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　　□王瑜

　　“我国数字孪生水利体系框架基本形成。”2025年12月16日，水利部召开“十四五”时期数字孪生水利体系建设进展成效新闻发布会，介绍数字孪生水利体系建设的关键性进展。

　　“十四五”以来，数字孪生水利体系建设取得显著成效：94项数字孪生流域建设先行先试任务全面完成；14个省级水网先导区分批推进数字孪生水网建设；数字孪生三峡、南水北调、小浪底、丹江口、大藤峡等11个重点工程投入实战应用，49处数字孪生灌区先行先试、230个数字孪生农村供水工程建设取得阶段性成效，启动12座智能大坝建设、32处数字孪生调水工程和98处数字孪生蓄滞洪区建设；“天空地水工”一体化监测感知系统加快构建，基本覆盖水利业务……

　　诸多成效的背后，是水利系统按照“需求牵引、应用至上，数智赋能、提升能力”原则，科学划分阶段与任务，统筹推进数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生水利工程建设的具体实践。

　　数字孪生水利体系实现从无到有

　　数字孪生水利体系的构建并非一蹴而就，而是历经长期探索研判，通过政策引领、标准支撑、人才保障多轮驱动，逐步推动体系从概念雏形走向落地实践，实现从无到有的突破性发展。

　　2021年，水利部启动数字孪生水利建设工作，从规划、行政、实施、技术等多个层面出台一系列文件，明确了数字孪生水利体系建设的任务书、时间表、路线图。“十四五”期间，水利部信息中心会同各流域管理机构、各省及有关工程管理单位，聚焦数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生水利工程三大核心，扎实推进建设工作。随着实践探索的逐步深入，数字孪生水利体系的定位、内涵及各组成部分的相互关系逐渐清晰明确。

　　在政策推进的同时，人才培养与标准体系重构同步发力。“十四五”以来，水利部组织开展两批数字孪生水利方向卓越水利工程师培养工程，精准培育出一批通晓水利核心业务、熟悉数字应用技术的复合型专业人才；全国19所高校顺势设立智慧水利本科专业，从人才储备源头为行业发展提供支撑。在此基础上，面向水利新质生产力发展需求，重新建构数字孪生水利标准体系，为监测感知、算法模型、“四预”（预报、预警、预演、预案）业务应用等关键环节建设提供了有效指导。

　　多重保障措施的协同发力，推动数字孪生水利体系完成了从概念到落地的关键一跃。

　　2025年6月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于全面推进江河保护治理的意见》明确提出，以数字孪生流域为重点，系统谋划推进数字孪生水利体系建设。10月，《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》再次明确，“推进传统基础设施更新和数智化改造”，“加快人工智能等数智技术创新”，“加强气象、水文、地质灾害监测预报预警”。数字孪生水利体系建设脚步愈发蹄疾步稳。

　　以效用为导向覆盖全水利业务场景

　　推动技术优势转化为治理效能、实现全水利业务场景覆盖，是推进数字孪生水利体系建设过程中，打通技术与业务“最后一公里”的核心课题。

　　“我们通过大数据、云计算、人工智能等数智技术与水利业务深度融合，把江河湖泊、水利工程‘搬’进数字世界，通过智能模拟、调度预演，为水旱灾害防御、水资源管理与调配等工作装上智慧‘大脑’。”水利部信息中心主任付静介绍，数字孪生水利体系的目的就是让物理水利场景实时映射与精准模拟，让水利决策从“经验判断”转向“精准预判”。

　　如今，这项技术正以“虚实交互、动态映射”的特性，深度融入各类水利场景，为重大水利工程运行调度注入现代化动能。在小浪底水利枢纽，数字孪生平台就像“千里眼”与“顺风耳”：工作人员无需在现场，就能实时掌握每一段坝体的健康状态、每一扇闸门的运行参数，精准捕捉下泄水流的形态变化、河床泥沙的淤积轨迹，更能预判库水位波动、异重流运动规律，对调水调沙全过程开展模拟预演，大幅度提升调度效率与决策科学性。

　　数字孪生技术更在流域统筹治理中发挥关键作用。数字孪生流域建设以支撑“统一规划、统一治理、统一调度、统一管理”为目标，力求实现流域多要素、多对象、多目标治理的“帕累托最优”。水利部珠江水利委员会依托数字孪生珠江建设，在面对珠江“22·6”特大洪水和2024年13场编号洪水的密集考验时，深化模型研发应用、评估验证，在实战中升级，做到耦合贯通、动态修正、迭代优化，不仅筑牢了流域防洪屏障，更实现了防洪、供水、生态、发电多目标共赢，让流域治理从“被动应对”转向“主动掌控”。

　　放眼跨流域、跨区域的水资源调配，数字孪生水网则搭建起“物理水网”与“数字水网”的联动桥梁。南水北调中线工程通过数字孪生水网建设，实现了总干渠调度场景切换、分水流量变化等条件下的闸门调度指令一键生成，极大提高了工作效率，让跨流域调水更高效、更精准。

　　灌区是粮食和农产品主要产区，是国家粮食安全的重要保障。数字孪生技术同样在农业灌溉领域解锁了“节水增效”的新算法。2022年，水利部针对大中型灌区开展数字孪生灌区先行先试工作，淠史杭灌区正是首批先行先试单位之一。

　　淠史杭灌区依托模拟仿真、人工智能、云计算等技术构建数字空间，通过数字孪生平台的蓄水监测模型，实时掌握灌区水库及塘坝蓄水量，借助来水预报模型精准分析未来10天来水情况，为灌溉调度提供科学依据。2025年，在水稻栽插面积与2024年基本持平、降雨量较2024年同期偏少5%的情况下，淠史杭灌区灌溉引水量较2024年节约3.1亿立方米，节约水资源产生的直接经济效益达7200万元，生动印证了数字孪生技术在农业节水、提质增效中的实践价值。

　　水利全要素管控、全过程监测加快构建

　　“天空地水工”一体化监测感知系统是数字孪生水利体系的核心支撑，为水利全要素管控和治理管理全过程智能化监测提供了坚实保障。“十四五”期间，这一系统正以全方位、高精度的监测能力，重塑水利监测感知新格局。

　　2024年12月，我国首颗以水利命名的遥感卫星“水利一号”成功发射，凭借在轨智能处理优势，可实时获取、处理并应用遥感数据，为洪涝灾害、突发涉水事件、河湖库水体、水利工程安全监测等水利重要业务提供有力支撑。

　　不仅如此，针对传统含沙量测量流程烦琐、难以捕捉水沙瞬间变化的痛点，水利部黄河水利委员会专项研发的在线光电测沙仪，仅需6分钟就能精准锁定含沙量数据，为水沙关系研判提供高效助力。

　　如今，高分辨率卫星遥感、无人机巡航、视频智能识别等技术的广泛应用，也为河湖水域岸线管控和河湖库“清四乱”（清理乱占、乱采、乱堆、乱建）专项行动注入数智动能。违法违规行为全程留下“数字痕迹”，通过数智化跟踪比对，可及时发现苗头性问题、跟进整改进展，实现“整治＋预防”闭环管理，推动河湖面貌改善，不断增强人民群众的获得感、幸福感、安全感。

　　目前，水利领域已形成涵盖34颗遥感卫星、200余部测雨雷达、13.6万处报汛站、30多万处工程安全监测点的监测感知系统，全方位支持水旱灾害防御、水资源管理与调配等水利业务应用场景。

　　数字化发展的持续迭代特征，决定了数字孪生水利体系建设只有进行时。面向“十五五”，水利部信息中心将强化统筹协同，深化共建共享，持续推进数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生水利工程建设，深入实施“天空地水工”一体化监测感知夯基提能行动，加快先进智能的监测感知新技术新装备研发应用，打造一批具有“四预”功能的典型应用场景，确保数字孪生水利体系在水旱灾害防御、国家水网调度、水利民生服务中真正“用得上、靠得住、效果好”。