國信華源數字孿生灌區解決方案助力灌區科學高效運作

春種一粒粟，秋收萬顆子。各地秋收在即，在保障秋糧豐產豐收的過程中，灌區發揮著舉足輕重的作用。推動灌區科學高效運作，發揮“水智慧”助力糧食安全增收，國信華源數字孿生灌區解決方案融合現代物聯網、云服務、大數據、數字孿生、人工智能等信息化手段，提升灌區管控能力，加快小型灌區智慧化建設，推動大中型灌區高質量發展，促進水資源合理調度與總量控制，科學防御水旱災害，保證用水安全、防汛安全與工程安全。

建設內容

01 信息化基礎設施

建立完善的信息化基礎設施，尤其是透徹立體感知體系，對包括水情、雨量、墑情、氣象信息、閘門控制信息等在內的多要素進行實時監測。自動采集信息為主，人工采集作為補充，結合行業間共享數據，支持不同時期、不同項目建設、不同設備類型的廣泛兼容與海量并發處理，為總調度與各中心提供精準數據支持，實現資源優化配置，及時防范潛在風險。

02數字孿生信息化平臺

數字孿生平臺基于信息基礎設施，利用數字仿真等技術，對物理流域全要素進行數字映射，并逐步形成數字孿生數據底板；集成耦合多維多時空專業數學模型，構建數字孿生水利模擬仿真平臺，支撐灌區全要素預報、預警、預演、預案的模擬分析，完成流域物理流域和數字流域之間的虛擬交互、仿真同步和迭代推演。

數據底板：包含基礎數據、監測數據、業務數據、地理空間數據與行業共享數據等，對各類數據進行匯集并清洗轉化，搭建統一的數據資源池，同時實現省市之間的數據共享與交換，打破數據壁壘。運用高分衛星、無人機、圖片拍攝、水利工程設計圖、管網探測等手段，分別建設L1、L2、L3級地理空間數據，完成全域信息采集。

模型庫：按照“標準統一、接口規范、快速組裝、敏捷復用”建設思路，構建模型庫，打造流程化的防洪抗旱和水資源配置調度模型體系，充分利用多源動態信息，提高計算精度。

知識庫：基于歷史積累的灌區水資源配置調度方案、水庫洪水預報調度方案、工程安全知識、歷史場景、專家經驗等，建立結構化、自優化、自學習的知識圖譜架構，為數字孿生提供智能內核，支撐預報調度和水資源管理的正向智能推理與反向溯因分析，為決策提供知識依據。

03 業務應用平臺

【灌區一張圖】

搭建灌區管理范圍數據底板，輸水渠/管BIM建模；整合灌區水源工程、監測監控、輸配水工程、渠系建筑物等對象形成中心數據庫，精心打造灌區一張圖。將管理過程全要素信息體現在一張圖上，灌區范圍、渠/管系分布、監測狀態等運行態勢一圖知全域，聯合會商、重大事件聯動指揮等，綜合態勢、決策分析、指揮調度和專題分析可視化、動態化、交互化展示。

【量水測水管理】

結合《灌溉渠道系統量水規范》，將各種量測水方法固化到平臺當中，可方便快捷、直觀有效地對所在灌區范圍內的重要渠（溝）道、閘門等設施水量信息進行計量，取代傳統的人工量水測水模式，提高量測水計算精度和效率。

【水資源管理與調配】

通過可視化模型、仿真引擎、供水調度算法模型等技術，結合灌區各水源工程、分水口水資源配置等情況，分析生成灌區需水計劃與配水計劃，實現灌區水資源時空分配的可視化展示和水資源調配。

【閘閥聯調聯控】

根據灌區實際需要，可建設全渠道智能聯調聯控，開發全渠道控制模型算法，可自動地生成調度指令，實時調控運行范圍內各級閘門，通過聯調聯控，實現渠道內水位自動調節、各支斗口按需供水，有效提高灌溉水利用效率。

【灌區移動智能終端】

借助智慧灌區APP、小程序與公眾號，個體用戶、用水單位以及管理人員可快速了解灌溉進度、供水情況、水費收繳情況等用水信息，極大提高信息獲取的便捷度，同時也簡化工作人員信息發布、傳遞、接收、處理的流程，提升工作效率。

【供水調度一體化】

通過APP，用戶需水在線申報，管理員在線審核，實現用水申報——用水審核——供水計劃——調度指令——調令執行——用戶用水的用水需求閉環管理，調度指令與閘閥遠控系統無縫銜接實現自動調度一體化。

【公眾服務】

通過掃描分水口的工程二維碼，支持查看工程基本情況、用水統計、種植作物以及放水計劃、放水時間表，做到用水計劃早知道，用戶可實時在線反饋問題。

【水旱災害防御“四預”】

依據灌區信息采集系統收集的水情、雨情、墑情、氣象等監測數據，對洪澇風險、旱災風險進行預報預警，預演產匯流過程、泄洪過程、工程調度與灌溉進度，提供用水計劃、供水調度、泄洪調度、應急抗旱預案，對灌區水源（水庫、河流、山塘等）、灌域范圍內的防汛抗旱提供決策支持。

【灌區工程管理】

實現對渠道、渠首、水閘、涵洞、河道、水庫、大壩、泵站等工程臺賬與巡檢養護信息的全過程管理，可配合移動終端設備使用，全面反映灌區工程運行狀況。

【灌區水費管理】

支持查看水價改革概況、財政補貼、節水獎勵、管理面積、水價等基礎信息，可實時查看水量與水費，提高灌區水費收取的透明度，促進水量、水價、水費“三公開”，達到高效管理、合理灌溉、節約用水的效果。

【標準化運行管理】

基于工程安全、養護、巡檢等業務需求，構建巡查巡檢軌跡化、 隱患上報工單化、 維修養護派單化、 隱患處理流程化等灌區運行管理體系，提升工作效率，加強考核監管。結合數字孿生三維場景，從臺賬式管理到可視化場景式管理。

應用成效

項目案例