中华人民共和国水利行业标准
SL/T854—2025
数字孪生水网建设技术导则
Technicalguidelinesforconstruction ofdigital
twin waternetwork
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 , 主要技术内容有 :
— 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
本标准参编单位 : 水利部水利水电规划设计总院
中国南水北调集团水网智慧科技有限公司
长江勘测规划设计研究有限责任公司
中国水利水电科学研究院
中讯邮电咨询设计院有限公司
安徽省水利水电勘测设计研究总院股份有限公司
中水北方勘测设计研究有限责任公司本标准出版 、发行单位 : 中国水利水电出版社
本标准主要起草人 : 付 静 成建国 夏润亮 詹全忠 李 磊 贺 虎 王 杰 李 冰刘 辉 姜佩奇 吴永妍 张 震 丁昱凯 范靖宇 段 浩 臧政然徐 珂 李 夏 颜培胜 唐伟侠
本标准审查会议技术负责人 : 胡传廉
本标准体例格式审查人 : 程瑾瑞
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/)。
数字孪生水网建设技术导则
1 范围
本标准规定了数字孪生水网的总体架构 、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 。
本标准适用于国家骨干网 、省级水网 、市级水网和县级水网的数字孪生水网规划 、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 22482 水文情报预报规范
GB/T 40087 地球空间网格编码规则
GB/T 50138 水位观测标准
GB 50174 数据中心设计规范
GB 50179 河流流量测验规范
SL 21 降水量观测规范
SL/T 34 水文站网规划技术导则
SL/T 812.1 水利监测数据传输规约 第 1部分 : 总则
SL/T 837 数字孪生水利数据底板地理空间数据规范
SL/T 853—2025 数字孪生流域建设技术导则
SL/T 855—2025 数字孪生水利工程建设技术导则
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准 。
3 1
国家水网 nationalwaternetwork
以 自然河湖为基础 、引调排水工程为通道 、调蓄工程为结点 、智慧调控为手段 , 集水资源优化配置 、流域防洪减灾 、水生态系统保护等功能于一体的综合体系 。
注 : 国家水网分为国家骨干网 、省级水网 、市级水网和县级水网 。
3 2
数字孪生水网 digitaltwin waternetwork
以物理水网为单元 、时空数据为底座 、数学模型为核心 、水利知识为驱动 , 对物理水网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 , 与物理水网同步仿真运行 、虚实交互 、迭代优化 , 实现对物理水网的实时监控 、联合调度 、风险防范的新型基础设施 。
4 缩略语
下列缩略语适用于本标准 。
BIM : 建筑信息模型 (Building Information Modeling)
DEM : 数字高程模型 (DigitalElevation Model)
DOM : 数字正射影像图 (Digital Orthophoto Map)
DSM : 数字表面模型 (DigitalSurface Model)
5 总则
数字孪生水网建设遵循下列原则 :
a) 应根据 “系统完备 、安全可靠 、集约高效 、绿色智能 、循环通畅 、调控有序 ” 的国家水网建设目标 , 遵循 “需求牵引 、应用至上 , 数智赋能 、提升能力 ” 原则 , 围绕水网安全运行监视 、水网联合调度决策等业务需求 , 强化预报 、预警 、 预 演 、 预 案 (以 下 简 称 “四 预 ” ) 功 能 ,提高水网防洪 、供水 、生态等综合调度管理水平 。
b) 应遵循 “整合已建 、统筹在建 、规范 新 建 ” 要 求 , 利 用 已 有 感 知 系 统 及 其 他 新 型 基 础 设 施 ,共建共用数字孪生流域 、数字孪生水利工程建设成果 。 国家骨干网 、省级水网宜分别建设数字孪生平台 , 市级水网 、县级水网数字孪生平台宜共享利用省级水网数字孪生平台资源 , 提高建设效率和效益 。
c) 应与物理水网同步规划 、设计 、建设 、运行 , 持续开展数据动 态 更 新 , 在 应 用 中 动 态 修 正 、迭代优化 。
d) 应 重 点 围 绕 水 网 安 全 运 行 监 视 、 水 网 联 合 调 度 决 策 、 日 常 业 务 管 理 、 应 急 事 件 处 置 等业 务 需 求 开 展 建 设 , 加 强 云 计 算 、 大 数 据 、 物 联网 、 人 工 智 能 等 新 一 代 信 息 技 术 融 合应用 。
e) 遵循 “大系统设计 、分系统建设 、模块化链接 ”, 采用分布式架构 、提高系统性能 , 建设成果应标准统一 、耦合贯通 、共享共用 、协同高效 。
6 总体架构
数字孪生水网应包括感知系统 、数字孪生平台 、业务应用 、 网络安全和保障措施 , 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 。对物理水网不同类型 、形态 、来源的数据进行采集 、传输 、存储 , 为数字孪生平台和水网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网的各类数据 , 经数据引擎处理后为模型系统 、知识系统和水网业务应用提供数据服务 ;
2) 模型系统为水网业务应用提供模型服务 , 通过调用模型和模拟仿真引擎对水网调度进行模拟仿真计算 、智能识别和前瞻预演 ;
3) 知识系统通过水利知识引擎对 数 据 进 行 组 织 、处 理 与 分 析 , 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 , 为水网安全运行监视 、水网联合调 度 决策等业务应用提供检索问答 、推理分析等知识服务 。
c) 业务应用 , 包括水网安全运行监视 、水网联合调度决策 、 日 常业务管理 、应急事件处置 、其他业务等 。
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 、数据安全保护等 。
e) 保障措施 , 包括管理制度 、运行维护保障 、标准规范等 。
图 1 数字孪生水网总体架构
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 :
a) 应围绕水网安全运行监视 、水网联合调度决策等业务需求 , 在充分共享数字孪生流域和数字孪生水利工程监测感知数据的基础上 , 综合利用多种监测 技 术 装 备 , 在 时 间 、 空 间 、 范 围 、精度 、频次等方面协同融合 , 构建覆盖自然河湖以及引调排水工程 、调蓄工程等水网工程和取用水单元等对象的 “天空地水工 ” 一体化监测感知网 。
b) 自然河湖应加强水文断面监测 , 水网工程应加强引调水 、取水 、输配水 、水系联通 、调蓄等工程监测 , 取用水单元应加强灌区 、水厂 、直接取水用户等对象监测 。
c) 监测站网宜加强常规监测与应急 监 测 能 力 建 设 , 升 级 改 造 传 统 监 测 设 备 , 围 绕 水 文 断 面 、水源 、输配水工程 、供水 口 门 、需水单元等对 象 , 按 需 扩 展 监 测 项 目 、加 大 监 测 范 围 与 密度 、提高监测精 度 与 频 次 , 推 进 自 动 在 线 监 测 , 应 满 足 GB/T 22482、 SL/T 812.1 等 的
要求 。
d) 宜对水网工程重要部位和核心生产区进行实时在线监控 , 采用光纤传感与视频联动方案 , 实现全天候无漏报 、低误报 。
e) 宜选用具备自动测报 、多种通信 、断电存储 、故障报警 、低功耗等功能的产品 。
f) 应根据需要加强气象卫星 、天气雷达 、测雨雷达 、航空遥感 、激光雷达 、北斗 、无人机 、高清视频 、光纤传感与视频联动 、地面机器人 、无人船 、水下机器人等现代监测技术应用 。
g) 应充分考虑断路 、断网 、断电等极端情况下的通信安全保障 , 可通过建设北斗短报文 、卫星通信 、 自组网等应急通信措施 , 保障极端情况下监测站点信息报送和预警信息发布 。
h) 在时间敏感 、数据敏感或带宽资源占用巨大的监测告警 、智能图像等感知应用场景中 , 宜构建边缘计算网络 。
i) 重要水网工程的重要监测设施或涉及水网工程调度运行的重要监测设施应采用供电备份 、设备备份等冗余模式 。
j) 宜采用可信手段加强传感器设备的接入和数据安全传输 。
7.1.2 水文水资源监测
应在充分共享气象部门 、数字 孪 生 流 域 和 数 字 孪 生 水 利 工 程 的 雨 量 站 、水 位 站 、 流 量 站 基 础上 , 根据水网水资源 调 度 、 防 洪 调 度 、 水 生 态 调 度 、 应 急 调 度 等 的 水 文 水 资 源 监 测 需 要 , 依 据GB/T 50138、GB 50179、SL/T 34、 SL 21 等 的 技 术 要 求 开 展 降 水 量 、 水 位 、 流 量 、 地 下 水 等监测 。
7.1.3 取排水监测
根据水网水资源调度 、 防洪调度 、水生态调度 、应急调度等业务需求 , 自然河湖以及引调排水工程 、调蓄工程 、水源工程等水网工程的取水 口 、分水 口 、退水口等宜开展水位和流量监测 。
7.1.4 水生态环境监测
重要节点工程应依据 SL/T 853—2025的技术要求 , 根据水网水资源调度 、水生态调度等业务需求 , 开展水质监测 , 自然河湖控制断面宜开展生态流量 、水土流失等监测 。
7.1.5 水工程安全监测
应依据 SL/T 855—2025的技术要求开展水工程安全监测 , 宜覆盖引调排水工程 、调蓄工程等水网工程 。
7.2 水利信息网
7.2.1 网络分区
网络分区要求如下 :
a) 数字孪生水网网络应按功能分为业务网 、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 。
c) 水行政主管部门现有网络架构应满足网络安全等级保护相关要求 。
7.2.2 功能分区
功能分区要求如下 :
a) 数字孪生平台 、水网业务应用等宜部署于信息管理区 。
b) 对互联网提供服务的系统应部署于互联网服务区 。
c) 控制工程设备运行的系统 、模块应部署于实时控制区 。
d) 工控系统监测与管理系统 、模块 , 运行监测 、故障诊断 、生产数据分析等系统宜部署于过程监控区 。
7.2.3 业务网
业务网要求如下 :
a) 水网调度机构应通过水利业务网实现与上级机构和所辖工程的连接 , 宜根据水网业务需要 ,依据 SL/T 853—2025的技术要求 , 在网络互联 、安全防护 、资源构建等方面开展水利业务网连接 。
b) 应利用无人机通信 、卫星电话 、北斗短报文 、窄带无线通信设备等通信链路作为备份通道 ,保障断路 、断网 、断电等极端情况下的通信 。
c) 业务网互联应配置安全设备 , 满足网络安全等级保护要求 。
7.2.4 工控网
工控网要求如下 :
a) 工控网按管理层级分为上级调度中心与同级调度中心 , 按工程级别分为大型控制性工程与中小型工程 。
b) 与上级调度中心的连接宜符合 SL/T 855—2025 中 7.2.4 的要求 。 同级调度中心的连接宜通过水利业务网或安全隔离设备实现数据交换 , 确保网络边界安全 。
c) 大型控制性工程与中小型工程宜接入工控网 , 大型控制性工程工控网宜采用独立光纤专网连接 , 并配置冗余通信通道 。 中小型工程工控网可通过水利通信专网或 VPN 加密通道实现连接 , 满足实时监控数据传输需求 。跨流域调水工程等复杂系统应建立分层分区的工控网架构 ,实现网络逻辑隔离与安全互通 。
d) 宜建设具备现地控制和远程控制功能的工 程 自 动 化 控 制 系 统 , 大 型 控 制 性 工 程 应 具 备 远 程控制 , 中小型工程宜具备远程控制 , 实现对水网 工 程 的 闸 泵 阀 等 对 象 的 自 动 化 控 制 与 运 行监测 。
7.3 水利云
7.3.1 计算资源
宜结合数字孪生水网模型计算 、 “四预 ” 等高精度计算场景需求 , 依据 SL/T 853—2025 的技术要求 , 开展计算资源 、计算服务资源和计算基础设施建设 。
7.3.2 存储资源
存储资源要求如下 :
a) 宜根据水网业务需要 , 依据 SL/T 853—2025的技术要求 , 建设完善存储资源和备份设施 。
b) 宜为后续功能扩展升级预留冗余和发展空间 。
7.3.3 物理环境
物理环境要求如下 :
a) 自建机房应符合 GB 50174的要求 , 机房级别应不低于 B级 。
b) 宜结合水网指挥调度 、决策会商 、监控值班等业务需求 , 建设调度指挥决策会商实体环境 。
8 数字孪生平台
8.1 数据底板
8.1.1 数据资源
8.1.1.1 一般要求
数据资源一般要求如下 :
a) 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 。
b) 宜在全国水利一张图基础上升级扩展 , 扩充数据类型 、规范数据组织 、提升数据质量 。
c) 应开展数据动态更新 , 保持与物理水网的同步性和孪生性 。
d) 应根据水网业务应用需求合理确定数据资源建设范围和精度 , 对不参与空间分析及模型计算的数据可适当降低精度 。
8.1.1.2 基础数据
应根据水网安全运行监视 、联合调度决策等业务需求 , 充分共享数字孪生流域 、数字孪生水利工程涉及的自然河湖以及引调排水工程 、调蓄工程等水网工程的主要属性数据和空间数据 , 应包括流域 、河流 、湖泊等对象 , 各类水网工程 、机电设备等对象 , 水文水资源监测站 、水生态水环境监测点 、水网工程影像监控点等对象 。
8.1.1.3 监测数据
应包括水文水资源 、取排水 、水生态环境 、水工程安全等水网监测数据 。
8.1.1.4 业务管理数据
应包括水网安全运行监视 、水网联合调度决策 、 日常业务管理 、应急事件处置等业务管理数据 。
8.1.1.5 跨行业共享数据
宜从气象 、 自然资源 、应急管理 、生态环境 、农业农村 、交通运输 、能源等相关部门共享获取水网区域的社会经济 、气象 、水质 、人 口 、土地利用 、航运 、能源等数据 。
8.1.1.6 地理空间数据
地理空间数据要求如下 :
a) 应充分共享数字孪生流域 、数字孪生水利工程数据资源 , 根据水网安全运行监视 、联合调度决策等业务需求补充地理空间数据 。
b) 宜包括 DOM 、DEM/DSM 、倾斜摄影模 型 、激 光 点 云 模 型 、河 道 断 面 、BIM 等 数 据 , 按 照SL/T 837的要求建设 , 数据精度和适用范围分为 L1、L2、L3三级 。
c) L1级适用于水网涉及范围的中低精度地理空间数据 , 宜包括 DOM 和 DEM/DSM等数据 。
d) L2级适用于大江大河及主要支流 、重点湖泊 、重要流域 、输配水通道 、调蓄结点水下地形 ,以及水网防洪调度 、水资源调度等业务涉及的受水区 、供水区 、调蓄区 、保护区等中高精度地理空间数 据 , 宜 包 括 DOM 、 DEM/DSM 、倾 斜 摄 影 模 型 、 激 光 点 云 模 型 、 河 道 断 面 等数据 。
e) L3级适用于水利工程管理和保护范围 、水工建 (构) 筑物区域以及跨流域 、跨区域引调水工程关键节点的高精度地理空间数据 , 宜包括 DOM 、DEM/DSM 、倾斜摄影模型 、激光点云模型 、河道断面 、水利工程信息模型等数据 。
8.1.2 数据模型
8.1.2.1 水利数据模型
应对水网的基础数据 、监测数据 、业务管理数据 、地理空间数据 、跨行业共享数据等进行统一组织 , 完整描述水网对象的属性特征 、空间特征 、关系特征和时间特征等 。
8.1.2.2 水利网格模型
水利网格模型要求如下 :
a) 宜基于全球多级网格剖分 , 将水网对象占据的空间范围统一剖分成不同尺度的网格单元 , 建立水网对象与网格单元之间的关系 。
b) 网格剖分宜基于北斗网格位置码网格剖分方式 , 网格剖分方法 、剖分范围 、剖分起点 、地球参考椭球面网格与高度域的剖分规则 、 网格定位及边界面归属执行 GB/T 40087的规定 。
c) 宜根据行政区划 、流域分区 、水源区 、受水区和数值计算等应用需求确定网格剖分级别 。
8.1.3 数据引擎
应依据 SL/T 853—2025数据引擎的技术要求 , 实现数据归集 、数据治理 、数据挖掘 、数据服务等功能 。
8.2 模型系统
8.2.1 一般要求
应依据 SL/T 853—2025 中 8.2.1 的技术要求 , 开展包括水利专业模型 、智能识别模型和模拟仿真引擎建设 。
8.2.2 水利专业模型
水利专业模型构建要求如下 :
a) 水利专业模型的构建应充分整合利用已建模型成果 , 围绕水网安全运行监视 、水网联合调度决策 、应急调度等业务需求 , 聚焦水网调度跨流域 、跨区域及多目标多工程联合调度等特点 ,建设需水分析 、来水分析 、蓄水分析 、水网联合调度 、水网安全 、水生态环境 、水动力学等水利专业模型 , 可按需建设泥沙动力学 、水土保持等模型 。
b) 需水分析模型宜包括居民生活 、农业灌溉 、工业生产 、生态补水等需水预测模型 。
c) 来水分析模型宜包括中长期降水形势分析 、 降雨预报 、地表径流预报等模型 , 可建设冰凌预报 、旱情预报等模型 。
d) 蓄水分析模型宜包括调蓄工程蓄量预测分析 、地下水水位和储量预测分析等模型 。
e) 水网联合调度模型宜包括水网供需平衡 、水网多目标多工程联合调度 、水网调度效益评估 ,以及调蓄结点工程调度 、引调水工程调度 、流域水工程联合调度等模型 , 可按需建设水网供水 、 防洪 、生态 、航运 、发电 、输沙等专项调度模型 。
f) 水网安全模型宜包括水网工程安全风险辨识 、水网可靠性评估等模型 , 可按需建设水网工程机电设备风险分析及故障诊断等模型 。
g) 水生态环境模型宜包括水源水质预测 、输配水通道水质模拟分析 、污染物输移扩散等模型 ,可按需建设咸潮预测等模型 。
h) 水力学模型可建设河渠输排水演进分析 、蓄滞洪区演进分析 、湖库水力学 、管涵瞬变流及稳态流计算 、河渠冰水动力学 、 台风暴潮等模型 。
i) 水利专业模型计算的精度可参考 GB/T 22482等的要求 , 计算效率应满足水网业务辅助决策的时效性需求 。
j) 水利专业模型宜支持参数在线率定 、仿真结果验证及实时校正 。
8.2.3 智能识别模型
应在充分共用数字孪生流域和数字孪生水利工程智能识别模型的基础上 , 根据河渠水位 、河渠流速及流量 、 闸门运 行 、泵 站 运 行 、设 备 运 行 异 常 、水 体 水 质 等 水 网 要 素 特 征 识 别 需 要 , 依 据 SL/T 853—2025的技术要求构建遥感识别 、视频识别 、音频识别等智能识别模型 。
8.2.4 模拟仿真引擎
应根据水网安全运行监视 、联合调度决策应用需求 , 聚焦水网调度跨流域 、跨区域以及多水源多目标多工程联合调度等特点 , 围绕实现模型管理 、场景配置 、仿真推演 、可视表达等功能 , 依据 SL/ T 853—2025的技术要求开展模拟仿真引擎建设 。
8.3 知识系统
8.3.1 一般要求
知识系统一般要求如下 :
a) 应包括水网知识和水利知识引擎 。
b) 应形成集水利 信 息 智 能 处 理 、知 识 资 源 高 效 运 营 、场 景 化 智 慧 应 用 为 一 体 的 综 合 性 智 能 体系 , 通过水利知识引擎向水网业务的 “四预 ”应用提供知识依据 , 支撑水网业务的智能管理 、精准研判和科学决策 。
c) 水网知识应包括对象及其关系库 、方案预案库 、业务规则库 、历史场景库等 。
d) 应随着水网运行数据的积累以及信息技术迭代更新 , 对水网知识进行补充 , 对水利知识引擎进行优化 。
8.3.2 水网知识
8.3.2.1 对象关联关系
对象关联关系的主要技术要求如下 :
a) 应包括各层级水网内部的水网物理对象及其关系 、不同层级水网之间的关系等 。
b) 应明晰水网物理对象的空间位置关系 、水体流动关系 、管理活动关系等 。
c) 宜明晰水网调配涉及的多目标关系 , 如水资源要求 、 防洪要求 、生态要求 、水质要求 、发电要求 、航运要求等 。
d) 宜根据实际情况变化动态调整水网对象及其关系库 , 修改网络对象和相关信息 。
e) 宜与数据库建立自动映射关系 。
8.3.2.2 预报调度方案
预报调度方案的主要技术要求如下 :
a) 应共享自然河湖以及引调排水工程 、调蓄工程等水网工程的预报调度方案 。
b) 宜对水网的预报调度方案进行结构化 、参数化处理与动态关联 , 支撑特定场景下的预案知识推荐 。
c) 应根据水网调度执行情况 , 对预报调度方案动态更新 。
8.3.2.3 业务规则
业务规则的主要技术要求如下 :
a) 宜包括水网供水调度 、洪水资源化利用调度 、水工程防洪调度 、生态补水调度 、应急抗旱调度 、突发水污染应急调度等典型场景业务规则 。
b) 宜将水网调度运行管理相关的法律法规 、规程规范 、技术标准 、技术方案等文档内容进行抽取 、表示和管理 , 形成可组合应用的结构化规则集 , 提供水网业务场景下的智能问答与搜索等服务 。
c) 宜开发规则库的配置管理维护工具集 , 实现规则库的智能配置 、拓展 、升级等 。
8.3.2.4 历史场景
历史场景的主要技术要求如下 :
a) 宜包括典型洪水场景下的调度执行方案和影响 、典型丰平枯水年条件下的供水调度方案和执行情况 、重要河湖典型时期的生态补水调度方案和效果等 。
b) 宜存储历史场景的场景特征 、事件成因 、调度处置过程 、调度处置效果及经验等内容 , 能对历史场景的主要过程及应对措施进行特征标注和过程重建 , 支撑相似场景的快速查找 , 为同类事件的调度决策提供参考 。
8.3.3 水利知识引擎
水利知识引擎要求如下 :
a) 应依据 SL/T 853—2025的水利知识引擎技术要求 , 实现知识抽取加工 、知识管理 、知识检索 、推理分析等功能 。
b) 宜具备对历史水网调度场景下整编水网数据的分析能力 , 通过模式特征匹配实现水网调度过程的预测分析 。
c) 宜围绕数字孪生水网的安全运行监视 、水网联合调度决策等业务需求 , 结合数据资源 、水利专业模型等 , 支撑供需水平衡关系预测 、水网工程防洪风险评估 、水网水质状态评估 、水网工程调度预演和调度预案比对优化 , 支撑调度会商决策 。
d) 宜根据水网业务需要 , 对水网知识库各项内容进行审核 、编目与更新等 。
9 业务应用
9.1 一般要求
业务应用一般要求如下 :
a) 应包括水网安全运行监视 、水网联合调度决策 、 日 常业务管理 、应急事件处置等业务 , 在制定水网联合调度决策时 , 充分考虑防洪 、供水 、生态等多目标需求 , 实现多目标联合调度下的科学决策 。
b) 应实现水 网 调 控 运 行 管 理 的 “四 预 ” 功 能 , 为 水 网 联 合 调 度 、安 全 运 行 、科 学 决 策 等 提 供支撑 。
c) 应根据具体业务场景需求 , 调用数据底板中的多源数据资源 , 有序组合调用水利专业模型和水网知识库 , 开展智慧化模拟 , 将分析结果进行可视化展示 。
d) 应根据国家骨干网 、省级水网 、市级水网和县级水网各自的功能定位 , 充分考虑多目标联合调度在不同层级水网中的协同要求 , 开展业务应用功能设计 。
e) 宜具备本级管理水网工程的闸泵阀调度指令生成功能及控制能力 。
f) 应加强业务应用自身开发过程中的网络安全和数据安全防护 。
9.2 水网安全运行监视
水网安全运行监视要求如下 :
a) 宜综合展示水网的雨水情 、水量 、水生态 、工程安全 、水质 、视频等监测数据和业务管理数据 , 利用水利专业模型和水网知识 , 实现对水资源供需 、水旱灾害防御 、水生态安全及水网工程安全等状态的动态监视与风险预警 。
b) 宜结合水网工程地理空间等信息 , 在地图上展示主要水网工程分布情况 , 按需显示水网工程主要设计参数 、建设进度 、运行管理的主要业务信息等 。
c) 宜对下级水网调度运行状态进行监视 。
9.3 水网联合调度决策
9.3.1 水资源调度
水资源调度要求如下 :
a) 应包括水资源情势动态分析 、调度方案 (计划) 制定 、调度管控等功能 , 支撑高效精准配水调水 , 实现水网的水资源统一调度管理 。
b) 国家骨干网水资源调度宜包括统筹省级水网水量平衡 、优化骨干网中重大调水工程水量调度和重点调蓄工程蓄水 、监控骨干网调蓄结点及跨区域交水断面等功能 。
c) 省级水网水资源调度宜包括制定水量平衡方案 、统计调蓄结点蓄水 、监控水网工程等功能 。
d) 市级水网和县级水网水资源调度宜包括需水预测 、制定水网水量平衡方案 、监控水网工程等功能 。
e) 水资源情势动态分析功能应能够展示水文气象预报 、需水预测 、用水计划 、实时监测数据等综合信息 , 调用水资源模型 、水资源供需平衡阈值等知识 , 对水网水资源供需平衡态势进行预演分析 , 对水资源失衡风险进行分级预警 。
f) 调度计划制定功能应利用雨水情 、工情等信息 , 调用水资源配置模型 、水资源调度模型等专业模型以及历史调度方案及其执行效果等知识 , 生成长短期水量调度计划 、不同类型水网工程调度方案预案 , 支持人机交互预演及多方案比选 。
g) 调度管控功能应对水资源调度方案的执行情况进行跟踪管理 , 对严重偏离计划等问题进行预警 , 对年度调度工作进行评估总结 。
9.3.2 防洪调度
防洪调度要求如下 :
a) 应包括防洪态势感知 、调度方案 、辅助综合会商等功能 。
b) 宜集成共享自然河湖流域防洪 、工程防洪调度等相关业务数据和功能 。
c) 国家骨干网防洪调度宜包括制定重大调水工程场次洪水度汛方案 、重要江河干流洪水调度会商 、 国家骨干网防洪调度及防洪度汛实时监控等功能 。
d) 省级水网防洪调度宜包括制定调水工程场次洪水度汛方案 、行泄洪通道洪水调度会商 、调水工程防洪调度 、 防洪度汛实时监控等功能 。
e) 市级水网和县级水网防洪调度宜包括制定水网排涝调度 、水网防洪度汛及排涝形势实时监控等功能 。
f) 态势感知功能应实时汇聚水情 、雨情 、水网工程工情 、气象等综合监测信息 , 利用洪水预报等模型 , 以及洪水预警规则等知识 , 提供防洪形势的可视化分析作业功能 , 展示现有水网工
程的防洪作用能力 , 对水网工程及其影响对象进行洪水风险预警 。
g) 调度方案功能应利用降雨预报 、洪水预报 、水网工程运行等信息 , 调用水文 、水动力学 、水工程调度等模型 , 开展防洪调度的多方案 “正向—逆向—正向 ” 预演 , 并结合相关业务规则和历史场景等知识 , 生成水库 、河道 、堤防 、 蓄滞洪区 、 闸站及泵站等水网工程的防洪调度方案 。
h) 辅助会商功能宜采用向导式设 计 , 按 降 雨 形 势 、水 情 形 势 、工 情 能 力 研 判 、调 度 预 演 分 析 、应急响应流程等完成整个会商过程 , 支撑快速会商研判 、 日常防汛演练等 。
i) 宜建立集预报调度一体化的功能模式 , 逐步实现对超标准洪水预报预警能力 。
9.3.3 水生态调度
水生态调度要求如下 :
a) 应包括水生态监测预警 、调度预演 、调度执行等功能 。
b) 国家骨干网水生态调度宜包括制定重点河湖年度生态补水调度计划 、重点河湖年度生态补水调度方案及生态断面监控等功能 。
c) 省级水网水生态调度宜包括生态补水需求预测 、重要河湖生态流量保障调度及生态补水对象关键断面监控等功能 。
d) 市级水网和县级水网水生态调度宜包括水网生态流量保障调度及生态补水对象关键断面监控等功能 。
e) 监测预警功能应充分利用雨水情 、工情 、水质等监测数据 , 调用径流预报 、水质模拟与预测等模型 , 基于生态流量及水位指标规则 、水质指标规则 、历史数据等知识 , 实现水生态流量预警 、水质评价预警等功能 。
f) 调度预演功能应调用水动力学模型 、输移扩散模型等水利模型 , 构建相应的预演场景 , 对拟定的水生态调度方案进行预演 , 支撑生态水量调度决策方案的制定 。
g) 调度执行功能应具备实时生态调度功能 , 保障水网的生态流量 、供水水质达标 , 应对水生态调度方案执行情况进行跟踪管理 。
9.3.4 应急调度
应急调度要求如下 :
a) 应支撑异地会商决策 。
b) 应针对极端干旱 、水网工程险情 、突发水污染等可能影响供水安全的突发事件 , 生成水网应急处置方案 , 预演调度效果 。
c) 应针对地震 、堰塞湖 、泥石流等突发事件以及垮坝等重大险情 , 聚焦突发事件和重大险情对水网重要河湖 、重大水网工程的影响 , 生成水网工程的应急调度方案 , 预演调度效果 。
9.4 日常业务管理
宜包括调度计划及指令的全流程管理 、调度台账管理 、 日常值班管理 、 日常巡检管理等功能 。
9.5 应急事件处置
宜包括应急事件信息展示 、应急处置方案 、实时跟踪处置 、应急处置档案等功能 。
9.6 其他业务
宜包括水网资料归档 、系统维护 、不同层级水网单位信息交互等功能 。
10 网络安全
网络安全要求如下 :
a) 应按照 SL/T 853—2025 中 10.1、10.4、10.5 的要求 , 构建数字孪生水网网络安全 。
b) 数字孪生水网网络安全保护等级可整体定级或分别定级 , 国家骨干网和省级水网的数字孪生平台应不低于第三级 。
c) 国家骨干网和省级水网的工程控制系统应申报认定关键信息基础设施 。
11 保障措施
应依据 SL/T 853—2025的保障措施要求 , 在管理制度 、运行维护 、标准规范等方面开展保障措施建设 。
12 共建共享
共建共享要求如下 :
a) 数字孪生水网建设应与数字孪生流域 、数字孪 生 水 利 工 程 充 分 协 调 , 依 据 SL/T 853—2025的共建共享要求 , 在监测感知 、数据底板 、模型系统 、知识系统等方面开展共建共享 。
b) 应从物理水网和水网工程管理活动所在的空间包含与业务关系出发 , 实现水利部 、流域管理机构 、省市县级水行政主管部门 、水利工程管理单位之间水网调度业务协同 。
c) 应实现上下级水网数字孪生平台的互联互通 、数据共享 、 网络融合 , 推进水网工程与相关行业的信息共享 。
d) 应充分整合各级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 , 与数字孪生水网集成对接 。
参 考 文 献
[ 1 ] 国家水网建设规划纲要
[ 2 ] GB/T 43441.1 信息技术 数字孪生 第 1部分 : 通用要求
[ 3 ] SL 715 水利信息系统运行维护规范
[ 4] SL/T 844 江河流域水资源调度技术导则
[ 5 ] 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)
[ 6 ] 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)
[ 7] 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)
[ 8] 水利部办公厅关于印发 《数字 孪 生 流 域 可 视 化 模 型 规 范 (试 行) 》 的 通 知 (办 信 息 〔2022〕 341号)
[ 9 ] 水利部办公厅关于印发 《水利部数字孪生平台水利专业模型输入输出数据结构规范 (试行) 》的通知 (办信息〔2024〕 11号)
[10] 水利部办公厅关于印发 《水利部数字孪生平台水利专业模型封装技术要求 (试行) 》 的通知(办信息〔2024〕 12号)
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中华人民共和国水利行业标准
数字孪生水网建设技术导则
SL/T 854—2025
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