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水利水电工程施工管理概论
Introduction to the Construction Management of Water Conservancy and Hydropower Projects

国度等的数据共享，丰富数据供给源，满足流域科学研究和水利高质量发展实践
的需求。没有全时空数据支撑，数字孪生流域就失去高保真映射的“源泉”。
（三）保真模型是核心
科学性是流域管理与决策的最重要属性，而模型是保证管理与决策科学性的

重要工具。不确定性的气候变化和强烈的人类活动使得自然 - 社会二元水循环系
统变得更加复杂，以现有的物理定律和数学模型全面认识流域现状、预测预报流
域变化趋势的仿真范式已显得“力不从心”、困难重重，数据密集型科学范式为
模型构建提供了新思路。因此，需要在理论推导和实验科学基础上，以仿真为代

表的第三范式和以数据为代表的第四范式相得益彰，形成数据模型与机理模型相
结合的“双模型引擎”。数字孪生流域的虚拟流域与物理流域通过实时交互连接
进行相互增益而持续进化成长，同时智能协同地筛选“孪生数据”寻优方案集并
自主做出最佳决策。受“阿尔法狗”围棋战胜人类启发，数字孪生流域的智能协

同与自主决策要以水利知识为中心，将每个物理流域对象打造成以知识武装的“数
字体”或“智能体”，但是目前机器学习和深度学习算法还无法给出流域管理所
需要的明确语义解释，还需要借助具有逻辑演绎能力的领域知识图谱融合事实性
流域知识、概念性知识、过程性知识和规则性知识，提升流域治理管理与决策语

义理解能力，增强复杂条件下的知识推理能力。
（四）业务应用目的
与数字孪生在制造、航天、矿山等领域已取得的大量研究成果相比，数字孪
生流域的研究显得比较少，在基础理论探索、体系架构设计、虚拟模型设计、信

息组织、知识表达和成长及进化等方面仍存在亟须攻克的难题，势必制约数字孪
生流域发展。因此，需要面向流域治理管理迫切需要解决的难题，聚焦数字孪生
流域建设中的关键问题开展理论方法与技术研究，推动数字孪生流域有序健康发
展；还要利用数字孪生的物理实体与虚拟实体同步、虚实互动、迭代进化等理念，

重塑流域治理管理新范式，实现水利系统的安全运行和高效管控，促进新阶段水
利高质量发展，更好地保障江河安澜、供水安全、生态健康、环境友好。

四、数字孪生水利建设的难点及应对思路

数字孪生是一项新技术，技术难度大，加之，运用于自然界的成功案例少，
没有可借鉴的经验。为此，要了解建设中的技术和管理难点，通过国家重点研发

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