緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了1篇推進(jìn)智慧水利建設(shè)的思考路徑，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！

0引言

“十四五”時(shí)期是我國(guó)全面開啟社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家新征程、向第二個(gè)百年奮斗目標(biāo)進(jìn)軍的第一個(gè)五年，也是搶抓信息革命歷史機(jī)遇，加快全面數(shù)字化發(fā)展和政府治理數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型的攻堅(jiān)期和關(guān)鍵期[1]。黨的十九大明確提出要建設(shè)網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、數(shù)字中國(guó)、智慧社會(huì)，智慧水利是智慧社會(huì)的重要組成部分，是推進(jìn)新時(shí)代水利現(xiàn)代化的重要舉措[2]，也是水利信息化的發(fā)展方向。為貫徹落實(shí)《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》提出的“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”要求，水利部黨組將智慧水利建設(shè)作為推動(dòng)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展六條實(shí)施路徑之一的決策部署[3]，印發(fā)了《關(guān)于大力推進(jìn)智慧水利建設(shè)的指導(dǎo)意見》和《智慧水利建設(shè)頂層設(shè)計(jì)》，制定了《“十四五”智慧水利建設(shè)規(guī)劃》和《“十四五”期間推進(jìn)智慧水利建設(shè)實(shí)施方案》[4，5]，明確以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為主線[6]，以數(shù)字化場(chǎng)景、智慧化模擬、精準(zhǔn)化決策為路徑，以構(gòu)建數(shù)字孿生流域?yàn)楹诵?，全面推進(jìn)算據(jù)、算法、算力建設(shè)[7，8]，加快構(gòu)建具有“四預(yù)”功能的智慧水利體系，為新階段水利高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐和強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)[9，10]。2022年5月，江西省高規(guī)格召開了全省水利高質(zhì)量發(fā)展大會(huì)，明確提出要以改革創(chuàng)新為動(dòng)力，加快建設(shè)智慧水利，高水平提升水利治理能力；6月，中共江西省委、江西省人民政府印發(fā)了《關(guān)于推進(jìn)全省水利高質(zhì)量發(fā)展的意見》，按照省委、省政府深入推進(jìn)發(fā)展和改革雙“一號(hào)工程”的決策部署，在推進(jìn)智慧建設(shè)方面，提出建設(shè)數(shù)字孿生流域，打造水利智能應(yīng)用等，目的是要構(gòu)建智能暢通的智慧水利體系。江西省智慧水利建設(shè)仍處于起步階段，因此，理清江西智慧水利現(xiàn)狀，認(rèn)清所面臨的形勢(shì)，明確發(fā)展目標(biāo)與建設(shè)思路對(duì)江西省智慧水利建設(shè)具有重要意義。

1江西智慧水利建設(shè)發(fā)展情況

1.1發(fā)展現(xiàn)狀

2017年全國(guó)兩會(huì)提出開展智慧水利建設(shè)以來(lái)，江西省高度重視，積極踐行“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”治水思想，積極籌措資金開展智慧水利建設(shè)，已取得初步成效。一是算據(jù)基礎(chǔ)不斷夯實(shí)。依托山洪災(zāi)害、水庫(kù)自動(dòng)測(cè)報(bào)、水資源監(jiān)控能力等項(xiàng)目，建設(shè)了水文（流量）站、水位站、雨量站、視頻監(jiān)控站等監(jiān)控站點(diǎn)，基本實(shí)現(xiàn)水位、流量、降雨量等要素的自動(dòng)監(jiān)測(cè)[11，12]。二是算力能力不斷提升。建成水利云平臺(tái)，制定了微服務(wù)開發(fā)框架及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；建成覆蓋省、市、縣、鄉(xiāng)四級(jí)1690個(gè)節(jié)點(diǎn)的水利骨干網(wǎng)絡(luò)[13]，實(shí)現(xiàn)上連水利部，下連市、縣、鄉(xiāng)和重點(diǎn)工程管理單位，為數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸與共享奠定了基礎(chǔ)。三是算法不斷完善。面向流域防洪與水資源調(diào)度初步構(gòu)建氣象洪水預(yù)報(bào)、防洪調(diào)度[14]等模型，開展了視頻識(shí)別等智能模型建設(shè)，并在實(shí)際工作中得到初步應(yīng)用。

1.2面臨的困難和挑戰(zhàn)

隨著智慧水利建設(shè)的深入推進(jìn)，江西省水利信息化工作逐漸面臨更多的困難與挑戰(zhàn)。智慧水利的實(shí)際建設(shè)、實(shí)際方向和建設(shè)需求存在一定差異，全面建設(shè)性還有較大欠缺[15]。（1）算據(jù)基礎(chǔ)薄弱。目前大部分水利設(shè)施要實(shí)現(xiàn)全面、多方位感知還存在較大差距。部分區(qū)域監(jiān)測(cè)手段不足，難以實(shí)現(xiàn)與物理流域的精準(zhǔn)性、同步性。數(shù)據(jù)治理和價(jià)值挖掘方面，未建立完整的數(shù)據(jù)模型，難以保證數(shù)據(jù)質(zhì)量；未建立健全物理流域及水利工程等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的更新機(jī)制，各部門之間數(shù)據(jù)資產(chǎn)不明晰，未建立數(shù)據(jù)共享機(jī)制，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)多源問(wèn)題。（2）算法智慧化水平不高。大多數(shù)開發(fā)的水利專業(yè)模型僅具備常規(guī)計(jì)算分析功能，與實(shí)時(shí)更新、全過(guò)程、動(dòng)態(tài)反饋的智慧化模擬目標(biāo)還有一定的差距，核心和關(guān)鍵作用體現(xiàn)不夠。水利專業(yè)模型研究還不深入，如對(duì)降雨、產(chǎn)流、匯流演進(jìn)全過(guò)程洪水形成演變規(guī)律，河道泥沙演變趨勢(shì)及江湖關(guān)系變化機(jī)理的技術(shù)研究都處于起步階段，面向流域防洪的氣象洪水預(yù)報(bào)模型的預(yù)見期不長(zhǎng)，面向水資源管理與調(diào)配的水資源預(yù)報(bào)調(diào)度模型精度不高；知識(shí)平臺(tái)方面，初步梳理了歷史調(diào)度方案庫(kù)、專家經(jīng)驗(yàn)庫(kù)等知識(shí)庫(kù)，但是業(yè)務(wù)領(lǐng)域的知識(shí)表達(dá)與融合應(yīng)用仍屬空白，難以支撐變化流場(chǎng)下數(shù)字孿生流域，多維度多時(shí)空尺度的高保真模擬與同步交互調(diào)度。（3）算力資源飽和。受多種條件限制，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施分散，計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源有限，無(wú)法滿足水利海量數(shù)據(jù)的挖掘分析，大場(chǎng)景渲染展示等情景的需求。網(wǎng)絡(luò)通信帶寬狹窄，部分環(huán)境惡劣的地區(qū)仍存在盲區(qū)，難以支撐數(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。

2發(fā)展目標(biāo)

江西省智慧水利建設(shè)應(yīng)著力于當(dāng)下的困境與不足，深入分析業(yè)務(wù)需求，梳理應(yīng)用數(shù)據(jù)資源，以新一代信息技術(shù)的深度應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)水利應(yīng)用的深度融合。根據(jù)全省水利系統(tǒng)的全要素監(jiān)測(cè)感知能力，充分運(yùn)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能等新一代信息技術(shù)[16]，強(qiáng)化水利業(yè)務(wù)與信息技術(shù)深度融合，深化業(yè)務(wù)流程優(yōu)化和工作模式創(chuàng)新，夯實(shí)水利數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，提升算法智慧化水平，完善信息基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建與水利部、流域管理機(jī)構(gòu)互連共享的、服務(wù)各層級(jí)水利部門的省級(jí)數(shù)字孿生平臺(tái)[17]，建立涵蓋流域防洪、水資源管理與調(diào)配、水利工程建設(shè)和運(yùn)行管理等領(lǐng)域的“2+N”智能業(yè)務(wù)應(yīng)用體系，建立多層級(jí)、一體化、主動(dòng)感知、智能防御的水利網(wǎng)絡(luò)安全體系[18]，建成以“全面感知、互聯(lián)互通、深度整合、廣泛共享、智慧應(yīng)用”為特點(diǎn)的智慧水利體系，促進(jìn)水利信息化提檔升級(jí)，為新階段水利高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐與強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)[19，20]。江西省智慧水利總體框架如圖1所示。

3幾點(diǎn)思考與建議

推進(jìn)江西省智慧水利建設(shè)，要按照“數(shù)字為體、業(yè)務(wù)為魂，系統(tǒng)規(guī)劃，基礎(chǔ)先行”的工作思路，充分利用前期已有基礎(chǔ)，通過(guò)強(qiáng)基礎(chǔ)、搭平臺(tái)、促應(yīng)用，深入推進(jìn)水利數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)整合，持續(xù)夯實(shí)水利信息化基礎(chǔ)，積極推進(jìn)數(shù)字孿生流域先行先試，推出一批水利智能業(yè)務(wù)應(yīng)用，加快實(shí)現(xiàn)水利治理體系和治理能力現(xiàn)代化。

3.1夯實(shí)水利數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享

在江西省水利物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，逐步加強(qiáng)水文基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，構(gòu)建現(xiàn)代化水文站網(wǎng)，強(qiáng)化遙感衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)航測(cè)、無(wú)人船、水下機(jī)器人、測(cè)雨雷達(dá)等新型基礎(chǔ)設(shè)施綜合應(yīng)用，擴(kuò)大感知范圍，實(shí)現(xiàn)感知物聯(lián)化，初步構(gòu)建空天地一體化感知體系。為提高各類數(shù)據(jù)的可用性和使用的便捷度、發(fā)揮數(shù)據(jù)底板在支撐業(yè)務(wù)應(yīng)用方面的價(jià)值，要充分利用江西省水利一張圖和江西省水利數(shù)據(jù)中心前期已有基礎(chǔ)，重點(diǎn)圍繞流域、河流、水庫(kù)、監(jiān)測(cè)站點(diǎn)、堤防、農(nóng)村供水工程等水利對(duì)象，加快數(shù)據(jù)資源與服務(wù)建設(shè)，升級(jí)完善數(shù)據(jù)模型，構(gòu)建具備水利數(shù)據(jù)“源、匯、存、治、管、用”全鏈路能力的數(shù)據(jù)引擎。同時(shí)，以規(guī)范全省數(shù)字孿生流域數(shù)據(jù)底板建設(shè)、匯聚與運(yùn)行管理為目標(biāo)，加快制定省級(jí)數(shù)據(jù)底板分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)底板數(shù)據(jù)服務(wù)規(guī)范、運(yùn)行管理規(guī)范等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，建立江西水利數(shù)據(jù)共享機(jī)制，減少數(shù)據(jù)多源情況，實(shí)現(xiàn)全省基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)一、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯集、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)協(xié)同、空間數(shù)據(jù)一體、共享數(shù)據(jù)融通。

3.2推進(jìn)水利知識(shí)數(shù)字化，提升算法智慧化水平

為滿足數(shù)字孿生流域數(shù)字化場(chǎng)景建設(shè)需求，提升水利模擬仿真預(yù)演可視化的渲染精細(xì)度、交互流暢度、場(chǎng)景還原度，建議在數(shù)據(jù)底板基礎(chǔ)上，對(duì)水利一張圖空間地理服務(wù)引擎進(jìn)行升級(jí)，推進(jìn)數(shù)字模擬仿真引擎建設(shè)，依托江西水利廳現(xiàn)有水利云平臺(tái)，構(gòu)建高效率、高可用和可彈性伸縮的支撐架構(gòu)，提升三維空間數(shù)據(jù)管理、服務(wù)的能力，支撐全省數(shù)字孿生流域大規(guī)模三維數(shù)據(jù)資產(chǎn)的生產(chǎn)、管理、服務(wù)和高保真渲染。同時(shí)加快水利專業(yè)模型、智能識(shí)別模型技術(shù)攻關(guān)，深入研究流域自然規(guī)律，創(chuàng)新升級(jí)現(xiàn)有模型，融合流域多元信息升級(jí)改造，提升算法精度和智慧化水平。以江西省水利廳水旱災(zāi)害防御處大量防汛抗旱資料為基礎(chǔ)，開展水利知識(shí)提取組織與挖掘處理，充分共享江西省國(guó)家防汛抗旱指揮系統(tǒng)已有成果，整合相關(guān)水利知識(shí)包括專家?guī)臁?yīng)急預(yù)案、應(yīng)急響應(yīng)、應(yīng)急保障、預(yù)報(bào)調(diào)度、災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)支持等資料，形成水利知識(shí)圖譜庫(kù)，實(shí)現(xiàn)水利知識(shí)數(shù)字化；加快構(gòu)建水利知識(shí)引擎，實(shí)現(xiàn)知識(shí)抽取、存儲(chǔ)、搜索和表達(dá)等功能，為數(shù)字孿生流域決策分析提供知識(shí)依據(jù)。

3.3升級(jí)擴(kuò)展信息基礎(chǔ)設(shè)施，提升算力水平

為保障數(shù)字孿生流域水雨情、工情等監(jiān)測(cè)要素高速、穩(wěn)定、可靠傳輸，要升級(jí)擴(kuò)展水利信息網(wǎng)，強(qiáng)化新一代5G、微波等新型傳輸技術(shù)應(yīng)用，在重點(diǎn)區(qū)域增設(shè)北斗三號(hào)通信信道，提升應(yīng)急通信保障能力。加快構(gòu)建與水利部、其他省級(jí)水利云互聯(lián)互通的省級(jí)水利云中心，同時(shí)貫通省市縣三級(jí)和省內(nèi)流域、水利工程管理機(jī)構(gòu)。補(bǔ)充建設(shè)高性能計(jì)算設(shè)施，完善AI算力基礎(chǔ)設(shè)施，為數(shù)字孿生流域建設(shè)提供統(tǒng)一的計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、安全資源。

3.4推進(jìn)“2+N”業(yè)務(wù)應(yīng)用

（1）流域防洪“四預(yù)”應(yīng)用。通過(guò)獲取河道水情、水庫(kù)水情、氣象預(yù)報(bào)以及險(xiǎn)工情等信息，基于水文水動(dòng)力模型、洪水預(yù)報(bào)模型等對(duì)不同調(diào)度預(yù)案的運(yùn)行情況進(jìn)行可視化展示及推演模擬，實(shí)現(xiàn)山洪預(yù)警、水庫(kù)河道水位預(yù)警、應(yīng)急值守、應(yīng)急調(diào)度、會(huì)商管理等綜合指揮?？赏ㄟ^(guò)樂安河流域、峽江水利樞紐工程數(shù)字孿生流域先行先試建設(shè)，探索中小流域防洪和水工程防洪調(diào)度“四預(yù)”應(yīng)用；推進(jìn)贛江流域智慧防洪“四預(yù)”系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)流域重要防洪工程調(diào)度模擬、防洪重點(diǎn)區(qū)域的洪水過(guò)程模擬、防洪形勢(shì)分析、調(diào)度預(yù)演評(píng)估、方案優(yōu)選推薦等防洪智能應(yīng)用，通過(guò)預(yù)報(bào)調(diào)度結(jié)果與數(shù)字孿生流域的實(shí)時(shí)交互，實(shí)現(xiàn)贛江流域水利工程運(yùn)行實(shí)時(shí)同步監(jiān)控和精準(zhǔn)調(diào)度。（2）水資源管理與調(diào)配。在省級(jí)L2級(jí)數(shù)據(jù)底板基礎(chǔ)上，構(gòu)建江西省五河流域水資源管理目標(biāo)、取用水管理數(shù)字化場(chǎng)景，基于來(lái)水預(yù)測(cè)模型、地下水?dāng)?shù)值模擬模型、水量調(diào)度模型等水文水資源模型，依托已有水文水資源業(yè)務(wù)系統(tǒng)和江西省水資源管理平臺(tái)，接入江西省重點(diǎn)流域水資源總量、取用水量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的監(jiān)測(cè)信息，實(shí)現(xiàn)用水限額、生態(tài)流量等紅線指標(biāo)預(yù)報(bào)、預(yù)警，通過(guò)分析不同來(lái)水條件下水資源供需平衡的趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)水資源管理與調(diào)配智慧化模擬預(yù)演，支撐水量調(diào)度計(jì)劃編制、決策及備案，提升水資源動(dòng)態(tài)監(jiān)管與精細(xì)化配置調(diào)度能力。（3）水利工程建設(shè)與運(yùn)行管理?；谒畮?kù)工程管理平臺(tái)、江西省水利建設(shè)市場(chǎng)信用信息平臺(tái)，收集整合水利工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)等相關(guān)數(shù)據(jù)，擴(kuò)展工程項(xiàng)目立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、建設(shè)實(shí)施、竣工驗(yàn)收等功能，加強(qiáng)BIM、視頻AI等技術(shù)應(yīng)用，強(qiáng)化水利工程項(xiàng)目建設(shè)管理。建議在江西省水利工程運(yùn)行管理系統(tǒng)、江西省國(guó)家防汛抗旱指揮系統(tǒng)基礎(chǔ)上，整合工程運(yùn)行的人員、物資、安全運(yùn)行、維養(yǎng)修護(hù)等數(shù)據(jù)，構(gòu)建工程運(yùn)行安全評(píng)估預(yù)警、工況視頻智能識(shí)別等模型，實(shí)現(xiàn)水利工程安全管理運(yùn)行預(yù)演應(yīng)用，提升水利工程安全運(yùn)行管理水平。（4）水土保持治理管理。建議依托全國(guó)水土保持信息管理系統(tǒng)，完善水土保持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，形成江西省水土保持一張圖。推進(jìn)水土保持智能模型研究，加快構(gòu)建水土保持規(guī)劃管理、水土保持監(jiān)測(cè)管理、水土流失監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、水土保持治理管理等功能的智慧水土保持應(yīng)用體系，實(shí)現(xiàn)水土保持智慧化模擬和精準(zhǔn)化決策。（5）探索VR智能應(yīng)用建設(shè)。建議充分發(fā)揮江西省VR數(shù)字產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，結(jié)合先行先試工作，在峽江水利樞紐工程開展VR巡查檢查、VR險(xiǎn)情處置等應(yīng)用建設(shè)。立足于虛擬現(xiàn)實(shí)3D技術(shù)，依托電排站、堤防、導(dǎo)托渠的高精度建模，實(shí)現(xiàn)對(duì)電排站、堤防等區(qū)域的巡檢；將安全事故以及洪澇災(zāi)害類險(xiǎn)情處置還原到虛擬世界中，搭配多人聯(lián)機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多人實(shí)時(shí)交互訓(xùn)練，提升險(xiǎn)情處置能力。3.4構(gòu)牢網(wǎng)絡(luò)安全防線網(wǎng)絡(luò)安全體系是智慧水利的重要組成部分，要以持續(xù)健全全省水利網(wǎng)絡(luò)安全體系為宗旨，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，出臺(tái)江西省水利關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施安全保護(hù)工作方案[19，20]，建立健全數(shù)據(jù)安全管理制度；基于已有網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)基礎(chǔ)，不斷強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)安全能力建設(shè)；強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)督檢查，建立網(wǎng)絡(luò)安全“查、改、罰”監(jiān)管機(jī)制，提高信息通報(bào)、應(yīng)急處置能力。定期開展安全檢測(cè)評(píng)估，掌握風(fēng)險(xiǎn)漏洞情況。同時(shí)加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全宣傳，提升水利行業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)[21]。

4結(jié)語(yǔ)

“十四五”時(shí)期智慧水利建設(shè)將推進(jìn)水利信息化從數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化向智能化轉(zhuǎn)變，對(duì)江西省來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)涉及面廣，技術(shù)和資金密集的系統(tǒng)工程。本文基于江西省智慧水利建設(shè)現(xiàn)狀，全面梳理了江西省智慧水利建設(shè)資源與應(yīng)用，初步提出“十四五”時(shí)期江西省智慧水利的發(fā)展目標(biāo)。從算據(jù)、算法、算力、“2+N”智能業(yè)務(wù)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)安全體系等五個(gè)方面，給出江西省智慧水利建設(shè)的幾點(diǎn)思路與建議。通過(guò)夯實(shí)水利數(shù)據(jù)基礎(chǔ)、提升算法智慧化水平、完善信息基礎(chǔ)設(shè)施、筑牢網(wǎng)絡(luò)安全體系，為智慧水利建設(shè)提供基礎(chǔ)支撐能力；同時(shí)推進(jìn)流域防洪、水資源管理與調(diào)配等業(yè)務(wù)應(yīng)用建設(shè)，發(fā)揮江西省VR數(shù)字產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，探索VR技術(shù)等高新技術(shù)在數(shù)字孿生工程的試點(diǎn)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)江西“數(shù)字水利”向“智慧水利”的跨越。

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作者:謝敏 韋俊峰 曾斌 單位:江西省防汛信息中心