Page 17 - 水利水电工程施工管理概论

第一章 水利水电工程智慧管理——以数字孪生流域建设为例

嵌入温度、转速等物理参数，并在数字空间反复进行虚拟仿真实验，得到最优的
几何形状、材料配比以及推力、燃油消耗率等各类参数，最后才在生产线上制造
物理发动机。
随着新一代信息技术飞速发展和广泛应用，物理世界和数字世界界限逐渐模

糊，数字孪生城市等应运而生。显然，“数字孪生”不再仅仅是一种技术，而是
一种发展模式、一种转型路径、一股推动行业变革的动力。
数字孪生运用于自然界的案例相对较少，2021 年 10 月 21 日欧空局理事会
提出了“目的地地球”计划。计划在未来 5 到 6 年内分两批逐步实施，首批开发

的两个数字孪生是关于天气诱发的地球物理极端现象的数字孪生和气候变化适应
的数字孪生。天气诱发的地球物理极端现象的数字孪生，将为评估和预测极端环
境提供能力和服务，决策者将能够更精确地预测极端自然事件的发生和影响，如
洪水和森林火灾；气候变化适应的数字孪生将支持在区域和国家层面分析性见解

的产生和情景预测，以在区域和国家层面支持气候适应和缓解政策。作为一个重
要里程碑，这两个“数字孪生”预计将在 2030 年 12 月推出。
2021 年 4 月，水利部推动智慧水利建设总体设计，明确提出了数字化、网
络化、智能化建设目标，阐释了智慧水利建设中数字孪生流域的定位和作用，构

建了“2+N”智慧水利业务体系，提出了智慧水利业务的“四预”功能，并对任
务分工和保障措施提出了具体要求。2021 年 6 月 28 日，水利部党组召开“三对标、
一规划”专项行动总结大会提出，要推进智慧水利建设，按照“需求牵引、应用
至上、数字赋能、提升能力”要求，以数字化、网络化、智能化为主线，构建数

字孪生流域，开展智慧化模拟，支撑精准化决策，全面推进算据、算法、算力建
设，加快构建具有预报、预警、预演、预案功能的智慧水利体系，至此“数字孪
生流域”首次正式提出。数字孪生流域是以物理流域为单元、时空数据为底座、
水利模型为核心、水利知识为驱动，对物理流域全要素和水利治理管理活动全过

程进行数字映射、智能模拟、前瞻预演，与物理流域同步仿真运行、虚实交互、
迭代优化，实现对物理流域的实时监控、发现问题、优化调度的新型基础设施。
2021 年 12 月 23 日水利部召开推进数字孪生流域建设工作会议，李国英部
长全面系统阐述了为什么要建设数字孪生流域、怎样建设数字孪生流域、如何保

障推进数字孪生流域建设等重大问题，指导当前和今后一个时期全国水利系统推
进数字孪生流域建设。

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