福建 “三条河流”助推数字孪生水利建设

2022年，福建省加快推进数字孪生建设，从顶层设计入手，深度开发、迭代升级场景应用，全力打造具有福建特色的“原型河流”“物模河流”“数字河流”等“三条河流”，并率先运用于水旱灾害防御，做到预警更精准、调度更科学、防御更高效。

2022年，在防御闽江支流沙溪特大洪水中，数字孪生建设发挥作用，将50年一遇洪水削减至不到20年一遇，降低三明市区洪峰水位0.63m；在防御松溪县“6·18”超标准洪水中，提前6小时发出预警，实现了群众全转移、人员零伤亡目标；在5—6月集中暴雨期，福州城区逢大雨必涝的历史未再出现。

全要素保障，完善顶层设计

福建省水利厅将数字孪生建设列为“十四五”重点工作，成立由厅长牵头的领导小组，定期协商通报、随时协同攻关。

筹建两个流域机构。立足流域统一规划、统一治理、统一调度、统一管理，加快筹建闽江、九龙江流域管理局，由两大流域机构统一管理“五江一溪”，统筹推进57个数字孪生项目建设。

组建一支研究团队。由水利行业、信息科技等领域20名研究人员共同组建数字孪生科研攻关团队，并与高等院校、专业机构深度合作，共享研究成果。

严选三处示范项目。结合福建省流域特点，分别在闽江、九龙江等流域选取溪源水库、九龙江北溪、厦门东西溪等3个数字孪生流域建设项目，开展数字孪生流域建设先行先试工作。

拓宽多种资金渠道。落实九龙江北溪、溪源水库等2个全国首批先行先试重点数字孪生水利工程财政资金4100万元，15个数字孪生项目纳入国家开发银行重点支持项目，落实“规划合作贷”、专项债、银行贷款等3亿元。

>数字孪生九龙江北溪建设先行先试项目效果图

>流域概况-水文概况

>北溪水闸态势感知

>福州市溪源溪流域数字孪生平台

全流程重塑，突显应用场景

围绕“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”，针对福建山地丘陵多、台风灾害多等特点，全面推进“三算四预一平台”建设。

夯实“三算”基础。贯通整合气象、海洋、农林牧渔、自然资源、城市建设等跨行业数据12亿条，广泛运用倾斜摄影等新技术，力求更精准、更全面地构建数据底板；针对不同区位条件和自然特点，研发9000多个丘陵地区小流域的产汇流、山洪灾害风险评估模型，并重点根据台风影响、历史场景、实践经验进行优化，力求更精细、更真实地贴近现实场景；数据实施云备份、云共享，落实IPv6级水利专网，力求更高效、更安全地保障系统运行。

研发“四预”应用。预报方面，在已有基础上，开发小流域洪水、气象短临预报等一批深度应用，实现气象水文耦合预报；预警方面，扩展防洪风险影响、预警信息智能推送等功能，提高预警时效性和覆盖面；预演方面，重点提高模拟计算和动态仿真等能力，通过建立局地精细化模型，模拟展示洪水影响，支撑防洪调度方案集合生成；预案方面，智能考量防洪方案、调度规则、专家经验、预演结果，自动生成并推荐防洪调度、群众转移避险最优方案，提供决策参考。

融入智慧水利“一平台”。以“一屏看水、一网管水”为目标，严格遵循统一开发建设标准，打通数据连接渠道，实现数字孪生工程、孪生流域与智慧水利“一平台”的互联互通，集合形成有机整体。

全系统建设，推动迭代升级

坚持边建设、边实践、边总结、边提升，全面推进“三条河流”建设。

重点推进3条孪生流域建设。九龙江北溪、溪源溪小流域等2个全国数字孪生先行先试项目已初步完成重要子系统构建，金溪流域（将乐段）河湖水文映射试点基本建成，其他项目稳步推进。

加快筹建8个物理模型基地。在建设“数字河流”的同时，投资1亿元，建设占地120亩（1亩=1/15hm2）的闽江下游数字孪生流域物理模型，并以此为样本，在“五江一溪”拷贝成8个（其中闽江3个）基地，实现“三条河流”的同步仿真运行、虚实交互、迭代优化，全面提升水利管理的科学化、精准化、高效化水平。

积极开展N场电子沙盘推演。大力推广福州“高水高排+联排联调”建设经验，优化升级流域水库群联合调度系统，依托数字孪生技术建设电子沙盘，实时模拟推演水库联合调度，不断提升水库科学调度水平。

>数字孪生金溪流域（将乐段）预警界面

多特色结合，发挥试点作用

紧扣地域特色，充分发挥数字孪生流域建设先行先试示范作用。

为防洪联合调度提供支撑。充分结合流域直流入海的特点，对流域下游入海口潮位预报结果进行实时影响分析，对河段水位受上游洪水和下游潮位顶托双重影响下的防洪联合调度进行模拟和研判，统筹协调流域内重要水利工程调度运行方式。通过防洪“四预”应用的建设，强化对流域防洪控制对象的防洪安全保障。

为水资源配置与调度提供依据。建设水资源配置与调度管理平台，根据流域水资源调配与管理需求，重点针对流域来水预报、供水情势分析预警等功能，提升流域水资源配置与调度方案实施的适用性和可靠性。

为河湖环境健康提供助力。通过在可视化场景建立流域的实际流域水系、水利工程及设施体系，实现对流域涉水信息的全面掌握，开展防汛监视告警、水资源监视告警及工程监视告警等多方面工作，助力流域河湖环境治理。

营造数字孪生建设浓厚氛围。利用水利政务新媒体矩阵，与人民网、新华网等主流媒体合作，广泛宣传数字孪生福建智慧水平台、先行先试项目建设情况等，积极营造数字孪生建设浓厚氛围。

>数字孪生金溪流域（将乐段）水面线查看界面