中國地大物博，水系眾多，但是存在水資源分布不均等問題。同時，作為農業(yè)大國，發(fā)展水利工程建設極其重要，隨著經濟發(fā)展的不斷加快，對水利工程建設提出了更高的要求。此外，水利部印發(fā)了《關于大力推進智慧水利建設的指導意見》、《“十四五”期間推進智慧水利建設實施方案》等文件支持智慧水利的發(fā)展。
推動水利精細化管理，構建具有預報、預警、預演、預案功能的智慧水利體系，實現綜合決策科學化、監(jiān)管精準化與公眾服務便民化。
智慧水利以5g、數字孿生、云計算、物聯(lián)網、大數據、人工智能等新一代信息技術為底座，相較于傳統(tǒng)水利建設，智慧水利有哪些突破性功能？
1)智能監(jiān)測功能
通過視頻監(jiān)控、預警桿、傳感器、無人機、遙測終端等設備進行實時水文監(jiān)測、周邊管控、車載移動指揮監(jiān)控、人車管控等，實現統(tǒng)一管理，結合app隨時查看，監(jiān)管信息。建設包括指揮中心、工程調度中心、專家會商室、值班室等配套設施，達到可知、可視、可控、可預測的管理目的。
2)數據可視化功能
搭建綜合監(jiān)控平臺，對各監(jiān)測點的人工填報數據和在線監(jiān)測數據進行可視化監(jiān)視，隨時隨地可查看監(jiān)測點的關鍵數據，運用多源衛(wèi)星數據、ai算法、云原生超算等實現數據全方面、多角度分析。通過部署led大屏、lcd拼接屏、會議白板，實現水利中心的統(tǒng)一可視化展示。實時動態(tài)的聯(lián)動視頻畫面，對水利設施、水資源、流域河道等監(jiān)管指揮實現可視化、物聯(lián)化的應用。實現各業(yè)務專題的無縫融合和擴展，建立“多維業(yè)務信息融合”、“多手段服務”、“可持續(xù)可擴展應用”的智慧水利一體化平臺。
3)應急資源監(jiān)測功能
支持整合交通、公安、醫(yī)療、應急等多部門數據以及防汛抗旱所需各類資源，可實時監(jiān)測應急隊伍、車輛、物資、設備等應急保障資源的部署情況，為突發(fā)情況下指揮人員進行大規(guī)模應急資源管理和調配提供支持。
數字孿生技術是智慧水利行業(yè)中的關鍵技術，在提高水資源利用效率、水文信息更新的便捷性，為用戶提供安全高效的水利服務方面起著重要作用：
數字孿生平臺主要由數據底板、模型平臺、知識平臺等構成。數據底板匯聚水利信息網傳輸的各類數據，為智慧水利提供“算據”，包括基礎數據、監(jiān)測數據、業(yè)務管理數據、跨行業(yè)共享數據、地理空間數據以及多維多時空尺度數據模型。
數字孿生信息化基礎設施主要由水利感知網、水利信息網、水利云等構成。各組成部分功能與關聯(lián)為：水利感知網負責采集數字孿生流域所需各類數據；通過水利信息網將數據傳輸至數字孿生平臺數據底板；水利云平臺負責提供數據計算和存儲資源。
利用數字孿生技術，智慧水利行業(yè)可以實現對水資源的精細管理，控制水電站的發(fā)電效率，提高監(jiān)管的實時性和準確性。數字孿生技術也可以為水利工程的建設提供模擬、測試和優(yōu)化方案，避免了在物理世界中進行實際測試的風險和耗費。
同時，數字孿生技術也可以在水利災害預防方面發(fā)揮重要作用。通過將水文氣象信息和數字孿生模型相結合來模擬天氣變化，預判洪水漫溢等水利災害的環(huán)境發(fā)生，通過模擬和預判，可以快速做出相應的應對措施；對流域統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一治理、統(tǒng)一調度、統(tǒng)一管理，提升流域水安全保障能力。
此外，通過構建數字孿生流域一張圖，整合水利多領域數據資源，對江河湖泊流域、水庫、電站、重要設備等管理要素的分布、范圍、類型、狀態(tài)等信息進行綜合監(jiān)測；對水文、水力學、泥沙動力學、水資源、水環(huán)境、水土保持、水利工程安全等各業(yè)務領域的關鍵指標進行多維可視分析，實現流域管理綜合運營態(tài)勢一屏掌握。
得益于科技賦能，加之政策的積極推動，智慧水利應用廣泛，極大提高了水利工作效率：
1)水利樞紐重點設備設施運行精細管控
支持基于數字孿生技術，對水利樞紐 壩體、地形地貌、閘門、電站機組、排澇泵、水文站等要素對象進行真實復現，運行狀態(tài)實時掌握；并可綜合庫區(qū)天氣、水雨情、流量水量、浸潤線、泵組參數等信息，結合專業(yè)模型算法和設備調度預案，對閘門、泵站等設備遠程操控，輔助用戶進行水庫防洪“四預”精準決策和研判。
2)水庫蓄水調度來水預報、水量調配科學分析
支持集成各水庫監(jiān)測管理系統(tǒng)數據，結合來水預報、需水調配、水量分配、水量調度等分析模型，對入庫徑流量、水庫蓄水量、防洪庫容、可用水量等數據指標進行多維度分析研判，支持構建調度預演預案，平衡蓄水和泄洪需求，對水庫調蓄能力不足、水位超限等異常態(tài)勢進行可視化預警告警，提升水庫運行監(jiān)管力度，為防洪、興利等工作提供決策支持。
結語：科技是第一生產力，在科技的助推下，智慧水利打造治水新模式。同時，相關部門出臺的各項政策為智慧水利建設保駕護航。如今，智慧水利建設在我國取得較大成效，正在不斷譜寫治水新篇章。