水利工程智慧化建设指南(试行)

水利工程智慧化建设指南(试行)一、总体要求（一）指导思想深入贯彻“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路，落实数字中国、智慧社会建设总体部署，以水利工程安全运行、高效管控、精准调度为核心，以数字孪生技术为抓手，推进水利工程全要素、全业务、全生命周期智慧化转型，提升水利工程管理现代化水平，保障水利工程综合效益充分发挥，支撑国家水安全保障能力提升。（二）基本原则1.需求牵引、应用至上。以解决水利工程管理实际痛点为出发点，聚焦安全管控、调度运行、养护管理等核心业务需求，不搞形象工程，优先保障实用功能，提升用户体验。2.统一标准、共建共享。严格执行国家和行业统一技术标准，依托国家水利大数据中心和各级水利云平台，实现数据跨层级、跨部门互联互通，避免数据孤岛和重复建设。3.数字赋能、创新驱动。融合物联网、大数据、人工智能、北斗卫星等新一代信息技术，推动水利工程管理从传统人工管控向智能管控升级，提升风险预判、决策优化能力。4.安全可控、稳步推进。坚持网络安全与建设发展同步规划、同步落实，分级分类推进建设，优先保障关系大江大河大湖防洪安全、重大水资源配置安全的重点工程，先试点后推广，有序实施。二、建设目标到2025年，基本完成全国大中型水利工程智慧化改造，重点水利工程（包括大型水库、主要江河堤防、大型水闸、重大引调水工程、大型灌区）智慧化覆盖率达到90%以上，核心监测指标自动采集率不低于85%，关键节点视频监控覆盖率达到100%，监测数据传输及时率不低于99%，数字孪生核心技术在重点工程全面应用，“预报、预警、预演、预案”四预功能基本实现，水利工程风险预警准确率不低于85%，调度决策效率提升60%以上。到2030年，实现全类型、全规模水利工程智慧化覆盖，建成物理映射准确、数据流动顺畅、智能应用完备、安全保障有力的智慧水利工程体系，水利工程管理现代化水平全面提升，安全运行保障能力、水资源配置效率显著提高。三、主要建设内容（一）智能感知体系建设围绕水利工程安全运行和业务管控需求，构建天空地一体化智能感知网络，实现核心要素全监测、关键风险全监控：1.分类型感知要素配置（1）水库工程：大型水库需配置大坝位移（GNSS/全站仪自动监测）、渗压、渗流量、应力应变、上下游水位、库区降雨量、库区水质、闸门工况、库区人员活动等感知设备，坝体变形监测点每100米坝长不少于1个，渗压监测断面每公里坝长不少于3个，重点险段加密布设；中型水库配置水位、雨量、渗压、位移、闸门工况、视频监控，核心监测指标自动采集率达到100%；小型水库每座至少配置1个水位监测站、1个雨量站、1套高清视频监控设备，满足水位异常预警、远程巡查要求。（2）堤防工程：大江大河干流堤防重点险工险段每500米设置1个渗流监测断面，布设堤身位移、渗压、水位监测设备，一般堤段每2千米设置1个监测断面；沿线每1千米布设1套高清智能摄像头，支持AI识别违规采砂、取土、违章建筑、岸坡坍塌等异常事件，敏感区域加密布设。（3）水闸工程：大中型水闸全面配置闸前闸后水位、闸门开度、启闭力、闸基渗压、结构应力等监测设备，实现启闭操作远程自动化控制，重要分洪闸、节制闸实现监测全覆盖。（4）引调水工程：沿线渠段每5千米布设水位、流量自动监测站，关键交叉建筑物、隧洞、渡槽布设结构变形、渗流监测设备，调水沿线每2千米布设水质监测点，实现调水全过程水质动态监控，出入口断面计量精度达到±2%以内。（5）大型灌区：干渠、支渠、斗渠所有分水口布设计量设施，斗口以上用水计量覆盖率达到100%，灌区核心片区每5万亩布设1个土壤墒情监测站，实现作物需水动态感知。（6）城乡供水工程：水厂布设水质常规指标（浊度、pH、余氯）在线监测设备，供水管网按照每10千米布设1个压力监测点，重点区域布设漏损监测设备，实现管网异常漏损自动预警。2.感知传输网络建设：采用“5G+北斗+窄带物联网+卫星通信”组合传输方式，平原城镇区域优先采用5G专网，偏远山区、无信号区域采用北斗短报文或低轨卫星通信，保障监测数据传输时延不超过1秒，在线率不低于98%，实现感知网络全覆盖无盲区。（二）数据资源体系建设1.统一数据标准规范：严格对接《水利数据元》《数字孪生水利工程建设技术导则》等国家行业标准，统一数据编码、采集格式、交换接口，实现不同厂商、不同层级设备的数据互联互通，禁止自定义私有标准阻碍数据共享。2.数据资产梳理编目：按照工程基础数据、感知监测数据、业务管理数据、外部共享数据四类梳理形成三级数据目录：一级目录按工程类型划分，二级目录按数据类型划分，三级目录按具体指标划分，数据目录接入同级水利数据中台，统一管理。3.数据中台建设治理：依托各级水利云构建水利工程专属数据中台，采用分布式存储架构，支持结构化监测数据、非结构化视频影像、三维模型数据统一存储，建立数据质量校核机制，通过逻辑校验、阈值比对、异常清洗实现数据提质，要求监测数据缺测率不超过5%，数据准确率不低于99%，定期开展数据更新，工程基础信息变更后7个工作日内完成更新。4.数据共享交换：所有水利工程监测数据按要求同步推送至流域管理机构、省级水行政主管部门水利大数据中心，对接同级政务共享平台，获取气象、国土、应急、交通等外部关联数据，实现跨部门数据共享，禁止以任何理由限制数据共享。（三）数字孪生与智能应用体系建设1.数字孪生工程建模：按照1:1比例构建物理工程对应的数字孪生模型，大坝、堤防等核心结构模型几何精度不低于厘米级，工程周边地形精度不低于1米分辨率，整合工程全生命周期设计、建设、运行、养护数据，实现物理工程和数字模型动态同步，支撑四预功能实现。2.共性智能应用：（1）工程运行一张图：整合所有监测数据、空间信息、工程信息，构建可视化运行监控平台，实现工程全要素状态实时展示，风险点动态标注，支持多级多维度可视化查询分析。（2）四预功能框架：构建统一的预报、预警、预演、预案支撑框架：预报实现水情、工情多源数据融合预测，延长预见期，提高预报精度；预警建立多维度风险阈值，实现异常自动识别、多渠道发布；预演搭建工程水力学、结构力学仿真模型，模拟不同工况、不同风险场景下工程响应过程；预案基于预演结果优化生成调度方案、应急方案，支撑科学决策。3.分场景专项应用：（1）大坝安全智能管控：实现监测数据异常实时识别，渗流异常、变形超标提前72小时预警，预警准确率不低于90%，定期自动开展大坝安全风险评估，病险水库风险动态更新，病险信息自动推送至管理单位和水行政主管部门。（2）堤防智能管控：融合视频AI识别和监测数据，实现管涌、滑坡、岸坡坍塌等险情自动预警，违规采砂、违章开发等违法行为识别准确率不低于85%，汛期自动更新风险点分布，生成堤防风险态势图。（3）智能调度应用：防洪调度方面，融合降雨预报、洪水预报成果，自动生成水库预调度方案，模拟错峰削峰效果，优化调度决策；水资源调度方面，引调水工程根据沿线需水动态变化，自动生成优化调度方案，调度决策时间从传统小时级压缩至分钟级，提升水资源配置效率。（4）灌区智慧灌溉：基于土壤墒情、作物需水模型、天气预报，自动制定精准灌溉计划，动态分配渠系水量，实现按需配水，可带动灌溉水利用效率提升10%以上，减少灌溉用水量浪费。（5）养护巡查智能化：推行电子巡查，基于风险点分布自动规划最优巡查路线，巡查人员现场上报隐患支持AI自动识别隐患类型，自动生成养护工单，实现隐患上报-派单-整改-验收闭环管理，巡查到位率不低于98%。（6）应急指挥应用：突发险情自动匹配对应应急预案，调度周边应急资源，模拟险情发展趋势，支撑远程应急指挥，提升应急处置效率。（四）安全保障体系建设1.网络安全：严格落实网络安全等级保护2.0要求，重要水利工程智慧化系统需达到三级等保要求，核心监测链路采用双冗余备份，网络边界部署防火墙、入侵检测系统，采用零信任访问机制，实现身份可信访问。2.数据安全：对工程数据进行分类分级保护，敏感数据采用国密算法加密存储传输，建立数据备份机制，每日开展增量备份，每周开展全量备份，核心工程数据实现异地灾备，恢复时间目标不超过4小时，恢复点目标不超过1小时。3.应用安全：落实账号实名制，分级授权访问，所有操作日志留存不少于6个月，每季度开展一次系统漏洞扫描，每年开展一次安全渗透测试，及时修补安全漏洞。四、分级分类建设要求根据水利工程规模、重要性，实行分级建设，避免过度建设：1.大型以上水利工程（大1型、大2型）：要求实现全要素感知、全场景智能应用，建成完整数字孪生工程，具备完备四预功能，达到三星级智慧工程标准，满足国家级、省级调度管理要求。2.中型水利工程：要求实现核心安全要素全覆盖感知，重点业务智能化，构建轻量化数字孪生模型，具备核心四预功能，达到二星级智慧工程标准。3.小型水利工程：要求实现关键安全指标自动监测、远程监控，具备异常预警、基础信息管理功能，采用轻量化建设模式，达到一星级智慧工程标准。现有已建成信息化系统的水利工程，优先利旧改造，能满足功能要求的不得新建，降低建设成本。五、实施步骤（一）排查摸底与方案编制（第1-12个月）：各省级水行政主管部门组织对本行政区域内所有水利工程开展全面排查，梳理现有信息化建设基础，摸清缺口，按照“一工程一方案”原则编制智慧化建设改造方案，明确建设内容、投资、工期，组织专家评审后实施，方案需对接本区域智慧水利总体建设规划。（二）重点建设与试点示范（第13-36个月）：优先完成大江大河大湖重点堤防、大型水库、重大引调水工程、大型灌区等关系国计民生的重点水利工程智慧化改造，打造一批省级、国家级智慧水利示范工程，总结建设经验，完善标准规范，逐步推广。（三）全面推广与体系建成（第37-60个月）：完成中小型水利工程智慧化改造，实现所有水利工程智慧化覆盖，建成上下贯通、跨部门联动的水利工程智慧化体系，建立持续迭代升级机制，定期更新模型、优化算法，提升智能应用水平。六、保障措施（一）组织保障：各级水行政主管部门成立水利工程智慧化建设领导小组，明确责任分工，水利工程产权单位（管理单位）是智慧化建设和运行维护的责任主体，落实专门管理和技术人员，确保建设进度和质量。（二）资金保障：建立“中央补助、地方统筹、产权单位自筹、社会参与”的多元投入机制，中央水利发展资金对重点智慧化建设项目给予补助，地方财政将智慧化建设和运维经费纳入年度财政预算，工程运行管理费中优先安排运维经费，鼓励采用EOD、PPP等模式吸引社会资本参与中小型水利工程智慧化建设运营。（三）技术与人才保障：建立产学研用协同创新机制，联合高校、科研院所、科技企业攻克水利AI识别、高精度