SL/T 855-2025 数字孪生水利工程建设技术导则

　　中华人民共和国水利行业标准

SL/T855—2025

数字孪生水利工程建设技术导则

Technicalguidelinesforconstruction ofdigitaltwin waterprojects

2025- 12-23发布 2026-03-23实施

中华人民共和国水利部 发 布

中华人民共和国水利部

关于批准发布 《河湖健康评价规范》

等 4项水利行业标准的公告

2025年第 36号

中华人民共和国水利部批准发布 《河湖健康评价规范》 (SL/T 793—2025) 等 4 项水利行业标准 , 现予以公告 。

水利部

2025年 12月 23 日

前 言

根据水利技术标准制修订计划安排 , 按照 GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第 1 部分 : 标准化文件的结构和起草规则》 的要求 , 编制本标准 。

本标准共 12章 , 主要技术内容包括 :

— 总则 ;

— 总体架构 ;

— 感知系统 ;

— 数字孪生平台 ;

— 业务应用 ;

— 网络安全 ;

— 保障措施 ;

— 共建共享 。

请注意本标准的某些内容可能涉及专利 。本标准的发布机构不承担识别专利的责任 。

本标准为首次发布 。

本标准批准部门 : 中华人民共和国水利部

本标准主持机构 : 水利部网络安全和信息化领导小组办公室

本标准解释单位 : 水利部网络安全和信息化领导小组办公室

本标准主编单位 : 水利部信息中心

北京金水信息技术发展有限公司

本标准参编单位 : 水利部小浪底水利枢纽管理中心

广西大藤峡水利枢纽开发有限责任公司

水利部水利水电规划设计总院

中国南水北调集团中线有限公司

中国长江三峡集团有限公司科学技术研究院

黄河勘测规划设计研究院

河南省水利勘测设计研究有限公司本标准出版 、发行单位 : 中国水利水电出版社

本标准主要起草人 : 付 静 夏润亮 詹全忠 张 潮 陈真玄 魏方威 王位鑫 邹 希殷 悦 李 钢 李 韡 崔 培 甘郝新 孙维亚 王峥瀛 李政鹏李卓铮 范宇楠 韩松莘 周杰斌

本标准审查会议技术负责人 : 蔡 阳

本标准体例格式审查人 : 万金红

本标准在执行过程中 , 请各单位注意总结经验 , 积累资料 , 随时将有关意见和建议反馈给水利部国际合作与科技司 (通 信 地 址 : 北 京 市 西 城 区 白 广 路二 条 2 号 ; 邮 政 编 码 : 100053; 电 话 : 010 63204533; 电子邮箱: bzh@mwr.gov.cn; 网址: http: //gjkj.mwr.gov.cn/jsjd1/bzcx/)。

数字孪生水利工程建设技术导则

1 范围

本标准规定了数字孪生水利工程的总体架构 、感知系统 、数字孪生平台 、业务应用 、 网络安全 、保障措施 、共建共享等技术要求 。

本标准适用于水库枢纽工程 、智能大坝 、堤防与河道治理工程 、蓄滞洪区与圩区工程 、调水工程 、灌区工程 、泵站工程 、水闸工程 、水土保持工程 、农村供水工程等的数字孪生规划 、设 计 、建设 、验收和运行 。

2 规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本标准必不可少的条款 。其中 , 注日期的引用文件 , 仅该日期对应的版本适用于本标准 ; 不注日期的引用文件 , 其最新版本 (包括所有的修改单) 适用于本标准 。

GB/T 43824 村镇供水工程技术规范

GB 50288 灌溉与排水工程设计标准

GB/T 51301 建筑信息模型设计交付标准

SL/T 223 水利水电建设工程验收规程

SL/T 486 水利水电工程地震监测技术规范

SL 515 水利视频监视系统技术规范

SL/T 551 土石坝安全监测技术规范

SL 601 混凝土坝安全监测技术规范

SL 725 水利水电工程安全监测设计规范

SL 768 水闸安全监测技术规范

SL/T 794 堤防工程安全监测技术规程

SL/T 812.1 水利监测数据传输规约 第 1部分 : 总则

SL/T 828 小型水库监测技术规范

SL/T 836—2024 水利工程白蚁防治技术规程

SL/T 837 数字孪生水利数据底板地理空间数据规范

SL/T 847 水利水电工程数字孪生设计导则

SL/T 853—2025 数字孪生流域建设技术导则

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本标准 。

3 1

数字孪生水利工程 digitaltwin waterproject

以物理水利工程为单元 、时空数据为底座 、数学模型为核心 、水利知识为驱动 , 对物理水利工程全要素和建设运行全过程进行数字映射 、智能模拟 、前瞻预演 , 与物理水利工程同步仿真运行 、虚实交互 、迭代优化 , 实现对物理水利工程的实时监控 、发现问题 、优化调度的新型基础设施 。

4 缩略语

下列缩略语适用于本标准 。

RTU : 远程终端单元 (Remote Terminal Unit)

MCU : 微控制单元 (Microcontroller Unit)

IPv6: 互联网协议第 6 版 (InternetProtocolversion6)

InSAR: 合成孔径雷达干涉测量 (Interferometric Synthetic Aperture Radar)

API: 应用程序接 口 (Application Program Interface)

SDK: 软件开发工具包 (Software DevelopmentKit)

5 总则

数字孪生水利工程建设遵循下列原则 :

a) 应遵循 “需求牵引 、应用至上 , 数智赋能 、提升能力 ” 原则 , 以保障工程安全 、效益充分发挥为目标 , 把握好数字孪生水利工程的基础性定位 , 统筹开展数字孪生水利工程建设 。

b) 应满足 “整合已建 、统筹在建 、规范新建 ” 要求 , 充分利用已有感知系统 , 积极共享相关数字孪生流域 、数字孪生水网的建设成果 , 科学建设集约共用的数字孪生平台 。

c) 应满足 “大系统设计 、分系统建设 、模块化链接 ” 要求 , 建设成果应标准 统 一 、耦 合 贯 通 、共享共用 、协同高效 , 宜采用分布式架构提高性能和可靠性 。

d) 应持续动态修正 、迭代优化 , 不断提升与物理水利工程的同步性和孪生性 。

e) 应覆盖工程管理范围 , 宜统筹考虑工程保护范围及工程影响区内流域的上下游 、干支流等 ,适当扩展数字孪生水利工程建设范围 。

6 总体架构

数字孪生水利工程应包括感知系统 、数字孪生平台 、业务应用 、 网络安全和保障措施等 , 如图 1所示 , 具体组成如下 :

a) 感知系统 , 包括水利感知网 、水利信息网 、水利云等 , 对物理水利工程不同类型 、来源的数据进行采集 、传输 、存储 , 为数字孪生平台和业务应用提供算力支撑 。

b) 数字孪生平台 , 包括数据底板 、模型系统 、知识系统等 :

1) 数据底板基于感知系统汇聚物理水利工程的各类数据 , 经数据引擎处理后为模型系统 、知识系统和业务应用提供数据服务 。

2) 模型系统为业务应用提供模型服务 , 通过调用模型对物理水利工程运行过程进行模拟仿真和前瞻预演 。

3) 知识系统通过水利知识引擎对数据进行组织 、处理 , 完成水利知识抽取加工 , 并实现与数据底板 、水利专业模型的关联和调用 , 为水利工程业务应用提供知识服务 。

c) 业务应用 , 包括工程安全 、 防洪兴利调度 、生产运营管理 、巡查管护 、综合决策支持等 , 依托感知系统和数字孪生平台 , 实现水利工程业务预报 、预警 、预演 、预案功能 , 为水利工程调度决策管理提供前瞻性 、科学性 、精准性 、安全性支持 。

d) 网络安全 , 包括网络安全等级保护 、关键信息基础设施保护 、密码应用 、数据安全保护 、工程控制系统网络安全等 。

e) 保障措施 , 包括管理制度 、标准规范 、运维保障等 。

7 感知系统

7.1 水利感知网

7.1.1 一般要求

水利感知网一般要求如下 :

图 1 数字孪生水利工程总体架构

a) 宜根据业务应用需求 , 在工程监测相关标准的基础上 , 积极采用遥感卫星 、无人机 、无人船 、地面机器人 、水下机器人 、北斗卫星 、水利测雨雷达 、侧扫雷达 、穿透式地质雷达等新型监测装备 , 补充完善 “天空地水工 ” 一体化监测感知系统 , 提升全要素 、高精度 、高频率 、连续性监测感知能力 。

b) 应集中接收 、管理各类监测感知数据 , 监测数据传输应符合 SL/T 812.1 的要求 , 宜支持对监测设施远程运维管理 。

c) 宜选用具备自动测报 、冗余通信 、断电存储 、故障报警 、低功耗等功能的设备 , 新建或改造监测设施宜支持 IPv6和远程运维 。

d) 宜利用北斗短报文 、窄带无线通信设备 、卫星通信等技术提升断路 、断网 、断电环境下的通信保障能力 。

e) 宜采用边缘计算技术处理实时性要求高或带宽资源需求大的监测场景 。

f) 宜选用融合多种功能 、支持多类传感器的一体化远程终端单元 (RTU 或 MCU) 。

g) 宜采用密码技术保障传感器及远程终端单元的可信接入和数据安全传输 。

h) 应对直接关系工程安全 、工程调度运行的关键监测设施采用设备备份等冗余配置 , 宜实现监

测设施更新替换和监测数据定期校验 。

7.1.2 水文水资源监测

水文水资源监测要求如下 :

a) 宜结合实际业务 需 要 开 展 降 水 量 、水 位 、 流 量 、水 质 、 泥 沙 、墒 情 、下 泄 生 态 流 量 等 水 文监测 。

b) 应根据业务需要在大型水库库区及防洪保护区等区域部署水利测雨雷达 。

c) 应在坝前 、坝后流态平稳区域 , 入库 、 出库控制断面 , 闸上 、 闸下等位置开展水位监测 。

d) 应对入库 、 出库等重要流量指标开展监测 。

e) 宜对多沙河流水库开展淤积监测 , 针对坝前漏斗区 、淤积三角洲顶坡段 、支流拦门沙坎等冲淤变化明显区域测验冲淤形态变化 。

7.1.3 水生态水环境监测

宜根据业务需要开展水生态水环境监测 , 宜符合 SL/T 853—2025 中 7.1.3 的要求 。

7.1.4 工程安全监测

7.1.4.1 一般要求

一般要求如下 :

a) 工程安全监测应覆盖水工建 (构) 筑物 、金属结构 、机电设备等 , 监测项目应包括变形监测 、渗流监测 、应力应变监测 、环境量监测 、工程运行监测 、 险情监测和专项监测等 。

b) 应根据工程类型 、建筑物结构型式 、运行工况和载荷等边界条件 , 在代表性或控制性部位布设监测断面 , 全面监测工程各部位的工作性态 。

c) 应按照 GB/T 43824、GB 50288、SL/T 551、SL 601、SL 725、SL 768、SL/T 794、SL/T 828中的监测设施布设及监测精度和频次要求 , 通过工程安全风险分析 、安全监测系统评价鉴定等方式确定监测项目 、监测点位布置 、精度与监测频次并更新完善监测设施 。

d) 宜采用卫星 、无人机 、雷达 、超声波等非接触式外监测技术结合智能化传感器自诊断技术实现安全要素监测全覆盖 。

e) 遇洪水 、干旱 、暴雨 、地震等特殊情况或巡视检查发现工程异常时应增加监测频次 。

f) 宜根据工程类型进行重点监测 , 各工程类型的具体要求如下 :

1) 对水库枢纽工程 , 应重点在坝体 、坝肩 、泄流设施等关键位置埋设位移变形 、渗流渗压 、应力应变 、结构内部温度等传感仪器 ; 宜利用卫星遥感 、激光雷达 、无人机 、无人船 、水下机器人等技术手段 , 动态开展直接关系大坝安全和效益发挥的库坝区地质监测 、库容监测以及泄流影响区监测 。

2) 对智能大坝 , 宜采用自诊断技术和外监测技术 , 全面获取大坝的位移变形 、渗流渗压 、应力应变 、温控参数等数据 ; 宜 实 时 获 取 大 坝 上 下 游 的 水 文 气 象 、地 形 地 貌 、人 类 活 动 等数据 。

3) 对堤防与河道治理工程 , 应重点强 化 堤 防 渗 漏 、管 涌 、 滑 坡 、崩 岸 、 白 蚁 危 害 等 险 情 监测技术应用 , 重点开展堤内河滩地形 、河槽 水 下 地 形 、 高 杆 作 物 、 碍 洪 植 物 和 构 筑 物 的多维度 监 测 , 对 堤 防 保 护 范围 内 的 人 口 、 耕 地 、 重 要 基 础 设 施 信 息 开 展 第 三 方 共 享监测 。

4) 对蓄滞洪区与圩区工程 , 应对蓄滞洪区容积和结构信息进行定期监测 , 对蓄滞洪区内居住人口等信息进行第三方共享监测 。

5) 对调水工程 , 应对取水水源设施的水位 、水质 、流量 , 输水设施的流量 、压力 、变形 、渗流 、温度 , 以及调蓄设施的水位 、进出口流量 、淤积等信息进行监测 。

6) 对灌区工程 , 应对灌区水情 、工情 、墒情 、农情等信息进行监测和引水闸 、节制闸 、分水闸 、泵站等关键设备的运行状态监测 。

7) 对泵站工程 , 应重点对设备启动 、运行过程中电气参数 、温度 、声音 、振动 、摆度等情况和水源含沙量状况进行监测 。

8) 对水闸工程 , 应重点强化水闸过闸流量 、上下游水位 、机电设备运行状态等实时在线监测 。

9) 对水土保持工程 , 对淤地坝 , 应根据工程规模和需要开展降水量 、水位 、淤积 、渗流和位移等监测 ; 对其他水土保持工程 , 可根据需要对水情 、工情和运行状态等进行监测 。

10) 对农村供水工程 , 应对工程涉及的水厂和水源点进行信息汇集 , 对水泵机组 、净化消毒设施设备运转情况等进行实时监控 , 对水量 、水质 、水压等关键信息进行在线监测 。

7.1.4.2 变形监测

变形监测要求如下 :

a) 应对工程内部变形和外部变形开展监测 , 可根据工程实际选择水平位移 、挠度 、垂 直 位 移 、倾斜 、裂缝及接缝变形 、净空收敛等监测项目 。

b) 宜补充采用北斗卫星高精度定位 、InSAR等技术提高变形监测精度和范围 。

7.1.4.3 渗流监测

渗流监测要求如下 :

a) 应对工程渗流进行实时监测 , 可根据工程实际选择扬压力监测 、渗流压力监测 、绕坝渗流监测 、地下水位监测 、渗漏流量监测和水质监测等监测项目 。

b) 应根据工程实际确定监测压力 、渗流流量 、地下水位等精度要求 。

7.1.4.4 应力应变监测

应对工程应力应变进行实时或定期监测 , 可根据工程实际 , 选择结构内部应力应变监测 、支护工程应力应变监测等监测项目 。

7.1.4.5 环境量监测

应对工程环境量进行监测 , 可根据工程需要选择水温 、气温 、工程结构内部温度 、大气压力 、冰压力 、坝前淤积及下游冲刷等监测项目 。

7.1.4.6 工程运行监测

工程运行监测要求如下 :

a) 应根据工程特点 , 对闸门开度 、荷载 、过流量 、启闭时间 , 泵站流量 、实时负荷 、启停时间等工程运行状态进行实时监测 。

b) 宜根据实际需求 , 对工程主要机电设备的电气参数 、温度 、振动 、噪声等进行实时监测 。

7.1.4.7 险情监测

应根据工程特点 , 选择对散浸 、漏洞 、管涌和流土 、滑坡 、塌坑 、漫顶 、严重淘刷 、裂缝 、溢洪道异常等进行实时或定期监测 。

7.1.4.8 专项监测

专项监测要求如下 :

a) 可根据工程特点 , 进行水力学监测 、冰情监测 、咸情监测 、 白蚁监测 、强震动监测等 。

b) 水力学监测宜包括水流流态 、水面线 、动水压力 、波浪 、水流流速 、消能 、 冲刷 (蚀) 等 。

c) 冰情监测宜包括静冰压力 、动冰压力 、冰厚 、冰温等 。

d) 咸情监测宜包括咸潮区域上溯边界 、影响范围等 。

e) 应在白蚁多发区域设置白蚁监测设施 , 宜符合 SL/T 836—2024中 3.3 和 3.4 的要求 。

f) 应按照 SL/T 486的要求开展强震动反应监测 , 可共享中国地震台网中心等单位的监测数据 。

7.1.5 其他监测

7.1.5.1 安防监控

安防监控要求如下 :

a) 应综合采用视频监控 、 电子围栏 、红外探测等方式对工程重要部位 、 主要建筑物和核心生产区进行实时监控 , 视频监控应符合 SL 515的要求 。

b) 监控范围应包 括 工 程 所 在 河 流 上 下 游 坝 坡 、坝 前 水 面 、泄 洪 建 筑 物 进 出 口 、泄 流 安 全 影 响区等 。

c) 溢洪道及其他重要工程设施宜适当增设监控点 。

d) 核心生产区监控范围应包括发电机组 、泵站 、水闸等 。

7.1.5.2 设备运行状态监测

宜对网络设备 、计算存储设备 、机房等信息基础环境 , 通信网络 , 监测设备的运行状态进行实时监控 。

7.2 水利信息网

7.2.1 网络分区

网络分区要求如下 :

a) 应分为物理隔离的业务网和工控网 。

b) 业务网宜分为信息管理区和互联网服务区 , 工控网宜分为实时控制区和过程监控区 (非实时控制区) 。

7.2.2 功能分区

功能分区要求如下 :

a) 实时控制区应部署直接控制工程设备运行的系统 、模块等 。

b) 过程监控区应部署不直接参与控制工程设备运行的运行监测系统 、故障诊断系统 、生产数据分析系统等 。

c) 信息管理区宜部署数字孪生平台 、生产管理业务系统等 。

d) 互联网服务区应部署面向互联网提供服务的业务系统 。

e) 数字孪生水利工程主体部分应部署于信息管理区和过程监控区 。

7.2.3 业务网

业务网要求如下 :

a) 应接入上级单位业务网 , 宜根据业务需求实现与流域管理机构 , 省 、市 、县级水行政主管部门等水利部门业务网的互联互通 。

b) 宜通过租赁专线 、 自建光纤等方式连接 , 连接带宽应满足服务调用和数据共享的需求 。

7.2.4 工控网

工控网要求如下 :

a) 可根据需要与上级单位工控网连接 , 不同单位的实时控制区和过程监控区应独立互联 。

b) 应采用防火墙等网络安全措施进行网络间隔离 , 宜采用密码技术进行数据传输加密保护 。

c) 宜通过租赁专线 、 自建光纤等方式连接 。

7.3 水利云

水利云要求如下 。

a) 计算资源 、存储资源 、物理环境应符合 SL/T 853—2025 中 7.3 的要求 。

b) 应建设完善本 地 备 份 、异 地 备 份 等 资 源 , 支 撑 数 字 孪 生 水 利 工 程 中 的 重 要 数 据 、重 要 应 用备份 。

8 数字孪生平台

8.1 数据底板

8.1.1 数据资源

数据资源要求如下 :

a) 数据资源应包括基础数据 、监测数据 、业务管理数据 、地理空间数据 、跨行业共享数据等内容 , 应符合 SL/T 853—2025 中 8.1.1.1 的要求 。

b) 基础数据应包括水利工程及相关的江河湖泊 、监测站 (点) 等对象的主要属性特征和空间位置形状数据 , 工程建筑信息模型精细度等级宜参照 GB/T 51301。

c) 监测数据应包括工程安全监测和工程有关的水文水资源监测 、水生态水环境监测等数据 。

d) 业务管理数据应包括工程安全运行 、 防洪兴利调度 、生产运营 、巡查管护 、移民安置 、会商决策等业务管理中产生的有关数据 。

e) 应按照 SL/T 837的要求建设水利工程管理和保护 范 围 、水 工 建 (构) 筑 物 区 域 的 L2级 和L3级地理空间数据 , 宜共享接入其他地理空间数据 。

f) 跨行业共享数据宜包括从其他行业部门共享的生态环境 、气象 、农业农村 、 自然资源 、应急管理 、遥感 、地震 、税务等数据 , 经加工处理后可根据工程业务应用需求按基础数据 、监测数据 、业务管理数据 、地理空间数据进行归并 。

8.1.2 数据模型

数据模型应符合 SL/T 853—2025 中 8.1.2 的要求 。

8.1.3 数据引擎

应按照 SL/T 853—2025 中 8.1.3 的 要 求 , 结 合 工 程 特 点 , 开 展 数 据 归 集 、数 据 治 理 、数 据 挖掘 、数据服务 。

8.2 模型系统

8.2.1 一般要求

模型系 统 应 包 括 水 利 专 业 模 型 、智 能 识 别 模 型 和 模 拟 仿 真 引 擎 , 宜 符 合 SL/T 853—2025 中8.2.1 的要求 。

8.2.2 水利专业模型

水利专业模型可采用机理 、统计 、混合等方式方法 , 具体要求如下 :

a) 应根据工程类型和业务预报 、预警 、预演 、预案需求确定所需的水利专业模型集合 , 应包括工程安全 、水文 、水资源 、水生态水环境等专业模型 。

b) 宜基于水循环自然规律 、工程力学 、农作物需水规律等机理规律 , 结合工程类别和实际需求 ,构建变形分析 、渗流渗压分析 、应力应变分析 、温度场变化 、不同尺度来水预报 、需水预测 、水库蓄水淹没分析 、库区及影响区洪水演进分析 、泥沙动力学 、冰水动力学 、大坝安全性态分析 、配水预演 、输配水损失 、工程运行 、工程综合调度 、供水调度 、污染物扩散输移等机理模型 。

c) 宜基于数理统计和数据挖掘等技术 , 构建数据驱动的安全监测数据异常识别 、工程安全风险预测预警 、工程安全状态评估 、工程实时调度状态分析 、下泄流量泄洪通道监测分析 、机电设备故障诊断分析 、来水预报分析 、需水预测分析等统计模型 。

d) 宜将机理与统计模型进行相互嵌入 、系统融合 , 构建工程安全预警 、工程多目标调度分析等混合模型 。

e) 宜利用大数据 、人工智能等技术 , 迭代优化模型及参数 , 提升模型的精度和性能 。

f) 宜通过水力学模型试验对模型架构辅助设计进行优化 、参数率定 、效果验证 。

8.2.3 智能识别模型

宜利用图像识别 、 自然语言处理 、机器学习等人工智能通用模型 , 从遥感 、视频 、音频等数据中自动识别重要部位违规占用 、库区 “四乱 ” 及下游河道碍洪建 (构) 筑物 、漂浮物 、库区地质灾害 、管理范围违规入侵 、水体颜色 、农作物受旱 、 闸门启闭 、设备运行异常 、管网漏损等信息 , 构建遥感识别 、视频识别 、音频识别等智能识别模型 。

8.2.4 模拟仿真引擎

模拟仿真引擎应符合 SL/T 853—2025 中 8.2.4 的要求 。

8.3 知识系统

8.3.1 一般要求

知识系统一般要求如下 :

a) 应包括水利知识和水利知识引擎 。

b) 水利知识宜包括工程与所在自然河湖及影响对象关联关系 、工程调度和运行规则 、工程安全知识及其他知识内容 。

c) 知识系统应围绕业务应用需求 , 通过知识引擎实现水利知识的抽取加工 、知识管理 、知识检索和推理分析 , 宜通过 API、SDK等形式提供服务 。

d) 宜以数字孪生流域知识系统为基础 , 根据水利工程业务应用需求 , 进行知识系统集约建设 。

8.3.2 水利知识

8.3.2.1 对象关联关系

宜构建水利工程和其他对象在空间位置和业务逻辑上的关联关系 , 可按照 <主实体 , 关系描述 ,关联实体> 三元组的形式组织和记录 , 提供高效的关系检索与分析功能 。

8.3.2.2 预报调度方案

应根据工程类型和业务应用需求构建工程防汛预案 、来水预报方案 、工程调度预案 、抗旱应急预案 、超标准洪水防御预案 、工程联合调度方案等在内的预报调度方案 。

8.3.2.3 业务规则

应建设水利工程业务相关法律法规 、规章制度 、标准规范 、政策文件等业务规则知识 , 宜包括工程调度运用规程 、机电设备运行操作规程 、工程安全监测资料整编规程 、工程安全现场检查规程 、工程安全应急预案等业务规则 。

8.3.2.4 工程安全知识

工程安全知识要求如下 :

a) 宜构建包括工程设计 、工程建设验收 、工程风险隐患 、 隐患事故案例 、事件处置案例 、工程安全会商 、工程安全鉴定 、专项安全检查 、相关标准规范 、技术文件 、历史场景等在内的工程安全相关知识 。

b) 宜对工程安全知识相关文档 、 图纸 、 图像等进行统一格式 、规范命名 , 为信息检索 、综合分析提供基础 。

8.3.2.5 其他知识

宜补充其他水利领域通识性和专业性知识 , 可包括覆盖水文水资源 、水利工程 、水生态 、水利史等方面的水利综合百科类知识 , 以及水利领域专家的业务经验等知识 。

8.3.3 水利知识引擎

水利知识引擎要求如下 :

a) 应按照 SL/T 853—2025 中 8.3.3 的要求 , 结合工程特点 , 开展水利知识抽取加工 、知识管理 、知识检索和推理分析 。

b) 宜充分利用上级水行政主管部门的数字孪生流域建设等成果 , 可采用人工智能技术提升知识引擎能力 。

9 业务应用

9.1 一般要求

业务应用一般要求如下 :

a) 应以保障工程安全 、效益充分发挥为目标 , 开展工程安全 、 防洪兴利调度 、生 产 运 营 管 理 、巡查管护 、综合决策支持等业务应用建设 , 发挥数字孪生水利工程 的 数 字 映 射 、智 能 模 拟 、前瞻预演作用 , 实现业务应用预报 、预警 、预演 、预案 。

b) 宜考虑水利工程建设 、水利工程标准化管理等实际业务工作需求与数字孪生水利工程的融合 ,结合已有业务应用和实际工作内容进行业务系统优化设计 , 提升系统效能 。

c) 应加强业务应用自身开发过程中的网络安全和数据安全保护 。

9.2 工程安全

工程安全具体要求如下 :

a) 应根据工程运行管理的有关规定 , 重点聚焦汛期 、强降雨等特殊时期工程安全 , 针对工程结

构特点 、安全隐患与薄弱环节 , 构建安全性态预测 、安全风险预警 、安全状态预演 、安全处置预案等功能 , 实现工程安全智能分析预警 。

b) 应基于数字孪生平台构建 , 在工程安全监测数据的支撑下 , 聚焦工程本体安全 , 集成展示水工建 (构) 筑物 、金属结构及机电设备 、监测设备设施 、动态监测数据 、工程安全隐患及监测预警提醒等信息 。

c) 工程安全性态预测应基于工程安全监测分析相关模型 , 对工程安全监测等数据进行综合分析 、挖掘 , 揭示工程变 形 、渗 流 、应 力 应 变 等 重 要 监 测 物 理 量 所 表 征 的 工 程 安 全 性 态 及 其 演 化趋势 。

d) 工程安全风险预警应结合工程安全实时监测 、预测数据 , 依据工程安全预警指标体系和工程安全知识库 , 对工程险情 、安全隐患进行分级预警 。

e) 工程安全状态预演应综合工程安全监测分析预测信息 、工程设计相关信息 、工程安全评价信息 、工程安全薄弱环节 、工程安全知识库等 , 支撑工程安全风险会商研判 ; 宜预设历史典型洪水 、超标准洪水 、特殊工况等不同场景 , 根据工程调度方案 , 对工程安全状态进行评估和推演 , 发现潜在风险 , 预演极端工况下工程安全状态 。

f) 工程安全处置预案应根据工程安全风险研判结果 , 依据工程安全应急预案 , 制订工程应急调度 、人员防灾避险等应对措施 , 可调用综合预演模型和实时监测数据 , 实现应急预案与实景情境的同步反馈 、动态评估 、滚动优化 。

g) 对水库枢纽工程 , 应重点实现在线分析研判大坝安全性态 , 提高风险隐患提前发现和及时处置能力 ; 应实现库容曲线动态复核 , 及时发现和处置侵占库容 、损 害 库 岸 等 违 法 违 规 行 为 ,确保库容安全 ; 应支持库区洪水淹没仿真预演 , 精准掌握库区淹没范围人员分布 , 划定风险点位及区域 。

h) 对智能大坝 , 应围绕 “安全 、生态 、智能 ” 的发展方向和目标 , 深化大坝性态全要素和运行管理全过程数字化映射 、智能化模拟 , 实现历史数据积累分析 、实时数据同步交互 、未来数据预测预演 。

i) 对堤防与河道治理工程 , 应重点实现河势变化及行洪能力的实时分析预测 , 支撑重要险工险段各类险情预演和抢险方案优化 。

j) 对泵站工程 , 应重点实现机组运行状态智能诊断 , 及时发现设备异常并精准定位故障点 , 保障泵站高效稳定运行 ; 应支持泵站防洪排涝应急模拟 , 制定应急预案 , 增强应对极端天气的能力 。

k) 对水闸工程 , 应重点实现建筑物安全性态在线分析和闸门启闭机风险分析预警 。

l) 对水土保持工程 , 应重点实现淤地坝坝体结构安全在线分析 、及时预警安全隐患 , 支持淤地坝溃坝风险模拟分析 , 明确溃坝影响范围 ; 对其他水土保持工程 , 宜实现工程运行状态分析和安全预警 。

9.3 防洪兴利调度

防洪兴利调度具体要求如下 :

a) 应在防洪预报调度等已有系统或功能的基础上 , 统筹考虑经济社会发展 、乡村振兴 、水生态 、水环境 、水安全调配等需求 , 完善数据 、模型计算等功能 , 根据工程防洪 、发电 、供水 、生态 、航运等调度规则 , 突出预报 、预警 、预演 、预案等重点环节 , 构建数字化场景 , 强化超前精准预报 、预警发布 、调度模拟预演 、预案优化修正等功能 , 支撑工程防洪兴利智能调度 ,提升工程多目标调度效益 。

b) 防洪应用宜共享工程所在流域防洪和水网防洪排涝调度的数据或功能 , 融合展示流域气象及来水预报信息 、流域及工程实时雨水情信息 、水库蓄水信息 、泥沙淤积信息 、工程运行信息 、

生产运行信息 、工程管理信息等 。

c) 水资源管理调配应用宜融合展示工程所在水域的水生态水环境信息 、水资源管理 、水资源调配等信息 。

d) 发电应用宜融合展示发电机组运行状态 、发电量统计等发电信息 。

e) 应加强生态用水业务应用建设 , 提高生态用水调度能力 。

f) 应提供江河洪水 、 山洪灾害 、水体污染等预警信息发布接 口 , 提高联防联控能力 。

g) 应统筹防洪 、 防凌 、灌溉 、供水 、发电 、航运及泥沙等调度 目 标 , 根 据 工 程 联 合 调 度 方 案 ,调用来水预报 、洪水演进水动力学等水利专业模型及调度规程 、历史洪水等相关知识 , 对洪水淹没影响 、工程泄流运用 、水量调度等场景进行模拟预演 。

h) 应根据多方案推演结果和实时监测信息优化 、修正调度方案 , 为工程调度提供科学决策支持 。

i) 对蓄滞洪区与圩区工程 , 应重点实现洪水淹没分析预演 , 准确量化蓄滞洪区运用影响 , 为区内非防洪建设项目洪水影响评价及蓄滞洪区运用提供决策支持 。

j) 对调水工程 , 应围绕工程安全 、供水安全 、水质安全 , 重点实现来水预报 、需水预测 、水量调配 、水质预测预报等功能 。

k) 对灌区工程 , 应聚焦农田灌溉用水计量精准化 、管理运维智能化 、灌溉方式高效化 , 实现水量分配与调度方案预演及优化 。

l) 对农村供水工程 , 应重点实现对可能引起饮水困难 、水质突变的风险分析预警 , 生成针对性风险防控处置方案 。

9.4 生产运营管理

生产运营管理应在生产管理 、 内部管理等已有系统或功能的基础上 , 按照工程管理单位相关管理制度规定 , 围绕操作管理 、安全生产 、应急处置 、物资管理等方面建设 , 突出不同业务环节间的互联互通 、数据共享 、业务协同 , 实现水利工程生产运营智能化 。

9.5 巡查管护

巡查管护应在安防监控 、岸线巡查等已有系统或功能的基础上 , 可根据业务需要扩展确权划界 、次生灾害 、安防监控 , 库区乱占 、乱采 、乱堆 、乱建整治 , 生态保护等业务功能 。

9.6 综合决策支持

综合决策支持应在查询统计 、 门户等已有系统或功能的基础上 , 强化仿真驱动的工程设计 、工程实景展示 、全场景专题调用等功能 , 统筹工程安全 、生产运营等功能 。

9.7 其他业务

其他业务要求如下 :

a) 宜根据需要建设移民安置应用 , 在水库移民管理等系统或功能的基础上 , 统筹兼顾各方需求 ,实现业务协同联动 , 贯穿移民安置工作全过程 。

b) 宜建设工程自动化控制系统 , 对工程闸门 、泵站 、发电机组等进行自动化控制 。

c) 宜以数字孪生平台为基础 , 根据工程实际管理需求建设工程建设管理系统 、 电子档案系统等业务应用 。

10 网络安全

网络安全要求如下 :

a) 应开展数 字 孪 生 水 利 工 程 网 络 安 全 建 设 , 宜 符 合 SL/T 853—2025 中 10.1、 10.4、 10.5 的

要求 。

b) 数字孪生水利工程可整体定级或分别定级 , 宜与相关数字孪生流域统筹定级 。

c) 工程控制系统应单独定级 , 承担防洪 、供水等功能的大型和重要中型水利工程的工程控制系统应不低于第三级 。

d) 具有防洪任务或承担受水区单一水源供水任务的大型和重要中型水利工程的数字孪生平台应不低于第三级 。

e) 承担防洪 、供水等功能的大型和重要中型水利工程的工程控制系统宜申报认定关键信息基础设施 。

f) 工程控制系统应部署于工控网 , 与互联网 、业务网等其他网络安全隔离 。

g) 工程控制系统应使用安全可靠的网络产品和服务 , 确保设备自身安全可控 。

h) 工程控制系统应具备网络安全威胁监测能力 。

11 保障措施

保障措施要求如下 :

a) 应围绕数字孪生水利工程采取保障措施 , 宜符合 SL/T 853—2025第 11章的要求 。

b) 应按照 SL/T 847的要求开展数字孪生水利工程设计 。

c) 应按照 SL/T 223的要求开展数字孪生水利工程验收 。

12 共建共享

共建共享要求如下 :

a) 应开展共建共享 , 宜符合 SL/T 853—2025第 12章的要求 。

b) 应重点针对数据底板 、模型系统 、知识系统 、感知系统等与相关工程管理单位和水行政主管部门开展协同共建 , 明确具体建设内容 。

c) 应从相关数字孪生流域 、数字孪生水网充分共享基础数据 、地理空间数据 、模型等 , 应为相关数字孪生流域 、数字孪生水网提供业务需要的工程运行和预警等数据 , 应支持在相关数字孪生流域 、数字孪生水网中调用数字孪生水利工程建设成果 , 支撑流域统一的预报调度 、预演模拟等 。

d) 工程知识 、算法模型宜根据需要逐级归集至水利部数字孪生平台 。

e) 宜实现与相关水行政主管部门的数据共享及业务协同 , 与上下级工程管理单位数字孪生平台的互联互通 、数据共享 、 网络融合 。

f) 应充分整合现有信息系统的已有数据 , 可根据需要对原有信息系统进行改造 , 与数字孪生平台集成对接 。

参 考 文 献

[ 1 ] GB/T 30948—2021 泵站技术管理规程

[ 2 ] GB/T 43441.1 信息技术 数字孪生 第 1部分 : 通用要求

[ 3 ] GB/T 44230 政务信息系统基本要求

[ 4] SL 715 水利信息系统运行维护规范

[ 5 ] SL/T 784 水文应急监测技术导则

[ 6 ] SL/T 804 淤地坝技术规范

[ 7] 国务院办公厅关于印发全国一体化政务大数据体系建设指南的通知 (国办函〔2022〕 102号)

[ 8] 水利部关于印发 《水利信息资源共享管理办法 (试行) 》 的通知 (水信息〔2020〕 26号)

[ 9 ] 水利部关于印发数字孪生流域共建共享管理办法 (试行) 的通知 (水信息〔2022〕 146号)

[10] 水利部办公厅关于印发 《水利数据分类分级指南 (试行) 》 的通知 (办信息〔2022〕 256号)

[11] 水利部关于推进水利工程配套水文设施建设的指导意见 (水文〔2023〕 30号)

[12] 水利部印发 《关于推进水利工程建设数字孪生的指导意见》 的通知 (水建设〔2024〕 93号)

[13] 水利部办公厅关于进一步加强重大水利工程雨水情监测预报 “三道防线 ”、安全监测 、数字孪生设计工作的通知 (办规计〔2024〕 181号)

[14] 水利部关于推进水库 、水闸 、蓄 滞 洪 区 运 行 管 理 数 字 孪 生 的 指 导 意 见 (水 运 管 〔2024〕 269号)

[15] 水利部办公厅关于进一步强化数字孪生水利网络安全工作的通知 (办信息〔2024〕 961号)

[16] 水利部办公厅关于开展智能大坝建设试点工作的通知 (办建设函〔2025〕 117号)

[17] 电力监控系统安全防护规定 (国家发展改革委令 2024年第 27号)

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简介

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SL/T 855—2025