Page 6 - 2023年第54卷第10期

江平台，将信息化技术支撑进一步提升至水利知识支撑的水管理 ［５］ ，是推进长江流域管理精准决策和
社会化泛在服务、实现智慧长江的重要路径。
经过多年发展，以数字孪生长江为支撑的智慧长江技术体系已现雏形 ［６］ ：长江流域已初步形成立
体化监测体系，构建了长江委中心数据库，初步实现了多源异构数据的融合与应用，为智慧长江建设
提供了重要的算据保障。在模型及模型平台构建方面，丹麦水力研究所开发了 ＭＩＫＥ ＋ 模型管理平台，
荷兰 Ｄｅｌｔａｒｅｓ开发了 Ｄｅｌｆｔ － ＦＥＷＳ通用模型的组装平台，这些国际先进水利专业模型平台的推广应用，
给国内一定的启发与借鉴，如长江设计集团在数字孪生三峡的建设过程中提出了模型平台构建的 “通
用标准化、智能先进化、敏捷高效化” 关键技术，为第三方模型提供了高效的集成方案 ［７］ ；黄河水利
科学研究院、中国水利水电科学研究院提出了基于模型标准化的水利数值模拟云服务平台，利用虚拟
化、计算优化调度、ＷｅｂＳｅｒｖｉｃｅ、工作流及多维后处理技术，以提高模型计算效率 ［８］ 。在应用系统开发
方面，水利部以及长江委先后开展了如国家防汛抗旱指挥系统、水资源监控能力建设、长江流域水利综
合管理信息资源整合与共享等一系列调度管理信息化项目，为流域防汛抗旱调度、水资源综合管理和河
湖管理等提供了重要的技术和数据支撑。２０２２年，为推进智慧水利建设的决策部署，长江水利委员会开
展了智慧长江顶层设计，将数字孪生长江作为智慧长江建设的核心纳入信息化建设重点工作。
１．３ 智慧长江建设目标 按 《智慧水利建设顶层设计》 《长江委智慧长江建设顶层设计》 及 《数字孪
生流域建设总体方案编制》 等任务书要求，“十四五” 时期智慧长江的建设目标为：初步建成具有预
报、预警、预演、预案功能的数字孪生长江 １．０版，在此基础上，构建以防洪、水资源管理与调配为
重点业务应用的智慧长江 １．０版。具体目标包括：信息基础设施方面，初步实现流域重要对象的水监
控全覆盖、整合贯通流域骨干网与全面云化算力资源；数字孪生平台方面，在 “一张图” 基础上升级
构建数据底板，初步实现重要流域、区域和工程数字化映射，为业务应用提供 “算据” 支撑；完善标
准统一、接口规范、快速组装、敏捷复用的模型平台，提升流域预报调度和多目标综合调度相关模型
和知识支撑服务能力；业务应用方面，初步构建水流＋ 流域＋ 监控智能协同应用体系，提升水利决策与
管理的科学化、精准化、高效化能力和水平；网络安全方面，显著增强安全防护和联防联控能力 ［９］ 。
１．４ 智慧长江建设总体框架 根据水利部长江水利委员会印发的 《长江委智慧长江顶层设计》，智慧
长江总体架构在充分利用已有建设基础上，由信息化基础设施、数字孪生平台、业务应用、网络安全
体系和保障体系组成（见图 １）。其中，数字孪生长江包括信息化基础设施（包括水利感知网、水利信
息网和水利云）和数字孪生平台（包括数据底板、模型平台、知识平台）；智慧长江则由数字孪生长江
为支撑，构建多项业务应用，包括完善和新建流域防洪、水资源管理和调配、水资源节约保护、水土
保持、河湖管理、水利监督、工程建管及安全运行、采砂管理、农村水利水电、水文业务管理和水行
政执法等。
本文从智慧长江建设近期目标出发，按照以数字孪生长江建设为支撑的智慧长江建设总体架构，
分析了试点阶段建设过程中遇到的难点问题，并探讨了可能的解决方案，为进一步建设智慧长江提供
理论依据与技术参考。

２ 数字孪生长江试点项目建设重点与难点

对标水利部颁发的数字孪生流域、数字孪生工程建设、四预（预报、预警、预演、预案）、共建共
享等要求 ［１０ － １２］ 、对表长江流域管理决策实际需求，发现在数据底板构建（如感知信息拓展、多源异构
数据融合、数据挖掘与服务应用等）、通用专业模型（水文、水力、水资源、水质、工程调度、工程安
全评估等）及模型平台、知识平台及其调用引擎（以流域智能调度和水资源调配规则库为突破口）、重
点业务应用建设（以防洪应用智能拓展、水资源管理决策支持、工程安全管理等为重点）、工程性态与
流域调度管理之间的互馈与响应等方面，都存在不同程度的技术难点，需要针对性研究提出现实有效
的技术和解决方案，并形成标准化成果，为全面推进数字孪生长江建设提供技术储备和支撑。为此，
设置了数字孪生长江试点项目，包括 ２个数字孪生流域（汉江、澧水）和 ４个数字孪生工程（三峡、丹

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