河段、主要支流開(kāi)展數(shù)字孿生建設(shè)先行先試，在重要水利工程開(kāi)展數(shù)字孿生水利工程先行先試。據(jù)水利部《數(shù)字孿生流域建設(shè)先行先試臺(tái)賬》，全國(guó)共有94項(xiàng)先行先試任務(wù)，其中，數(shù)字孿生流域建設(shè)46項(xiàng)、數(shù)字孿生水利工程建設(shè)44項(xiàng)、水利部本級(jí)4項(xiàng)。為統(tǒng)一要求、明確標(biāo)準(zhǔn)，避免重復(fù)建設(shè)、信息孤島，2022年3針對(duì)數(shù)字孿生流域建什么、達(dá)到什么標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題，細(xì)化建設(shè)任務(wù)和具體內(nèi)容，并列出了主要建設(shè)指標(biāo)。根據(jù)上述文件，數(shù)字孿生流域是以物理流域?yàn)閱卧?、時(shí)空數(shù)據(jù)為底座、數(shù)學(xué)模型為核心、水利知識(shí)為驅(qū)動(dòng)，對(duì)物理流域全要素和水利治理管理活動(dòng)全過(guò)程進(jìn)行數(shù)字映射、智能模擬、前瞻預(yù)演，與物理流發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、優(yōu)化調(diào)度的新型基礎(chǔ)設(shè)施。通過(guò)智慧水利總體框架（圖1.1-5可以更好地理解數(shù)字孿生流域作用與組成。數(shù)字孿生流域是智慧水利建設(shè)的核心與關(guān)鍵，包括數(shù)字孿生平臺(tái)和信息化基礎(chǔ)設(shè)施；流域防洪、水資源管理與調(diào)配以及N項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用調(diào)用數(shù)字孿生流域提供的算據(jù)、算法、算力等資源。數(shù)字孿生平臺(tái)基于信息化基礎(chǔ)設(shè)施，利用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、遙感、數(shù)字仿真等技術(shù)，對(duì)物理流域全要素和水利治理管理活動(dòng)全過(guò)程進(jìn)行數(shù)字映射、智能模擬和前瞻預(yù)演，支撐水利數(shù)字孿生平臺(tái)主要由數(shù)據(jù)底板、模型平臺(tái)、知識(shí)平臺(tái)等三部分構(gòu)成，各組成部分功能與關(guān)聯(lián)為：數(shù)據(jù)底板匯聚水利信息網(wǎng)傳輸?shù)母黝?lèi)數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后為模型平臺(tái)和知識(shí)平臺(tái)提供數(shù)據(jù)服務(wù)；模型平臺(tái)利用數(shù)據(jù)底板成果，以水利專(zhuān)業(yè)模型反映物理流域的要素變化、活動(dòng)規(guī)律和相互關(guān)系，通過(guò)智能識(shí)別模型提升水利感知能力，利用模擬仿真引擎模擬物理流域的運(yùn)行狀態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)，并將以上結(jié)果通過(guò)可視化模型動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)；知識(shí)平臺(tái)匯集數(shù)據(jù)底板產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)、模型平臺(tái)分析計(jì)算結(jié)果，經(jīng)水利知識(shí)引擎處理形成知識(shí)圖譜、服務(wù)水利業(yè)務(wù)應(yīng)用。信息化基礎(chǔ)設(shè)施主要由水利感知網(wǎng)、水利信息網(wǎng)、信息化基礎(chǔ)設(shè)施各組成部分功能與關(guān)聯(lián)為：水利感知網(wǎng)負(fù)責(zé)采集數(shù)字孿生流域所需各類(lèi)數(shù)據(jù)；通過(guò)水利信息網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)字孿生平臺(tái)數(shù)據(jù)底板；水利云平臺(tái)負(fù)責(zé)提供數(shù)據(jù)計(jì)算和存儲(chǔ)資源。水利業(yè)務(wù)“四預(yù)”是智慧水利建設(shè)的重要組成部分，是數(shù)字孿生流域建設(shè)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，也是檢驗(yàn)數(shù)字孿生流域建設(shè)成果的主要預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案四者環(huán)環(huán)相扣、層層遞進(jìn)。其中，預(yù)報(bào)是基礎(chǔ)，對(duì)淹沒(méi)影響、位移形變等水安全要素進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，提高預(yù)報(bào)精度，延長(zhǎng)預(yù)見(jiàn)期，為預(yù)警工作贏得先機(jī)；預(yù)警是前哨，及時(shí)把預(yù)警信息直達(dá)水利工作一線和受影響區(qū)域的社會(huì)公眾，安排部署工程巡查、工程調(diào)度、人員轉(zhuǎn)移等工作，提高預(yù)警時(shí)效性、精準(zhǔn)度，為啟動(dòng)預(yù)演工作提邊界條件等，在數(shù)字孿生流域中對(duì)典型歷史事件場(chǎng)景下的水利工程調(diào)度進(jìn)行精準(zhǔn)復(fù)演，確保所構(gòu)建的模型系統(tǒng)準(zhǔn)確，對(duì)設(shè)計(jì)、規(guī)劃或未來(lái)預(yù)報(bào)場(chǎng)景下的水利工程運(yùn)用進(jìn)行模擬仿真，具備“正向”“逆向”功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，科學(xué)制定和優(yōu)化調(diào)度方案；預(yù)案是目的，依據(jù)預(yù)演確定的方案，考慮水利工程最新工況、經(jīng)濟(jì)社會(huì)情況，確定工程調(diào)度運(yùn)用、非工程措施和組織實(shí)施方式，確保預(yù)案的可操作性。通過(guò)水利業(yè)務(wù)“四預(yù)”功能的建設(shè)，保持?jǐn)?shù)字孿生流域與物理流域交互的精準(zhǔn)性、同步性、及時(shí)性，實(shí)現(xiàn)“預(yù)報(bào)精準(zhǔn)化、預(yù)警超前化、預(yù)演數(shù)字化、預(yù)案科學(xué)化”的“2+N”智能水利業(yè)務(wù)應(yīng)用，有力支撐智慧水利預(yù)警。明確任務(wù)。制定指標(biāo)。發(fā)布預(yù)警預(yù)案。工程調(diào)度運(yùn)用。非工程措施制定。組織實(shí)施預(yù)演為關(guān)鍵預(yù)警為前哨預(yù)案為目的預(yù)警水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估預(yù)報(bào)水安全要素趨勢(shì)研判預(yù)演水利調(diào)度方案模擬制定調(diào)度目標(biāo)、預(yù)演節(jié)點(diǎn)、邊界條件水安全要素預(yù)警。明確任務(wù)。制定指標(biāo)。發(fā)布預(yù)警預(yù)案。工程調(diào)度運(yùn)用。非工程措施制定。組織實(shí)施預(yù)演為關(guān)鍵預(yù)警為前哨預(yù)案為目的預(yù)警水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估預(yù)報(bào)水安全要素趨勢(shì)研判預(yù)演水利調(diào)度方案模擬制定調(diào)度目標(biāo)、預(yù)演節(jié)點(diǎn)、邊界條件水安全要素的實(shí)時(shí)、歷史與預(yù)報(bào)信息獲取洪災(zāi)、澇災(zāi)、旱災(zāi)、工程災(zāi)害、供水危機(jī)等水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估預(yù)報(bào)。明確任務(wù)。編制方案。作業(yè)預(yù)報(bào)水安全要素預(yù)測(cè)值預(yù)警要素預(yù)警閾值預(yù)案應(yīng)對(duì)措施與組織實(shí)施確定工程運(yùn)用次序確定工程運(yùn)用次序、時(shí)機(jī)、規(guī)則以及各類(lèi)非工程應(yīng)對(duì)措施和組織實(shí)施方式預(yù)報(bào)為基礎(chǔ)預(yù)演。構(gòu)建預(yù)演場(chǎng)景。模擬仿真。制定和優(yōu)化調(diào)度方案水利工程調(diào)度運(yùn)行數(shù)據(jù)水利工程調(diào)度運(yùn)行數(shù)據(jù)影響區(qū)水安全要素?cái)?shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)流域和區(qū)域規(guī)劃、專(zhuān)項(xiàng)規(guī)流域和區(qū)域規(guī)劃、專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃、水工程調(diào)度運(yùn)行計(jì)劃2.山東省內(nèi)數(shù)字孿生流域發(fā)展情況山東省水利廳按照國(guó)家和省委、省政府有關(guān)部署，積極開(kāi)展智慧水利建設(shè)，并于2020年11月通過(guò)了《山東省數(shù)字水利總體方案》和《山東省數(shù)字水利建設(shè)“十四五”規(guī)劃》，提出通過(guò)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)與水利管理深度融合，以水利數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)資源體系、網(wǎng)絡(luò)安全保障為支撐，以信息動(dòng)能推動(dòng)數(shù)字水利發(fā)展，充分發(fā)揮新一代信息化技術(shù)的驅(qū)動(dòng)引領(lǐng)作用，大力推進(jìn)高新技術(shù)與水利業(yè)務(wù)的深度融合，加快數(shù)字水利建設(shè)進(jìn)程?！渡綎|省數(shù)字水利建設(shè)“十四五”規(guī)劃》提出了“鞏基礎(chǔ)、理數(shù)據(jù)、強(qiáng)支撐、智應(yīng)用、健保障”的五大主要任務(wù)，鞏基礎(chǔ)，鞏固并提升數(shù)字水利基礎(chǔ)支撐能力；理數(shù)據(jù)，梳理并構(gòu)建數(shù)字水利數(shù)據(jù)資源體系；強(qiáng)支撐，強(qiáng)化數(shù)字水利應(yīng)用支撐能力；智應(yīng)用，提升水利業(yè)務(wù)數(shù)字化監(jiān)管與服務(wù)能力；健保障，健全數(shù)字水利保障體系；提出“數(shù)字水利新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程”“全省水利一體化業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)建設(shè)工程”“重點(diǎn)水利工程示范化運(yùn)行管理大平臺(tái)建設(shè)工程”三大類(lèi)18個(gè)重點(diǎn)工程。按照《水利部關(guān)于開(kāi)展數(shù)字孿生流域建設(shè)先行先試工作的通知》要求，山東省水利廳組織開(kāi)展了4項(xiàng)先行先試任務(wù)，包括數(shù)字孿生河、數(shù)字孿生小清河和數(shù)字孿生彌河3項(xiàng)數(shù)字孿生流域建設(shè)任務(wù)，以及數(shù)字孿生膠東調(diào)水工程1項(xiàng)數(shù)字孿生水利工程建設(shè)任務(wù)。威海市經(jīng)過(guò)多年的水利信息化建設(shè)，在水利感知、業(yè)務(wù)應(yīng)用和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面取得了一些進(jìn)展和效益，但總體來(lái)看，水利信息化、數(shù)字化、智慧化水平不高，與智慧水利要求有較大差距，主要體在以下幾個(gè)方面。透徹感知能力存在不足。河屬于中小河流，治理相對(duì)滯后，水利監(jiān)測(cè)站網(wǎng)的覆蓋范圍和監(jiān)測(cè)要素不全。在傳統(tǒng)水利監(jiān)測(cè)站網(wǎng)方面，流域內(nèi)尚無(wú)流量站，花家疃水庫(kù)均無(wú)流量觀測(cè)設(shè)施，地下水庫(kù)工程相關(guān)監(jiān)測(cè)設(shè)施正在建設(shè)完善之中。在新型監(jiān)測(cè)站網(wǎng)方面，高清視頻、無(wú)人機(jī)等新型監(jiān)控手段雖得到一定應(yīng)用，但整體智能化程度低，自動(dòng)化程度不高。應(yīng)急監(jiān)測(cè)裝備能力低、應(yīng)急監(jiān)測(cè)手段缺乏，應(yīng)急通信裝備和應(yīng)急搶險(xiǎn)通信保障能力嚴(yán)重不足。信息基礎(chǔ)設(shè)施“算力”薄弱。聯(lián)通河數(shù)字孿生平臺(tái)、監(jiān)測(cè)站點(diǎn)、水利工程、工程管理單位、相關(guān)業(yè)務(wù)部門(mén)的水利業(yè)務(wù)網(wǎng)亟待建立。工控網(wǎng)尚未覆蓋重要水利工程，河地下水庫(kù)工程自動(dòng)控制系統(tǒng)尚在建設(shè)之中。尚未充分利用威海市電子政務(wù)云的計(jì)算資源與存儲(chǔ)資源，建設(shè)水利子云，滿(mǎn)足水利大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和高性能計(jì)算需求。信息資源整合利用有待提升。分散建設(shè)信息基礎(chǔ)設(shè)施條塊分割、相互封閉，內(nèi)部整合不夠，形成多個(gè)數(shù)據(jù)孤島，制約了整體效益發(fā)揮，存在“重采重存、利用率不高”的現(xiàn)象。河流域相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)等尚未有效整合，跨行業(yè)數(shù)據(jù)共享不足。各類(lèi)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不一致，水利基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不統(tǒng)一，水利對(duì)象代碼未統(tǒng)一，影響數(shù)據(jù)匯聚治理。業(yè)務(wù)應(yīng)用智能化水平不高。雖已在水資源管理節(jié)約、水生態(tài)保護(hù)、水旱災(zāi)害防御等方面建立了相應(yīng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，但大多停留在信息采集管理層面，信息技術(shù)和水利業(yè)務(wù)融合不深入，流域水文、水動(dòng)力、水資源等水利專(zhuān)業(yè)模型未系統(tǒng)構(gòu)建，不能全流程支撐業(yè)務(wù)工作，綜合分析和決策支持能力不強(qiáng)，距離實(shí)現(xiàn)“四預(yù)”功能的差距較大。而且，現(xiàn)有業(yè)務(wù)應(yīng)用主要面向威海市全市，尚無(wú)專(zhuān)門(mén)針對(duì)河流域的業(yè)務(wù)應(yīng)用。保障體系有待完善。體制機(jī)制不夠健全，適應(yīng)智慧水利建設(shè)的組織體系、規(guī)章制度、考核體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等仍不夠完善，與新一代信息技術(shù)應(yīng)用要求相配套的水利裝備、物聯(lián)通信、網(wǎng)絡(luò)安全、應(yīng)用支撐、系統(tǒng)建設(shè)等方面的技術(shù)和管理標(biāo)準(zhǔn)不夠。資金投入不足，相對(duì)水利工程建設(shè)，水利網(wǎng)信建設(shè)總體投入比重偏低，持續(xù)投入不足。運(yùn)維體系不完善，重建設(shè)輕運(yùn)維的現(xiàn)象普遍存在，運(yùn)維隊(duì)伍不健全，運(yùn)維技術(shù)水平和效率不1.3必要性和可行性1.是實(shí)現(xiàn)河流域防洪從被動(dòng)應(yīng)對(duì)向主動(dòng)防御轉(zhuǎn)變，牢牢守住不發(fā)生系統(tǒng)性洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)“底線”的迫切需要。河屬山溪性雨源型河流，暴雨洪水多發(fā)，突發(fā)性強(qiáng)，陡漲陡落，持續(xù)時(shí)間短，防御難度大。雖然歷經(jīng)多年治理，但大部分河段防洪標(biāo)準(zhǔn)仍然較低，只有20年一遇，部分尚未系統(tǒng)治理的河段防洪標(biāo)準(zhǔn)更低（如史家疃以上河段無(wú)法抵御較大洪水。一旦發(fā)生較大洪水，極易成災(zāi)，嚴(yán)重威脅到河沿河兩岸22多萬(wàn)人口、28.84萬(wàn)畝耕地和桃威鐵路、309國(guó)道、青威高速等重要基礎(chǔ)設(shè)施安全，災(zāi)害損失無(wú)法預(yù)估。根據(jù)《山東省洪水調(diào)查資料》（1982年）以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查，河自1940、1959、1965、1980和2012等6場(chǎng)較大洪水，導(dǎo)致漫堤決口，對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦纳?cái)產(chǎn)安全造成很大危害。2011年7月25日，乳山市遭受1937年有歷史記載以來(lái)最強(qiáng)降雨襲擊，24小時(shí)最大降水量達(dá)到359.5毫米，引發(fā)嚴(yán)重洪澇災(zāi)害，共造成6人死亡，35萬(wàn)人受災(zāi)，房屋損壞4.8萬(wàn)間，莊稼淹沒(méi)6380公頃，600多輛車(chē)輛受損；4條道路因橋涵沖毀導(dǎo)致交通中斷，桃威鐵路路基塌方7處共200余米；34家工業(yè)企業(yè)、6處商廈不同程度受損。建設(shè)數(shù)字孿生流域，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案等防洪非工程措施建設(shè)，實(shí)現(xiàn)防洪“四預(yù)”功能，是對(duì)現(xiàn)有防洪工程體系不完善、防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低的重要補(bǔ)充，是防御具有突發(fā)性、高強(qiáng)度、預(yù)見(jiàn)期短特征洪水的有效手段，是牢牢守住不發(fā)生系統(tǒng)性洪澇災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)底線，實(shí)現(xiàn)被動(dòng)防御向主動(dòng)防御轉(zhuǎn)變，保證河流域防洪安全的重要措施。2.是支撐河地下水庫(kù)工程和水系連通工程科學(xué)運(yùn)行調(diào)度，保障威海市區(qū)供水安全的迫切需要。河是我市境內(nèi)水資源儲(chǔ)量十分豐富且尚未得到大規(guī)模開(kāi)發(fā)的較大河流，開(kāi)發(fā)利用潛力很大。為緩解威海市日益突出的水資源供需矛盾，充分?jǐn)r蓄河流域的雨洪資源、增加地下水儲(chǔ)水量，自2020年起，我市在該流域建設(shè)了河地下水庫(kù)工程和河地下水庫(kù)—母豬河地下水庫(kù)—米山水庫(kù)連通工程，通過(guò)泵站和管道工程將河地下水庫(kù)和母豬河地下水庫(kù)的水調(diào)入米山水庫(kù)，用以保障威海市區(qū)、南海新區(qū)及文登區(qū)生產(chǎn)生活用水需求。工程建成后，將形成跨流域、多水源（地表水、地下水、外調(diào)水）水資源調(diào)配格局，新增供水能力2815萬(wàn)m3，可有效緩解我市水資源緊缺局面。河流域水量雖然豐富，但水情十分復(fù)雜，蓄水與防洪歷來(lái)是一個(gè)很難調(diào)控的水利科研難題。經(jīng)國(guó)家、省級(jí)水利專(zhuān)家多次調(diào)研論證，亟需建設(shè)河數(shù)字孿生流域，建立水資源管理調(diào)配“四預(yù)”應(yīng)用，通過(guò)提前準(zhǔn)確預(yù)報(bào)工程來(lái)水情況和社會(huì)經(jīng)濟(jì)需水，統(tǒng)籌考慮流域內(nèi)外水資源供需形勢(shì)，聯(lián)合調(diào)度流域內(nèi)外地表地下供水工程，聯(lián)合調(diào)配地表水、地下水、外調(diào)水等多種水源，考慮現(xiàn)狀蓄水、未來(lái)來(lái)水和需求等情況，及時(shí)精準(zhǔn)對(duì)干旱缺水狀況與影響進(jìn)行預(yù)警，從水資源供給與需求兩側(cè)，科學(xué)有效制定水資源調(diào)配與工程調(diào)度預(yù)案，實(shí)現(xiàn)工程預(yù)期目標(biāo)，最大程度發(fā)揮工程效益，為威海市區(qū)、文登城區(qū)和南海新區(qū)的發(fā)展提供可靠的水資源支撐保3.是復(fù)蘇河流域河湖生態(tài)，打造“生命之河”的迫切需要。河是威海市境內(nèi)的三條骨干河流之一，河流長(zhǎng)度位居第一，被沿岸人民喻為“生命之河”。長(zhǎng)期以來(lái)，由于監(jiān)管主體多元、監(jiān)管責(zé)任交叉、監(jiān)管手段落后，流域內(nèi)人為侵占河道、攔河造地、傾倒垃圾、非法采砂等“四亂”問(wèn)題一直十分突出。河湖長(zhǎng)制實(shí)施以來(lái)，我市堅(jiān)持市縣鎮(zhèn)三級(jí)聯(lián)動(dòng)，鼓勵(lì)引導(dǎo)群眾參與監(jiān)督，重拳整治河湖問(wèn)題，深入開(kāi)展清河行多人次，累計(jì)排查出各類(lèi)河湖“四亂”問(wèn)題879處，逐一整改銷(xiāo)號(hào)，實(shí)現(xiàn)河湖違法問(wèn)題階段性清零。防止河湖“四亂”問(wèn)題死灰復(fù)燃，長(zhǎng)效保持治理效果，提升河湖監(jiān)管智慧化水平，是河湖長(zhǎng)制深入實(shí)施中亟待解決的問(wèn)題。通過(guò)智慧水利一期項(xiàng)目建設(shè)，河市管段17公里河道智慧化監(jiān)管水平得到極大提升，但調(diào)研發(fā)現(xiàn)其余54公里河道主要還是依靠人工巡河，管理手段和技術(shù)設(shè)備相對(duì)落后，耗費(fèi)大量人力物力，無(wú)法做到全流域?qū)崟r(shí)監(jiān)控管理。為此，亟需建立完善全流域、上下游一體化的河道水利感知網(wǎng)絡(luò)，利用數(shù)字孿生平臺(tái)，實(shí)時(shí)監(jiān)控河道內(nèi)采砂、傾倒垃圾、水面漂浮物、人員落水等問(wèn)題，并依靠智能算法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化、科學(xué)化的決策，全面提高全流域河湖監(jiān)督管理智慧化水平，凝聚各方力量、共同實(shí)現(xiàn)這條“生命之河”的水清岸綠、永久安瀾。4.是防止國(guó)有資源盜采流失、維護(hù)社會(huì)和諧穩(wěn)定的迫切需要。河流域內(nèi)儲(chǔ)藏著大量?jī)?yōu)質(zhì)的河砂資源。受利益驅(qū)使，近幾年來(lái)盜采河砂現(xiàn)象日益猖獗，部分不法分子唯利是圖、鋌而走險(xiǎn)，采取極端手段瘋狂盜采河砂。無(wú)序開(kāi)采、私挖亂采造成河床高低不平、河流走向混亂、河岸崩塌、河堤破壞，嚴(yán)重影響河勢(shì)穩(wěn)定，威脅橋梁、涵閘、碼頭等涉河重要基礎(chǔ)設(shè)施安全，還屢屢發(fā)生人員溺水事件，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅2010年以來(lái)，該流域上下游因河床破壞積水變深、突發(fā)洪水、警示不到位等原因?qū)е?4人溺水死亡，40多個(gè)家庭承受喪失親人的巨大悲痛。尤其嚴(yán)峻的是，河非法采砂引發(fā)了大量刑事治安案件、涉黑、涉惡、涉暴案件，嚴(yán)重威脅到沿河兩岸群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，引發(fā)了一系列矛盾糾紛，影響了黨群干群關(guān)系，腐蝕了一批基層黨員干部，嚴(yán)重?fù)p害了黨和政府在基層的公信力，甚至威脅到基層政權(quán)的穩(wěn)定。人民群眾對(duì)此深?lèi)和唇^，通過(guò)12345熱線、來(lái)信來(lái)訪甚至越級(jí)上訪等途徑，不斷向國(guó)家、省、市、縣等上級(jí)政法、公安、信訪、水利等部門(mén)舉報(bào)，成為影響社會(huì)穩(wěn)定的一個(gè)重大風(fēng)險(xiǎn)隱患，隨時(shí)都有可能被引爆。為打擊治理非法采砂，水利、信訪、公安、國(guó)土等政府機(jī)關(guān)為此投入大量人力、財(cái)力和精力，雖然取得一定成效，但仍然面臨不少的困難。一是建筑市場(chǎng)對(duì)砂石料的高需求，導(dǎo)致砂石價(jià)格暴漲，河道采砂成為一個(gè)暴利行業(yè)，不法分子利用各種地理和氣候條件與執(zhí)法人員打游擊戰(zhàn)，甚至暴力抗法。二是采砂管理和執(zhí)法人員嚴(yán)重不足。由于采砂管理點(diǎn)多面廣，現(xiàn)有執(zhí)法力量嚴(yán)重不足，難以應(yīng)對(duì)猖獗的非法采砂行為。三是巡查執(zhí)法裝備和手段落后。當(dāng)前對(duì)非法采砂的打擊主要采用沿河道巡查，效率較低，取證手段不足，對(duì)非法分子形成威懾的能力還有待加強(qiáng)。抓住建設(shè)全國(guó)數(shù)字孿生流域試點(diǎn)的機(jī)遇，通過(guò)建立完善河道水利感知網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化、科學(xué)化管控，對(duì)盜采亂采河砂行為做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處置，就可以極大消除上述隱患，全面提高監(jiān)管效率，從根本上解決長(zhǎng)期困擾各級(jí)政府部門(mén)的非法采砂監(jiān)管治理難題，還行洪安全于河，還和諧穩(wěn)定于民，還稀缺資源于國(guó)。5.是提升威海在全國(guó)的形象地位、打造全國(guó)中小河流數(shù)字孿生流域建設(shè)示范樣板的迫切需要。水利部高度重視智慧水利建設(shè)，將推進(jìn)智慧水利建設(shè)作為推動(dòng)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的六條實(shí)施路徑之一，并將智慧水利作為新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的顯著標(biāo)志。數(shù)字孿生流域是智慧水利的核心與關(guān)鍵，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。2022年2月，水利部印發(fā)《水利部關(guān)于開(kāi)展數(shù)字孿生流域建設(shè)先行先試工作的通知》，正式啟動(dòng)數(shù)字孿生流域先行先試工作，在全國(guó)確定了46個(gè)流域，開(kāi)展數(shù)字孿生流域建設(shè)先行先試工作。我市數(shù)字孿生河流域入選水利部數(shù)字孿生流域建設(shè)先行先試項(xiàng)目。按照水利部驗(yàn)收總結(jié)，評(píng)選優(yōu)秀成果，并進(jìn)行推廣應(yīng)用和獎(jiǎng)勵(lì)表彰。市委、市政府對(duì)該試點(diǎn)項(xiàng)目高度重視，專(zhuān)題聽(tīng)取了《數(shù)字孿生河建設(shè)先行先試實(shí)施方案》編制情況匯報(bào)，要求抓住試點(diǎn)機(jī)遇，抓好項(xiàng)目建設(shè)，大幅提升我市水利智慧化、現(xiàn)代化管理水平，服務(wù)全市高質(zhì)量發(fā)展。作為全國(guó)智慧水利的重點(diǎn)項(xiàng)目和示范工程，項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中水利部將開(kāi)展技術(shù)指導(dǎo)、中期評(píng)估、驗(yàn)收總結(jié)、監(jiān)督檢查、經(jīng)驗(yàn)推廣等，并視項(xiàng)目完成情況，給予項(xiàng)目承擔(dān)單位政策優(yōu)惠和資金獎(jiǎng)補(bǔ)。通過(guò)高質(zhì)量完成試點(diǎn)項(xiàng)目，必將極大推動(dòng)我市數(shù)字水利行業(yè)發(fā)展。6.是加強(qiáng)河流域統(tǒng)一管理，補(bǔ)齊我市智慧水利短板弱項(xiàng)的迫切需要。河是我市境內(nèi)唯一一條跨市河流，涉及煙臺(tái)、威海兩市，也是唯一一條跨區(qū)縣河流，分屬威海市、文登區(qū)、乳山市、南海新區(qū)等，多層級(jí)、多區(qū)域、條塊化的行政管理模式，必然導(dǎo)致上下游、左右岸各自為政，難以從全流域著眼進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一治理、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一管理，無(wú)法發(fā)揮最大效益。尤其是河地下水庫(kù)—母豬河地下水庫(kù)—米山水庫(kù)水系連通工程的建設(shè)，使河管理變成一個(gè)跨流域問(wèn)題。通過(guò)建設(shè)河數(shù)字孿生流域，將分散在上下游、左右岸、地表地下、甚至相鄰的母豬河流域的問(wèn)題和需求，在一個(gè)數(shù)字化流域中進(jìn)行統(tǒng)籌，為決策提供“虛擬實(shí)驗(yàn)”環(huán)境，為流域統(tǒng)一管理提供有力支持。另外，我市境內(nèi)無(wú)大江大河，全部是中小河流。長(zhǎng)期以來(lái)，中小河流治理投入不足，導(dǎo)致水利信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化工作是短板弱項(xiàng)。就河而言，主要是：透徹感知能力存在不足，水利監(jiān)測(cè)站網(wǎng)的覆蓋范圍和監(jiān)測(cè)要素不全；水利業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)互不聯(lián)通、工控網(wǎng)尚未覆蓋重要水利工程，特別是河地下水庫(kù)工程自動(dòng)控制系統(tǒng)尚未完成；業(yè)務(wù)應(yīng)用智能化水平不高，雖已在水資源管理節(jié)約、水生態(tài)保護(hù)、水旱災(zāi)害防御等方面建立了相應(yīng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，但大多停留在信息采集管理層面，信息技術(shù)和水利業(yè)務(wù)融合不深入，流域水文、水動(dòng)力、水資源等水利專(zhuān)業(yè)模型未系統(tǒng)構(gòu)建，不能全流程支撐業(yè)務(wù)工作，綜合分析和決策支持能力不強(qiáng)，距離實(shí)現(xiàn)“四預(yù)”功能的差距較大。同時(shí)，現(xiàn)有業(yè)務(wù)應(yīng)用主要面向全市，尚無(wú)專(zhuān)門(mén)針對(duì)河流域的業(yè)務(wù)應(yīng)用。通過(guò)建設(shè)河數(shù)字孿生流域，可以極大提升行業(yè)治理能力和治理體系現(xiàn)代化水平，為數(shù)字政府建設(shè)提速，為高質(zhì)量發(fā)展助力。習(xí)近平總書(shū)記在黨的十九大報(bào)告中明確提出要建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、數(shù)字中國(guó)、智慧社會(huì)，黨中央對(duì)實(shí)施網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略作出全面部署，2018年中央一號(hào)文件明確提出實(shí)施智慧農(nóng)業(yè)林業(yè)水利工程。國(guó)家“十四五”規(guī)劃綱要明確提出“構(gòu)建智慧水利體系，以流域?yàn)閱卧嵘闇y(cè)報(bào)和智能調(diào)度能力”。數(shù)字孿生流域建設(shè)是智慧水利建設(shè)的核心與關(guān)鍵，建設(shè)數(shù)字孿生流域是貫徹落實(shí)黨中央決策部署的必然要求。水利部高度重視智慧水利建設(shè)，部署開(kāi)展先行先試工作，出臺(tái)了系列技術(shù)指導(dǎo)文件，為數(shù)字孿生河流域建設(shè)提供了指導(dǎo)借鑒。2020年，啟動(dòng)了智慧水利先行先試工作，計(jì)劃用2年時(shí)間，在長(zhǎng)江水利委員會(huì)、黃河水利委員會(huì)、太湖流域管理局3個(gè)流域管理機(jī)構(gòu)，浙江省、福建省、廣東省、貴州省、寧夏回族自治區(qū)5個(gè)省級(jí)水利部門(mén)，深圳市、寧波市、蘇州市3個(gè)市級(jí)水利部門(mén)，開(kāi)展實(shí)施36項(xiàng)先行先試任務(wù)。2021年，先后出臺(tái)了《關(guān)于大力推進(jìn)智慧水利建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》《智慧水利建設(shè)頂層設(shè)實(shí)施方案》等系列文件，明確了推進(jìn)智慧水利建設(shè)的時(shí)間表、路線圖、任務(wù)書(shū)、責(zé)任單。數(shù)字孿生流域建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。為指導(dǎo)數(shù)字孿生流域建設(shè)，2022年，制定出臺(tái)了《數(shù)字孿生流域建設(shè)技術(shù)大綱（試本技術(shù)要求（試行）》等技術(shù)指導(dǎo)文件。威海市高度重視數(shù)字水利建設(shè)，已部署開(kāi)展了相關(guān)建設(shè)任務(wù)。編制了《威海市智慧水利一期項(xiàng)目信息系統(tǒng)建設(shè)方案》。制定了《威海市“十四五”水利水務(wù)發(fā)展規(guī)劃》，提出了四項(xiàng)建設(shè)任務(wù)，規(guī)劃了兩期智慧水利一是建設(shè)數(shù)字水利新型基礎(chǔ)設(shè)施。補(bǔ)充完善雨量、水位、流量、水質(zhì)、墑情、水利工程安全等監(jiān)測(cè)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)涉水信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；構(gòu)建水利數(shù)據(jù)平臺(tái)，提升數(shù)據(jù)服務(wù)能力。加強(qiáng)水利業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)和省政務(wù)云融合工作，提升基礎(chǔ)支撐能力。建設(shè)水利“一張圖”，強(qiáng)化水利空間信息協(xié)同共享能力。二是建設(shè)水利一體化業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)。融合現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)，形成以水災(zāi)害防御、水資源保障、水生態(tài)保護(hù)、水工程監(jiān)管、水政務(wù)協(xié)同、水公共服務(wù)為核心的水利業(yè)務(wù)管理體系，實(shí)現(xiàn)跨層級(jí)、跨業(yè)務(wù)信息共享，促進(jìn)全市水利業(yè)務(wù)融合協(xié)同，全面提高水利管理服務(wù)能力。三是建設(shè)重點(diǎn)水利工程示范化運(yùn)行管理平臺(tái)。對(duì)水庫(kù)、供水、調(diào)水等工程按類(lèi)別進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)督管理，隨時(shí)掌握水利工程管理動(dòng)態(tài)，提升對(duì)工程的現(xiàn)代化管理能力。四是健全安全保障體系。完善數(shù)字水利建設(shè)的網(wǎng)絡(luò)安全體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系和運(yùn)維保障體系，形成立體化安全防護(hù)，確保數(shù)字水利建設(shè)安全穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展。五是分兩期開(kāi)展威海市智慧水利建設(shè)項(xiàng)目。一期重點(diǎn)建設(shè)2個(gè)系統(tǒng)：一是水資源精細(xì)化管控系統(tǒng)，以水資源調(diào)配模型、水質(zhì)分析模型等專(zhuān)業(yè)模型為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)取水、排水、供水、用水等水資源信息的全面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；融合各類(lèi)數(shù)據(jù)，以微服務(wù)架構(gòu)的方式對(duì)各類(lèi)水資源管理業(yè)務(wù)進(jìn)行整合，構(gòu)建水資源精細(xì)化、鏈條式管控平臺(tái)。二是基于三維模型的重點(diǎn)河湖水生態(tài)保護(hù)系統(tǒng)，對(duì)威海市市級(jí)骨干河道河進(jìn)行試點(diǎn)工程建設(shè)，構(gòu)建重點(diǎn)河湖三維模型，實(shí)景展示試點(diǎn)水域岸線、河道、水土現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)試點(diǎn)工程立體化監(jiān)測(cè)。二期是推進(jìn)信息技術(shù)與水利業(yè)務(wù)深度融合，建設(shè)天地一體化的水利物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)大中型水庫(kù)主要入庫(kù)河流水量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和庫(kù)區(qū)水文監(jiān)測(cè)全覆蓋，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析和云計(jì)算，構(gòu)建覆蓋全域的水災(zāi)害防御風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng)。1.國(guó)家層面支持項(xiàng)目建設(shè)的文件年4月，在全國(guó)網(wǎng)絡(luò)安全和信息化會(huì)議上，習(xí)近平總書(shū)記深入闡述了網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略思想，對(duì)實(shí)施網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略做出了全面部署，指出“沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)安全就沒(méi)有國(guó)家安全，沒(méi)有信息化就沒(méi)有現(xiàn)代化”。《國(guó)家“十四五”規(guī)劃綱要》明確提出“堅(jiān)定不移建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)、質(zhì)量強(qiáng)國(guó)、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、數(shù)字中國(guó)”“構(gòu)建智慧水利體系，以流域?yàn)閱卧嵘闇y(cè)報(bào)和智能調(diào)度能力”。水利部高度重視智慧水利建設(shè)，將推進(jìn)智慧水利建設(shè)作為推動(dòng)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的六條實(shí)施路徑之一，并將智慧水利作為新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的顯著標(biāo)志。2021年，水利部先后出臺(tái)了《關(guān)于大力推進(jìn)智建設(shè)規(guī)劃》《“十四五”期間推進(jìn)智慧水利建設(shè)實(shí)施方案》等系列文件，明確了推進(jìn)智慧水利建設(shè)的時(shí)間表、路線圖、任務(wù)書(shū)、責(zé)任單，將數(shù)字孿生流域建設(shè)作為智慧水利的核心與關(guān)鍵。2021年12月，水利部召開(kāi)推進(jìn)數(shù)字孿生流域建設(shè)工作會(huì)議，要求大力推進(jìn)數(shù)字孿生流域建設(shè)，聚焦“2+N”水利業(yè)務(wù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)“四預(yù)”全覆蓋。2022年2月21日，水利部印發(fā)《水利部關(guān)于開(kāi)展數(shù)字孿生設(shè)先行先試工作的通知》，正式啟動(dòng)數(shù)字孿生流域先行先試工作，計(jì)劃用2年時(shí)間，在大江大河重點(diǎn)河段、主要支流開(kāi)展數(shù)字孿生建設(shè)先行先試，在重要水利工程開(kāi)展數(shù)字孿生水利工程先行先試。為統(tǒng)一要求、明確標(biāo)準(zhǔn)，避免重復(fù)建設(shè)、信息孤島，2022年3月，水利部組織編制了《數(shù)字孿生流域建設(shè)技術(shù)大綱（試行）》，重點(diǎn)針對(duì)數(shù)字孿生流域建什么、達(dá)到什么標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題，細(xì)化建設(shè)任務(wù)和具體內(nèi)容，并列出了主要建設(shè)指標(biāo)。水利業(yè)務(wù)“四預(yù)”是智慧水利建設(shè)的重要組成部分，是數(shù)字孿生流域建設(shè)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，也是檢驗(yàn)數(shù)字孿生流域建設(shè)成果的主要標(biāo)準(zhǔn)。為細(xì)化水利業(yè)務(wù)“四預(yù)”功能的主要內(nèi)容、技術(shù)要求等，2022年3月水項(xiàng)目建設(shè)成果、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及數(shù)據(jù)維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行●《水利部關(guān)于印發(fā)〈數(shù)字孿生流域共建共享管理辦法（試行）〉的通知》（水信息〔2022〕146號(hào)）●《水利部關(guān)于印發(fā)〈數(shù)字孿生流域建設(shè)技術(shù)大綱（試行）〉的通知》（水信息〔2022〕147號(hào)）●《水利部關(guān)于印發(fā)〈數(shù)字孿生水利工程建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則（試行）〉的通知》（水信息〔2022〕148號(hào)）●《水利部關(guān)于印發(fā)〈水利業(yè)務(wù)“四預(yù)”基本技術(shù)要求（試行）的通知〉》（水信息〔2022〕149號(hào)）等文件要求。2.山東省層面支持項(xiàng)目建設(shè)的文件2021年10月，山東省水利廳印發(fā)實(shí)施了《山東省數(shù)字水利建設(shè)“十四五”規(guī)劃》（文號(hào)提出了“鞏基礎(chǔ)、理數(shù)據(jù)、強(qiáng)支撐、智應(yīng)用、健保障”的五大主要任務(wù)，鞏基礎(chǔ)，鞏固并提升數(shù)字水利基礎(chǔ)支撐能力；理數(shù)據(jù)，梳理并構(gòu)建數(shù)字水利數(shù)據(jù)資源體系；強(qiáng)支撐，強(qiáng)化數(shù)字水利應(yīng)用支撐能力；智應(yīng)用，提升水利業(yè)務(wù)數(shù)字化監(jiān)管與服務(wù)能力；健保障，健全數(shù)字水利保障體系；提出“數(shù)字水利新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程”“全省水利一體化業(yè)務(wù)應(yīng)用平臺(tái)建設(shè)工程”“重點(diǎn)水利工程示范化運(yùn)行管理大平臺(tái)建設(shè)工程”三大類(lèi)18個(gè)重點(diǎn)工程。3.威海市支持項(xiàng)目建設(shè)的文件早在2017年威海市政府就發(fā)布《威海市人民政府關(guān)于促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展的意見(jiàn)》，其中提出全面強(qiáng)化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，積極推動(dòng)大數(shù)據(jù)在水利服務(wù)、社會(huì)治理和產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用，催生大數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的新業(yè)態(tài)、新模式。完善大數(shù)據(jù)采集機(jī)制，建設(shè)全市統(tǒng)一的水利數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，提高數(shù)據(jù)收集、整理、清洗、轉(zhuǎn)換能力。2021年《威海市大數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用突破行動(dòng)方案》明確指出，提升公共視頻資源整合能力、打造智能化視頻圖像分析平臺(tái)、打造專(zhuān)業(yè)化大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，深入開(kāi)展大數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用，打造一批典型應(yīng)用場(chǎng)景和解決方案，形成一批具有創(chuàng)新性、可復(fù)制的數(shù)據(jù)服務(wù)案例，推動(dòng)數(shù)據(jù)威海建設(shè)不斷取得新突破、新成效。2021年《數(shù)字威海2021行動(dòng)方案》中要求，推動(dòng)天地空一體化水利感知網(wǎng)、水利云網(wǎng)融合提升改造，加快智慧水利數(shù)據(jù)服務(wù)能力提升建設(shè)。2022年5月，我局申報(bào)的數(shù)字孿生河成功入選水利部數(shù)字孿生流域建設(shè)試點(diǎn)，組織編制的《數(shù)字孿生河建設(shè)先行先試實(shí)施方案》通過(guò)審查。實(shí)施方案分析了河數(shù)字孿生流域建設(shè)的需求，提出了河數(shù)字孿生流域系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、建設(shè)內(nèi)容和建設(shè)方案，為本建設(shè)方案提供了主要依據(jù)?！端筷P(guān)于印發(fā)加快推進(jìn)智慧水利的指導(dǎo)意見(jiàn)和智慧水利總體《水利部關(guān)于開(kāi)展數(shù)字孿生流域先行先試工作的通知》《關(guān)于大力推進(jìn)智慧水利建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》《智慧水利建設(shè)頂層設(shè)計(jì)》《數(shù)字孿生流域共建共享管理辦法》《數(shù)字孿生流域建設(shè)技術(shù)大綱（試行）》《數(shù)字孿生水利工程建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則（試行）》《威海市大數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用突破行動(dòng)方案》（威電數(shù)專(zhuān)組發(fā)〔2021〕《威海市人民政府關(guān)于促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展的意見(jiàn)》（威政發(fā)〔2017〕第二章現(xiàn)狀與需求分析按照有關(guān)要求，系統(tǒng)建成后將布設(shè)在威海市大數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)管理的威海市電子政務(wù)云上。經(jīng)調(diào)研分析，威海市電子政務(wù)云的基礎(chǔ)環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、軟硬件條件滿(mǎn)足要求，運(yùn)行維護(hù)和網(wǎng)絡(luò)安全保障工作由大數(shù)據(jù)中心組織實(shí)施。我局經(jīng)過(guò)多年的水務(wù)信息化建設(shè)，在水資源感知、網(wǎng)絡(luò)傳輸、軟件應(yīng)用方面取得了一定進(jìn)展和效益；但離智慧水利和數(shù)字孿生流域建設(shè)等需求，尚有一定差距，還需要進(jìn)一步補(bǔ)充完善。在水利感知網(wǎng)方面，目前河流域已經(jīng)建設(shè)了由雨量站、水位站、水文站、水質(zhì)監(jiān)測(cè)站、地下水監(jiān)測(cè)井、視頻監(jiān)測(cè)等構(gòu)成的水利感知網(wǎng)，具體信息如下表所示。站別站名緯度站址建站年份雨量站乳山市南黃鎮(zhèn)南黃村雨量站文登市小觀鎮(zhèn)雨量站乳山市馮家鎮(zhèn)馮家村雨量站乳山市下初鎮(zhèn)雨量站乳山市下初鎮(zhèn)西莊村雨量站北高格莊乳山市馮家鎮(zhèn)北高格莊村雨量站花家疃乳山市花家疃水庫(kù)雨量站莒格莊煙臺(tái)市牟平區(qū)莒格莊鎮(zhèn)東莒格莊村雨量站煙臺(tái)市牟平區(qū)水道鎮(zhèn)水道村雨量站煙臺(tái)市牟平區(qū)水道岔河村雨量站煙臺(tái)市昆崳區(qū)昆崳鎮(zhèn)曲家口村雨量站義合莊煙臺(tái)市昆崳區(qū)昆崳鎮(zhèn)義合莊村雨量站煙臺(tái)市牟平區(qū)水道岔河村水位站浪暖橋文登區(qū)小觀鎮(zhèn)東浪暖村水位站南黃橋乳山市南黃鎮(zhèn)南黃大橋水位站泥溝橋乳山市馮家鎮(zhèn)（浮子）水位站威海市乳山市下初鎮(zhèn)西莊村水文站瓦善水庫(kù)煙臺(tái)市牟平區(qū)莒格莊鎮(zhèn)瓦善村水文站（報(bào)汛站）煙臺(tái)市牟平區(qū)水道岔河村水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)乳山市下初鎮(zhèn)巫山村北橋水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)文登市小觀鎮(zhèn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)泥溝橋乳山市馮家鎮(zhèn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)花家疃乳山市花家疃水庫(kù)地下水監(jiān)測(cè)井小觀水利站文登區(qū)小觀鎮(zhèn)水利站院內(nèi)地下水監(jiān)測(cè)井孫家埠乳山市南黃鎮(zhèn)孫家埠村地下水監(jiān)測(cè)井東浪暖東文登區(qū)小觀鎮(zhèn)東浪暖村東地下水監(jiān)測(cè)井莊子園南黃鎮(zhèn)莊子園村東地下水監(jiān)測(cè)井小觀村南文登區(qū)小觀鎮(zhèn)小觀村南地下水監(jiān)測(cè)井西浪暖村北乳山市南黃鎮(zhèn)西浪暖村北視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)冷家村北冷家村北河邊右岸視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)廟東村南廟東村南河邊右岸視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)廟東村南（主路）廟東村南（主路）河邊右岸視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)北黃村南北黃村南河邊右岸視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)北塂村東北北塂村東北河邊右岸視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)河大橋西岸202省道河大橋西岸路北視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)河大橋西岸202省道河大橋西岸路南視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)坦埠村南河邊右岸坦埠村南河邊右岸視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)坦埠村南坦埠村南河邊竹林右岸視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)東洋水村東洋水村后河邊右岸視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)院后村西北河邊右岸院后村西北河邊右岸視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)孫家埠村東南孫家埠村東南河段（連心橋西北）右岸視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)西浪暖村東西浪暖村東河邊右岸視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)浪暖大橋東浪暖大橋東視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)浪暖大橋西浪暖大橋西視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)東浪暖花海東浪暖花海視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)榆樹(shù)底村西榆樹(shù)底村西對(duì)岸視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)連心橋東岸連心橋東岸視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)百壽莊村西百壽莊村西視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)院后村對(duì)岸院后村對(duì)岸視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)小觀鎮(zhèn)西小觀鎮(zhèn)西三叉路口視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)南七口村南南七口村南視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)南七口村南南七口村南環(huán)河路邊視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)南七口村西南南七口村西南小房視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)坦埠村東南坦埠村東南小蘆河橋視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)坦埠村南坦埠村南視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)坦埠村老路基坦埠村老路基視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)坦埠村果園西坦埠村果園西視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)坦埠村西坦埠村西養(yǎng)殖場(chǎng)視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)北黃村南北黃村南路口視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)北塂揚(yáng)水站北塂揚(yáng)水站視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)河崖村北河崖村北視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)廟東廟東原點(diǎn)位視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)東洋水村后東洋水村后視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)河大橋東河大橋東視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)廟東村南廟東村南生產(chǎn)橋北視頻監(jiān)測(cè)站點(diǎn)花家疃山東省乳山市花家疃水庫(kù)視頻監(jiān)測(cè)站點(diǎn)南黃大橋山東省乳山市南黃鎮(zhèn)南黃村視頻監(jiān)測(cè)站點(diǎn)泥溝橋乳山市馮家鎮(zhèn)1）雨量站13個(gè)，其中6個(gè)位于煙臺(tái)市，現(xiàn)有雨量站基本可以覆蓋整個(gè)河流域，可以滿(mǎn)足河流域數(shù)字孿生的建設(shè)需求；泥溝橋站位于老清河入河干流附近，是一個(gè)重要的水位控制站。南泥溝橡膠壩建成后，庫(kù)區(qū)回水超過(guò)了泥溝橋站，泥溝橋站失去了水位觀測(cè)意義，為此需要在新設(shè)控制性水位站。3）現(xiàn)有可用的地下水監(jiān)測(cè)井5個(gè)，都位于河地下水庫(kù)庫(kù)區(qū)范圍內(nèi)；5個(gè)地下水監(jiān)測(cè)井能夠反映地下水水位變化，但無(wú)法用于分析識(shí)別地表地下水量交換關(guān)系和交換量。4）現(xiàn)有視頻監(jiān)測(cè)點(diǎn)40個(gè)，絕大多數(shù)都位于河流域下游，屬于一期水務(wù)信息化建設(shè)成果，主要用于治理采砂、人員溺水、亂扔垃圾、水面漂浮物等問(wèn)題；5）現(xiàn)有水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)為4個(gè)，其中巫山站、小觀站、花家疃站從2011年開(kāi)始實(shí)施定期監(jiān)測(cè)，泥溝橋站不定期進(jìn)行監(jiān)測(cè)。6）現(xiàn)有工情監(jiān)測(cè)站12個(gè)，主要分布于各水庫(kù)、攔河閘、橡膠壩等工程措施上下游，監(jiān)測(cè)工程運(yùn)行情況及水文狀態(tài)。在水利網(wǎng)絡(luò)方面，目前威海市具有雨水情監(jiān)測(cè)專(zhuān)網(wǎng)、氣象數(shù)據(jù)專(zhuān)網(wǎng)、辦公專(zhuān)網(wǎng)等業(yè)務(wù)專(zhuān)網(wǎng)，河道視頻監(jiān)控專(zhuān)網(wǎng)、大中型水庫(kù)視頻監(jiān)控專(zhuān)網(wǎng)、公安視頻監(jiān)控專(zhuān)網(wǎng)等視頻專(zhuān)網(wǎng)，依托于威海電子政務(wù)云提供的電子政務(wù)外網(wǎng)和電子政務(wù)內(nèi)網(wǎng)以及互聯(lián)網(wǎng)和基于4G/5G的物聯(lián)網(wǎng)等多條物理網(wǎng)絡(luò)。利用這些網(wǎng)絡(luò)，把河流域已有雨水工情、河道視頻、中型水庫(kù)視頻等監(jiān)測(cè)信息，傳輸?shù)较嚓P(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中。另外，在河地下水庫(kù)工程建設(shè)中，建設(shè)了水文監(jiān)測(cè)設(shè)施和自動(dòng)化控制系統(tǒng)，進(jìn)一步完善了河水利信息化基礎(chǔ)設(shè)施。河地下水庫(kù)工程水文監(jiān)測(cè)設(shè)施包括布設(shè)在廟東攔河閘、小觀橡膠壩和東浪暖擋潮閘的浮子式水位站與視頻監(jiān)控站，在東浪暖擋潮閘設(shè)置的ADCP測(cè)流設(shè)備，設(shè)施布局圖如下圖所示。圖2.1-7河地下水庫(kù)工程水文監(jiān)測(cè)設(shè)施河地下水庫(kù)工程自動(dòng)化控制系統(tǒng)由廟東攔河閘、小觀橡膠壩、東浪暖擋潮閘、工程管理區(qū)（位于東浪暖擋潮閘上游左岸）的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、閘安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、通信、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成，以對(duì)泵站運(yùn)行、閘門(mén)運(yùn)行、水位、閘墩安全監(jiān)測(cè)等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)、監(jiān)視、監(jiān)控，對(duì)泵站、閘站進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。圖2.1-8河地下水庫(kù)工程管理區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)配置圖計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對(duì)象為工程的安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、工程供配電柜運(yùn)行狀態(tài)、工程的閘門(mén)及啟閉機(jī)。系統(tǒng)采用開(kāi)放、分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由遠(yuǎn)控級(jí)、主控級(jí)和現(xiàn)地控制單元級(jí)構(gòu)成，兩者間采用快速以太網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，光纜敷設(shè)。遠(yuǎn)控級(jí)設(shè)在工程管理區(qū)調(diào)度室內(nèi)，設(shè)置工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)作為工程師/操作員站，對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，可以監(jiān)視各工程的運(yùn)行情況，并可以進(jìn)行相關(guān)操作。廟東攔河閘、小觀橡膠壩、東浪暖擋潮閘各設(shè)1套主控級(jí)設(shè)備，布置在閘控制室內(nèi)。主控級(jí)設(shè)備主要由工控機(jī)、液晶顯示器、打印機(jī)、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、UPS電源、監(jiān)控監(jiān)視機(jī)柜等組成，設(shè)有通訊接口，以滿(mǎn)足與上一級(jí)管理部門(mén)數(shù)據(jù)通信的要求?，F(xiàn)地級(jí)設(shè)備主要由PLCI/O站、觸摸屏、閘門(mén)開(kāi)度荷重顯示儀及傳感器等組成。各現(xiàn)地控制單元與上位機(jī)間的數(shù)據(jù)通信方式采用光纖。廟東攔河閘、小觀橡膠壩、東浪暖擋潮閘的每孔閘門(mén)設(shè)置1套現(xiàn)地級(jí)設(shè)備。其中小觀橡膠壩對(duì)3臺(tái)排水泵站各設(shè)1套現(xiàn)地級(jí)設(shè)備。視頻監(jiān)視系統(tǒng)對(duì)整個(gè)閘進(jìn)行全方位的監(jiān)視和管理，東浪暖擋潮閘、廟東攔河閘、小觀橡膠壩三個(gè)泵閘站各設(shè)視頻工作站1套，管理處設(shè)視閘墩安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置閘墩的滲流滲壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。東浪暖擋潮閘共計(jì)22個(gè)監(jiān)測(cè)面，66個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。廟東攔河閘共計(jì)13個(gè)監(jiān)測(cè)面，39個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。通信系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)、閘安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等提供水庫(kù)內(nèi)部通信服務(wù)，并實(shí)現(xiàn)內(nèi)部各類(lèi)信息數(shù)據(jù)傳遞的需要，主要采用水庫(kù)內(nèi)部自建方式，沿河道鋪設(shè)光纜10km供內(nèi)部使用。在管理區(qū)、泵、閘設(shè)置計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，作為各種應(yīng)用系統(tǒng)信息的承載平臺(tái)，在管理區(qū)設(shè)置互聯(lián)網(wǎng)出口滿(mǎn)足辦公、信息交換與傳遞。由于信息系統(tǒng)分頭建設(shè)，水務(wù)數(shù)據(jù)分別掌握在各業(yè)務(wù)主管部門(mén)，橫向系統(tǒng)繁多，缺少梳理和有機(jī)統(tǒng)一，數(shù)據(jù)重復(fù)采集、成本提升；縱向上無(wú)法和垂直系統(tǒng)有效對(duì)接，兼容性差，互通性差，實(shí)用性差，形成多個(gè)數(shù)據(jù)孤島，數(shù)據(jù)管理和共享出現(xiàn)各自為政的局面，數(shù)據(jù)的重要價(jià)值難以發(fā)揮。威海市智慧水利一期項(xiàng)目正在建立水利大數(shù)據(jù)平臺(tái)，對(duì)接共享相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)、智能設(shè)備采集數(shù)據(jù)、智能分析數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)以及平臺(tái)生成數(shù)據(jù)。但這些數(shù)據(jù)覆蓋威海市全市范圍，并未專(zhuān)門(mén)針對(duì)河流域開(kāi)展數(shù)據(jù)整合。雖已在水資源管理節(jié)約、水生態(tài)保護(hù)、水旱災(zāi)害防御等方面建立了相應(yīng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，但大多停留在信息采集管理層面，信息技術(shù)和水利模型融合不深入，河流域的水文、水動(dòng)力、水資源等水利專(zhuān)業(yè)模型尚未建立，不能有效支撐業(yè)務(wù)工作，綜合分析和決策支持能力不強(qiáng)，與“四預(yù)”的要求差距還很大。目前已建設(shè)擁有多套信息監(jiān)測(cè)與業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。水文水資源監(jiān)測(cè)方面，建設(shè)有威海市水庫(kù)綜合信息管理系統(tǒng)、威海市水庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)化管理平臺(tái)、威海市水文信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。水資源管理節(jié)約方面，目前使用山東省水資源稅信息管理系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、水利部用水統(tǒng)計(jì)調(diào)查直報(bào)管理系統(tǒng)、水利部節(jié)水載體登記系統(tǒng)。水生態(tài)保護(hù)方面，建設(shè)有威海市河長(zhǎng)制信息化管理平臺(tái)。該軟件與山東省河湖長(zhǎng)制管理信息系統(tǒng)、全國(guó)水土保持信息管理系統(tǒng)、水利部生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目水土保持信息化監(jiān)管服務(wù)平臺(tái)共同使用。水旱災(zāi)害防御方面，建設(shè)有威海市山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)。圖2.1-11威海市山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)上述業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)以分散建設(shè)為主，系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)獨(dú)立，無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享互通，信息業(yè)務(wù)化應(yīng)用水平不高，智能預(yù)報(bào)、智能預(yù)警、智能調(diào)控、智慧決策等輔助決策系統(tǒng)建設(shè)基本空白，無(wú)法有效支撐建設(shè)“智慧水利”“數(shù)字山東”等戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。為此，我局開(kāi)展了威海市智慧水利一期建設(shè)項(xiàng)目。智慧水利一期建設(shè)項(xiàng)目軟件建設(shè)包含基礎(chǔ)支撐系統(tǒng)、應(yīng)用服務(wù)群、平臺(tái)系統(tǒng)管理和安全運(yùn)維管理4個(gè)方面內(nèi)容。其中基礎(chǔ)支撐平臺(tái)是作為整個(gè)應(yīng)用服務(wù)層的數(shù)據(jù)底座，提供數(shù)據(jù)支撐、技術(shù)支撐以及模型支撐；應(yīng)用服務(wù)群建設(shè)各項(xiàng)頂層應(yīng)用，如水資源精細(xì)化管控系統(tǒng)、水生態(tài)保護(hù)系統(tǒng)、水利氣象信息服務(wù)系統(tǒng)、水旱災(zāi)害防御系統(tǒng)、水利工程監(jiān)管系統(tǒng)、專(zhuān)題數(shù)據(jù)一張圖系統(tǒng)、基于三維模型的重點(diǎn)河湖水生態(tài)綜合監(jiān)管系統(tǒng)、移動(dòng)APP系統(tǒng)等；平臺(tái)系統(tǒng)管理供運(yùn)維人員使用，對(duì)平臺(tái)的角色賬號(hào)、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)管控維護(hù)，同時(shí)建設(shè)基礎(chǔ)運(yùn)行環(huán)境和安全保障體威海市智慧水利一期系統(tǒng)目前正在開(kāi)發(fā)之中，系統(tǒng)的步界面如下圖所示。這一系統(tǒng)主要面向威海市全市，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的業(yè)務(wù)應(yīng)用和全市水利數(shù)據(jù)資源進(jìn)行整合升級(jí)，已形成了水資源精細(xì)管控、河智慧管護(hù)、水旱災(zāi)害防御指揮、河湖長(zhǎng)制系統(tǒng)、水利工程監(jiān)管系統(tǒng)、安全運(yùn)維服務(wù)系統(tǒng)等子系統(tǒng)。圖2.1-12威海市智慧水利一期系統(tǒng)界面為提升市級(jí)骨干河道河的智慧管護(hù)能力，正在建設(shè)河智慧管護(hù)系統(tǒng)。目前，通過(guò)無(wú)人機(jī)傾斜攝影建模、數(shù)字正射影像和基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，搭建了河市管段17km的水系三維模型，建立了水資源管控、水行政執(zhí)法、水旱災(zāi)害防御等3項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用。通過(guò)在河（市管段）的三維模型中疊加展示水情、雨情、工情、視頻監(jiān)控、盜采砂危險(xiǎn)區(qū)、應(yīng)急倉(cāng)庫(kù)、應(yīng)急隊(duì)伍等基本信息，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)監(jiān)視；在水旱災(zāi)害防御應(yīng)用中，建設(shè)了洪水推演和水位推演功能，可根據(jù)河道水位給出河道淹沒(méi)覆蓋范圍，為人員撤離提供依據(jù)。圖2.1-13威海市智慧水利一期系統(tǒng)水資源管控界面圖2.1-14威海市智慧水利一期系統(tǒng)水旱災(zāi)害防御界面2.2業(yè)務(wù)目標(biāo)分析1.基本建成河流域水利信息基礎(chǔ)設(shè)施體系通過(guò)合理新建雨情、水情、工情監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，加強(qiáng)衛(wèi)星遙感、航空遙感、高清視頻、無(wú)人機(jī)等新型監(jiān)測(cè)手段應(yīng)用，完善水利感知網(wǎng)，擴(kuò)大監(jiān)測(cè)范圍，完善監(jiān)測(cè)要素與內(nèi)容，初步形成天空地一體化透徹感知能力。建成河流域水利業(yè)務(wù)網(wǎng)與水利工控網(wǎng)，擴(kuò)展互聯(lián)范圍，實(shí)現(xiàn)有關(guān)部門(mén)與相關(guān)單位的互聯(lián)互通；提升互聯(lián)帶寬，保障水利業(yè)務(wù)應(yīng)用的帶寬需求，工控網(wǎng)覆蓋重要水利工程及其相關(guān)管理單位，承載水利工程控制系統(tǒng)。利用威海市電子政務(wù)云等已有計(jì)算資源，搭建水利云，為高性能計(jì)算、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理、視頻會(huì)議、會(huì)商調(diào)度等提供安全可靠的“算力”保障。2.建立水利數(shù)據(jù)資源服務(wù)體系整合水利基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、水利監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、水利業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)，接入跨行業(yè)共享數(shù)據(jù)，建設(shè)3級(jí)地理空間數(shù)據(jù)，形成河流域多源數(shù)據(jù)資源池。按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，基于科學(xué)的數(shù)據(jù)模型，以分層分類(lèi)分級(jí)的方式，對(duì)多源數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集治理，提升數(shù)據(jù)的規(guī)范性、可用性，保證數(shù)據(jù)質(zhì)量，形成河水利大數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，制定數(shù)據(jù)服務(wù)共享與安全管理制度，擴(kuò)展與優(yōu)化數(shù)據(jù)交換鏈路，為各級(jí)部門(mén)和有關(guān)單位提供地圖服務(wù)、數(shù)據(jù)資源目錄服務(wù)、數(shù)據(jù)共享服務(wù)和數(shù)據(jù)管控等服務(wù)，并確保數(shù)據(jù)安全。3.建立模型平臺(tái)與知識(shí)平臺(tái)依據(jù)河流域特性，面向水利業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，依托國(guó)內(nèi)外研究力量與研究成果，建設(shè)由水利專(zhuān)業(yè)模型、智能模型、可視化模型和數(shù)字仿真引擎組成的模型平臺(tái)，在數(shù)字空間對(duì)流域物理過(guò)程與水利治理管理活動(dòng)進(jìn)行智慧化模擬，為水利治理管理提供決策支撐。建設(shè)以業(yè)務(wù)規(guī)則庫(kù)、方案預(yù)案庫(kù)、調(diào)度運(yùn)行規(guī)則庫(kù)、歷史場(chǎng)景庫(kù)、專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)庫(kù)等為主要內(nèi)容的水利知識(shí)與水利知識(shí)引擎，支撐水利治理管理活動(dòng)的科學(xué)決策。在威海市山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)和威海市水務(wù)局防汛指揮調(diào)度系統(tǒng)基礎(chǔ)上，運(yùn)用臨近（0~2h）與短時(shí)（2~12h）定量降雨預(yù)報(bào)、缺資料地區(qū)中小河流洪水預(yù)報(bào)技術(shù)，制定流域內(nèi)中型水庫(kù)與關(guān)鍵斷面的洪水預(yù)報(bào)方案，提高中小河流突發(fā)性暴雨洪水預(yù)報(bào)的預(yù)見(jiàn)期、精度和時(shí)效性；從臨界雨量、水庫(kù)納雨能力、工程河段特征水位等方面，確定暴雨洪水預(yù)警指標(biāo)，打造暴雨洪水預(yù)警發(fā)布平臺(tái)，形成快速有效的預(yù)警能力；建立洪水預(yù)演模型系統(tǒng)，對(duì)典型歷史事件、設(shè)計(jì)、規(guī)劃或未來(lái)預(yù)報(bào)場(chǎng)景下的防洪工程調(diào)度過(guò)程和洪水過(guò)程進(jìn)行模擬仿真，制定和優(yōu)化防洪調(diào)度方案；開(kāi)展水庫(kù)、河道、堤防、閘壩等流域防洪工程體系的聯(lián)合防洪調(diào)度，制定聯(lián)合防洪調(diào)度規(guī)則和預(yù)案，提高防洪調(diào)度水平。依據(jù)預(yù)演確定的方案，考慮水利工程最新工況、經(jīng)濟(jì)社會(huì)情況制定防洪預(yù)案，確定水庫(kù)、堤防、攔河閘壩等工程運(yùn)用次序、時(shí)機(jī)、規(guī)則，制定人員避險(xiǎn)轉(zhuǎn)移方案和防汛物資配置方案。在預(yù)報(bào)方面，對(duì)河地表徑流、地下水庫(kù)補(bǔ)給量和不同用戶(hù)用水需求進(jìn)行長(zhǎng)中短期多尺度預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)，為水資源管理調(diào)配提供來(lái)水和需水預(yù)報(bào)信息；確定供水安全預(yù)警指標(biāo)，制定供水安全預(yù)警體系，對(duì)供水危機(jī)進(jìn)行有效預(yù)警；建立水資源預(yù)演系統(tǒng)，對(duì)典型歷史事件、設(shè)計(jì)、規(guī)劃或未來(lái)預(yù)報(bào)場(chǎng)景下的蓄引提調(diào)工程調(diào)度和水資源供需平衡狀況進(jìn)行模擬仿真，優(yōu)化制定水資源供需雙側(cè)調(diào)控方案；依據(jù)預(yù)演確定的供需雙側(cè)調(diào)控方案，考慮蓄引提調(diào)工程的最新工況、經(jīng)濟(jì)社會(huì)情況，確定工程調(diào)度運(yùn)用與節(jié)水限供等非工程措施和組織實(shí)施方式，制定預(yù)案。3.數(shù)字孿生河地下水庫(kù)工程，提升地表地下水綜合調(diào)控能力建立完善河地下水庫(kù)工程的監(jiān)測(cè)感知、通訊網(wǎng)絡(luò)、工程自動(dòng)化控制設(shè)施和信息基礎(chǔ)環(huán)境等信息基礎(chǔ)設(shè)施。對(duì)河地下水庫(kù)工程進(jìn)行多時(shí)態(tài)、全要素?cái)?shù)字映射，建設(shè)運(yùn)行管理數(shù)字化場(chǎng)景。建立地下水庫(kù)工程運(yùn)用調(diào)度支撐模型，為實(shí)體工程與孿生工程的同步仿真運(yùn)行、地下水開(kāi)采方案制定、攔河閘壩、截滲墻泄水設(shè)施、泵站等設(shè)施設(shè)備運(yùn)行調(diào)度提供模型支撐，提升地表地下水綜合調(diào)控能力。4.動(dòng)態(tài)感知評(píng)價(jià)河庫(kù)健康狀態(tài)，提升河長(zhǎng)制監(jiān)管能力圍繞河長(zhǎng)制、水域岸線管理、清“四亂”等重點(diǎn)需求，在全省河長(zhǎng)制管理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)上，運(yùn)用遙感識(shí)別、視頻識(shí)別與圖像識(shí)別等智能模型技術(shù)，提升對(duì)岸線變化、“四亂”問(wèn)題動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與主動(dòng)發(fā)現(xiàn)能力。動(dòng)態(tài)感知河庫(kù)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)狀態(tài)，開(kāi)展河湖健康評(píng)價(jià)，掌握河湖健康狀態(tài)，提出河湖健康治理的管控措施。建立水利行業(yè)關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施的綜合安全監(jiān)督管理體系，明確水利行業(yè)各級(jí)單位、人員網(wǎng)絡(luò)安全管理要求，強(qiáng)化各級(jí)單位、人員網(wǎng)絡(luò)安全主體責(zé)任落實(shí)，完善水利網(wǎng)絡(luò)安全運(yùn)行防護(hù)及運(yùn)維保障體系，切實(shí)提升網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)能力，保障水利網(wǎng)絡(luò)安全。建立智慧水利專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才機(jī)制，充分利用各種教育培訓(xùn)形式與資源，培養(yǎng)形成與數(shù)字水利實(shí)施進(jìn)程相適應(yīng)的技術(shù)人才隊(duì)伍，提高各級(jí)干部在推進(jìn)數(shù)字水利建設(shè)中的管理、領(lǐng)導(dǎo)水平，加大基層單位技術(shù)骨干的智慧水利綜合培訓(xùn)力度，提升其運(yùn)用新技術(shù)手段解決基層水利實(shí)際問(wèn)題的能力。2.3業(yè)務(wù)需求分析河數(shù)字孿生系統(tǒng)主要面向四類(lèi)服務(wù)對(duì)象，即水行政主管部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)、水利業(yè)管理務(wù)人員、水政執(zhí)法人員、相關(guān)涉水部門(mén)。水行政主管部門(mén)：通過(guò)系統(tǒng)獲取河流域全流域水情、雨情、工情、水質(zhì)、險(xiǎn)情、災(zāi)情、墑情、取用水、視頻、網(wǎng)絡(luò)輿情等實(shí)時(shí)或歷史數(shù)據(jù)，整體把握流域防洪、水資源利用、水利工程運(yùn)行、河湖管理等態(tài)勢(shì)，進(jìn)行全方位、動(dòng)態(tài)化、可視化、智能化的管控，提升水利決策與管理的科學(xué)化、精準(zhǔn)化、高效化能力和水平。水利業(yè)務(wù)人員：負(fù)責(zé)河數(shù)字孿生系統(tǒng)的運(yùn)行管理，管理河流域相關(guān)水利業(yè)務(wù)問(wèn)題。水政執(zhí)法人員：對(duì)河的非法采砂、排污、傾倒垃圾、非法侵占等水生態(tài)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，河流域取用水監(jiān)測(cè)等相關(guān)業(yè)務(wù)的問(wèn)題處置。相關(guān)涉水部門(mén)：為水文部門(mén)、氣象部門(mén)、應(yīng)急等相關(guān)涉水部門(mén)開(kāi)放部分功能模塊、數(shù)據(jù)接口，提供相關(guān)的功能、數(shù)據(jù)支撐。水利信息基化礎(chǔ)設(shè)施由水利感知網(wǎng)、水利業(yè)務(wù)網(wǎng)和水利云三部分組成。水利信息化基礎(chǔ)設(shè)施是水利業(yè)務(wù)應(yīng)用的基礎(chǔ)支撐環(huán)境，是數(shù)字孿生流域的“算力”保障。隨著水利工作深入開(kāi)展和水利信息化持續(xù)建設(shè)，河流域水利信息基礎(chǔ)設(shè)施已具備一定基礎(chǔ)，但尚不能完全滿(mǎn)足數(shù)字孿生流域和“2+N”水利業(yè)務(wù)應(yīng)用需求急需完善。1.按需完善水利感知網(wǎng)，形成天空地一體化感知能力水利感知網(wǎng)由傳統(tǒng)水利監(jiān)測(cè)站網(wǎng)和遙感、高清視頻、無(wú)人機(jī)、無(wú)人船等新型監(jiān)測(cè)站網(wǎng)組成。由于河屬于中小河流，治理相對(duì)滯后，水利感知網(wǎng)覆蓋范圍和監(jiān)測(cè)要素不全，流域降水、水位、流量、蒸發(fā)、地下水、水質(zhì)、墑情等水文資料不完整，地表水資源量、地下水資源量、水資源總量等水資源數(shù)據(jù)缺乏，導(dǎo)致水利模型建立和水利業(yè)務(wù)管理缺乏必要數(shù)據(jù)支撐。在傳統(tǒng)水利監(jiān)測(cè)站網(wǎng)方面，截至目前流域內(nèi)尚無(wú)流量站，尚無(wú)控制性水文站點(diǎn)，花家疃水庫(kù)均無(wú)流量觀測(cè)設(shè)施，導(dǎo)致長(zhǎng)期缺乏洪水過(guò)程和地表徑流資料，不得不移用相鄰流域的龍角山水庫(kù)控制流域的資料。地下水庫(kù)工程相關(guān)監(jiān)測(cè)設(shè)施正在建設(shè)完善之中。在新型監(jiān)測(cè)站網(wǎng)方面，高清視頻、無(wú)人機(jī)等新型監(jiān)控手段雖得到一定應(yīng)用，但僅覆蓋了河下游17km河段。應(yīng)急監(jiān)測(cè)裝備能力低、應(yīng)急監(jiān)測(cè)手段缺乏，應(yīng)急通信裝備和應(yīng)急搶險(xiǎn)通信保障能力嚴(yán)重不足。為形成對(duì)物理流域狀態(tài)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)感知的能力，需要通過(guò)合理新建雨情、水情、工情監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，加強(qiáng)衛(wèi)星遙感、航空遙感、高清視頻、無(wú)人機(jī)等新型監(jiān)測(cè)手段應(yīng)用，完善水利感知網(wǎng)，擴(kuò)大監(jiān)測(cè)范圍、增設(shè)監(jiān)測(cè)要素、增加數(shù)據(jù)傳輸頻次，推進(jìn)自動(dòng)在線監(jiān)，實(shí)現(xiàn)信息采集提檔升級(jí)，形成天空地一體化感知能力。2.完善水利信息網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通水利信息網(wǎng)主要包括水利業(yè)務(wù)網(wǎng)和水利工控網(wǎng)。利用威海電子政務(wù)外網(wǎng)，完善河流域水利業(yè)務(wù)網(wǎng)，擴(kuò)展互聯(lián)范圍，實(shí)現(xiàn)有關(guān)部門(mén)與相關(guān)單位的互聯(lián)互通；提升互聯(lián)帶寬，保障水利業(yè)務(wù)應(yīng)用的帶寬需求。工控網(wǎng)覆蓋花家疃水庫(kù)、廟東節(jié)制閘、小觀橡膠壩、東浪暖擋潮閘等重要水利工程及其相關(guān)管理單位，并與水利業(yè)務(wù)網(wǎng)物理隔離，承載水利工程控制3.將系統(tǒng)部署于威海市智慧水利云平臺(tái)根據(jù)威海市委市政府相關(guān)要求，河流域數(shù)字孿生系統(tǒng)需要部署在威海市智慧水利云平臺(tái)中，需要申請(qǐng)資源，為高性能計(jì)算、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理、視頻會(huì)議、會(huì)商調(diào)度等提供安全可靠的“算力”保障。數(shù)字孿生平臺(tái)是河數(shù)字孿生系統(tǒng)建設(shè)的核心與關(guān)鍵。數(shù)字孿生平臺(tái)基于水利信息基礎(chǔ)設(shè)施，利用三維仿真技術(shù)，對(duì)江河湖泊、水利工程、水利治理管理對(duì)象、影響區(qū)域等物理流域進(jìn)行數(shù)字映射，利用模型平臺(tái)和知識(shí)平臺(tái)對(duì)物理流域進(jìn)行智慧模擬、仿真推演，支撐“2+N”水利業(yè)務(wù)應(yīng)用。數(shù)字孿生平臺(tái)主要由數(shù)據(jù)底板、模型平臺(tái)和知識(shí)平臺(tái)組成。1.建立河流域數(shù)據(jù)底板數(shù)據(jù)底板是智慧水利的“算據(jù)”。目前雖已積累形成了大量的水利數(shù)據(jù)，但存在數(shù)據(jù)內(nèi)容不全面、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不一致、數(shù)據(jù)整合共享不足、大數(shù)據(jù)的服務(wù)支撐作用未充分發(fā)揮等問(wèn)題。（1）建立數(shù)據(jù)資源池?cái)?shù)據(jù)資源池主要包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)、跨行業(yè)共享數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)等內(nèi)容。數(shù)據(jù)的時(shí)間基準(zhǔn)采用北京時(shí)間；空間基準(zhǔn)采用2000國(guó)家大地坐標(biāo)系（CGCS2000高程基準(zhǔn)采用1985國(guó)家高程基準(zhǔn)。包括流域、河流、水利工程等水利對(duì)象的主要屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)。包括水文、水資源、水生態(tài)環(huán)境、水災(zāi)害、水利工程、水土保持等水利業(yè)務(wù)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。包括流域防洪、水資源管理與調(diào)配等“2+N”業(yè)務(wù)應(yīng)用數(shù)據(jù)。4）跨行業(yè)共享數(shù)據(jù)跨行業(yè)共享數(shù)據(jù)包括需從其他行業(yè)部門(mén)共享的經(jīng)濟(jì)社會(huì)、土地利用、生態(tài)環(huán)境、氣象、遙感等相關(guān)數(shù)據(jù)。地理空間數(shù)據(jù)主要包括數(shù)字正射影像圖（DOM，DigitalOrthophoto型（BIM，BuildingInformationModel）等數(shù)據(jù)。按照數(shù)據(jù)精度和建設(shè)范圍分為L(zhǎng)1、L2、L3三級(jí)。L1級(jí)是進(jìn)行數(shù)字孿生流域中低精度面上建模，主要包括流域范圍內(nèi)的DOM和DEM/DSM等數(shù)據(jù)。L2級(jí)是進(jìn)行數(shù)字孿生流域重點(diǎn)區(qū)域精細(xì)建模，主要包括重點(diǎn)區(qū)域的高分辨率DOM、高精度DEM/DSM、傾斜攝影影像/激光點(diǎn)云、水下地形等數(shù)據(jù)。L3級(jí)是進(jìn)行數(shù)字孿生流域重要實(shí)體場(chǎng)景建模，主要包括重要水利工程相關(guān)范圍的高分辨率DOM、高精度DEM、傾斜攝影影像/激光點(diǎn)云、水下地形、BIM等數(shù)據(jù)。目前，與河流域相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)尚未以流域?yàn)閱卧?、按照?shù)字孿生和業(yè)務(wù)應(yīng)用的需求進(jìn)行有效整合，經(jīng)濟(jì)社會(huì)、土地利用、生態(tài)環(huán)境、氣象、遙感等需要跨行業(yè)數(shù)據(jù)共享尚不充分；在地理空間數(shù)據(jù)方面，智慧水利一期項(xiàng)目已利用山東省天地圖，建立了覆蓋全流域的L1級(jí)數(shù)據(jù)；對(duì)河干流下游17km河道、兩側(cè)各500m范圍的區(qū)域，通過(guò)傾斜攝影進(jìn)行了精細(xì)建模；正在建立廟東攔河閘、小觀橡膠壩和東浪暖擋潮閘的3維模型；整體來(lái)看，L2級(jí)地理數(shù)據(jù)覆蓋不全面，需要對(duì)河干流及主要支流全覆蓋，并按照需要擴(kuò)大河道兩側(cè)范圍；L3級(jí)數(shù)據(jù)需要補(bǔ)充完善，對(duì)花家疃水庫(kù)、河地下水庫(kù)壩體與含水層工程等重要工程建立BIM模型。（2）建立數(shù)據(jù)引擎建立數(shù)據(jù)引擎，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)匯聚、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)服務(wù)等數(shù)據(jù)匯聚通過(guò)構(gòu)建涵蓋業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)匯集、視頻級(jí)聯(lián)集控、遙感接收處理等數(shù)據(jù)管理的平臺(tái)化能力，為模型平臺(tái)和知識(shí)平臺(tái)提供數(shù)據(jù)支撐。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)匯集實(shí)現(xiàn)匯集主要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)資源的統(tǒng)一管控，滿(mǎn)足匯集重要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的需求。視頻級(jí)聯(lián)集控實(shí)現(xiàn)跨層級(jí)水利視頻聯(lián)網(wǎng)，并與現(xiàn)有水利視頻會(huì)議系統(tǒng)互聯(lián)互通支持多級(jí)應(yīng)用。各級(jí)應(yīng)接入本級(jí)所轄水利視頻資源，推進(jìn)接入其他部門(mén)共享視頻。遙感接收處理在現(xiàn)有衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理基礎(chǔ)上完善，提供數(shù)據(jù)級(jí)和產(chǎn)品級(jí)服務(wù)，各級(jí)水利業(yè)務(wù)應(yīng)用可根據(jù)實(shí)際需求開(kāi)展數(shù)據(jù)的加工和應(yīng)用。數(shù)據(jù)治理對(duì)匯集后的多源數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一清洗和管理，提升數(shù)據(jù)的規(guī)范性、一致性、可用性，避免數(shù)據(jù)冗余和沖突。包括數(shù)據(jù)模型管理、數(shù)據(jù)血緣關(guān)系建立、數(shù)據(jù)清洗融合、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理、數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)管理、元數(shù)據(jù)管理等。數(shù)據(jù)挖掘運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識(shí)別等方法從數(shù)據(jù)資源中發(fā)現(xiàn)物理流域全要素之間存在的關(guān)系、水利治理管理活動(dòng)全過(guò)程的規(guī)律，通過(guò)圖形、圖像、地圖、動(dòng)畫(huà)等方式展現(xiàn)，包括描述性、診斷性、預(yù)測(cè)性和因果性分析等。數(shù)據(jù)服務(wù)依托已有國(guó)家和水利行業(yè)的數(shù)據(jù)共享交換平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)數(shù)據(jù)在各級(jí)水行政主管部門(mén)之間的上報(bào)、下發(fā)與同步，以及與其他行業(yè)之間的共享。包括地圖服務(wù)、數(shù)據(jù)資源目錄服務(wù)、數(shù)據(jù)共享服務(wù)和數(shù)據(jù)管控服務(wù)等。模型平臺(tái)是智慧水利的“算法”，通過(guò)建成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、接口規(guī)范、分布部署、快速組裝、敏捷復(fù)用的模型平臺(tái)，在數(shù)字空間對(duì)水利治理管理活動(dòng)進(jìn)行智慧化模擬，為數(shù)字孿生流域提供模擬仿真功能。模型平臺(tái)構(gòu)建包括水利專(zhuān)業(yè)模型、智能識(shí)別模型、可視化模型和仿真引擎建立等內(nèi)水利專(zhuān)業(yè)模型主要有水文模型、水資源模型、水生態(tài)環(huán)境模型、水力學(xué)模型、泥沙動(dòng)力學(xué)模型、水土保持模型、水利工程安全模型等。水利專(zhuān)業(yè)模型可按照具體的應(yīng)用場(chǎng)景需求，結(jié)合流域?qū)嶋H，通過(guò)借鑒改進(jìn)現(xiàn)有模型來(lái)建立。智能識(shí)別模型主要是利用人工智能方法從遙感、視頻、音頻等數(shù)據(jù)中自動(dòng)識(shí)別水利對(duì)象特征，包括遙感識(shí)別、視頻識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別等?？梢暬Ｐ桶ㄗ匀槐尘啊⒘鲌?chǎng)動(dòng)態(tài)、水利工程、水利機(jī)電設(shè)備等，通過(guò)對(duì)各類(lèi)模型進(jìn)行可視化構(gòu)建，面向具體的業(yè)務(wù)應(yīng)用真實(shí)展現(xiàn)物理流域中各種水利業(yè)務(wù)場(chǎng)景。模擬仿真引擎通過(guò)驅(qū)動(dòng)水利專(zhuān)業(yè)模型運(yùn)行，融合數(shù)據(jù)底板、可視化模型、實(shí)時(shí)感知信息和模型模擬結(jié)果等多源信息，利用虛擬現(xiàn)實(shí)（VR，域運(yùn)行和水利治理管理活動(dòng)進(jìn)行模擬仿真、可視化呈現(xiàn)、動(dòng)態(tài)渲染和虛實(shí)交互。依據(jù)河流域特性，面向水利業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，依托國(guó)內(nèi)外研究力量與研究成果，建設(shè)由水利專(zhuān)業(yè)模型、智能模型、可視化模型和數(shù)字仿真引擎組成的模型平臺(tái)，在數(shù)字空間對(duì)流域物理過(guò)程與水利治理管理活動(dòng)進(jìn)行智慧化模擬，為水利治理管理提供決策支撐。知識(shí)平臺(tái)利用知識(shí)圖譜和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水利對(duì)象關(guān)聯(lián)關(guān)系和水利規(guī)律等知識(shí)的抽取、管理和組合應(yīng)用，為數(shù)字孿生流域提供智能內(nèi)核，支撐正向智能推理和反向溯因分析，主要包括水利知識(shí)和水利知識(shí)引擎。其中，水利知識(shí)提供描述原理、規(guī)律、規(guī)則、經(jīng)驗(yàn)、技能、方法等的信息，水利知識(shí)引擎是組織知識(shí)、進(jìn)行推理的技術(shù)工具，水利知識(shí)經(jīng)知識(shí)引擎組織、推理后形成支撐研判、決策的信息。知識(shí)平臺(tái)應(yīng)關(guān)聯(lián)到可視化模型和模擬仿真引擎，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)知識(shí)和推理結(jié)果的可視化。水利知識(shí)為決策分析提供支撐信息，包括歷史場(chǎng)景、專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)、預(yù)報(bào)調(diào)度方案等。歷史場(chǎng)景用于描述歷史事件發(fā)展過(guò)程及時(shí)空特征屬性的相關(guān)事實(shí)。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)表格或文本記錄的歷史場(chǎng)景數(shù)據(jù)進(jìn)行典型時(shí)空屬性及特征指標(biāo)的抽取、融合、挖掘和結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)，支撐歷史場(chǎng)景發(fā)生的關(guān)鍵過(guò)程及主要應(yīng)對(duì)措施的復(fù)盤(pán)，對(duì)歷史場(chǎng)景下的調(diào)度執(zhí)行方案數(shù)字化和暴雨洪水特征等進(jìn)行挖掘，為相似事件的精準(zhǔn)決策提供知識(shí)化依據(jù)。預(yù)報(bào)調(diào)度方案用于存儲(chǔ)特定場(chǎng)景下的預(yù)報(bào)調(diào)度方案相關(guān)知識(shí)。根據(jù)物理流域特點(diǎn)、水利工程設(shè)計(jì)參數(shù)、