Page 193 - 测绘科学技术理论及实践应用研究

第七章 水利工程中数字孪生技术的相关思考

真断面生态流量，及时发出生态流量预警，确保断面生态流量安全，提前规避水
资源管理的风险。在水资源预报方面，通过建立水资源用量、污染物通量、水质
预报等数据监测、模拟常态化机制，能够为水资源保护、水资源生态治理监测预

警提供数据依据。针对超采地下水等问题，可结合地下水探测、河流断面流量、
气象数据等多源数据构建地下水三维动态模型，定期根据地下水水位、水量、水
质的勘测结果开展流域内地下水资源超采治理工作。
（四）增强水资源监管有效性

将水资源管理系统预警预报数据用于水资源监督、水政执法、水利工程运行
管理、水土保持、河湖管理等领域，能够实现水资源管理风险的提前预警、动态
感知和数据溯源，为水资源监管提供有力的支撑。同时，通过河道槽蓄量监测、

计算、模拟，可获得河道冲淤量、淤泥厚度、槽蓄量高程曲线图、槽蓄量分布图、
冲淤量高程曲线图等数据，借助高精度的水下地形模型、实时水位高程图，分析
流域内不同时段的河道槽蓄量，能够为河道演变、流域开发、防洪调度和河道治
理、水资源监管提供数据依据。
（五）支持水利工程设施建设运营科学决策

基于高精度河道地形、断面数据和高频高清遥感数据，可获取河道、水库等
水面信息，通过与现有流域水文、实时监控水位、流速、流量等数据进行混合建
模，可实现河道流场水面—水位—流量—流速“空天一体化”实时化地感知孪生

模型，助力水利工程的动态运行。为实现流域水资源效益的最大化，可基于水资
源管理系统对水资源发电、防凌、航运、水利工程建设等各项目标任务进行优化。
同时，基于数字孪生技术实时掌握的遥感数据、遥感影像数据，可按日、周、月
更新水利工程要素，跟踪监测水利工程土地利用、种植作物、河湖水体等下垫面
要素和变化检测，推演不同场景下水利工程全生命周期的运行态势，并对洪涝灾

害情况下水利工程漫溢、决口、蓄滞洪区、城区淹没等信息进行立体动态展示，
为水利工程设施的运行优化、灾害预测预警、智慧水利工程态势响应和决策提供
智慧化的应用指导。由于数字孪生技术具有水利设施、水文要素在线模拟和同步

控制功能，可对水库、水闸、堤防、水电站、泵站等工程设施进行仿真可视化，
能够直观地掌握水利工程设施的运维情况、设备设施控制情况和终端虚拟调水等
相关信息，如水闸启闭、运行，水位流量变化、水利工程现场调度等情况。通过
数据共享、预测耦合和协同调度等措施，能够实现流域内水资源的协同管理与安

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