智慧水利是什么？怎么建？附10个经典案例

智慧水利是什么？怎么建？附10个经典案例

智慧水利是水利行业数字化转型的重要方向，涉及物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的应用。本文将详细介绍智慧水利的概念、属性特征、体系架构及关键技术，并附有10个经典案例，帮助读者全面了解智慧水利的发展现状和应用前景。

智慧水利是指利用物联网（IoT）、大数据、云计算、移动互联网、人工智能等新一代信息技术，实现对水利对象及活动的透彻感知和全面互联，为水安全、水资源、水环境、水生态等领域的水利业务，提供精细化管理、智能化决策和泛在化服务，从而全面提升治水能力，保障经济社会可持续发展。

属性特征

智慧水利是智慧地球的思想与技术在水利行业的应用，是集高效性、可持续性、智能性、鲁棒性、自我修复、安全性等属性的全方位综合体系。

智慧水利应具备的属性特征分析如下：

• 高效性：评价指标通常有吞吐量、延时、能耗、生命期等，智慧水利能根据不同应用场景最优化各项性能指标；
• 可持续性：智慧水利建设要与自然和社会发展相适应，是绿色、健康、和谐的发展过程；
• 智能性：智慧水利最显著的核心属性，要求具备类似人类甚至超越人类的学习认知能力，能够识别异常，发现规律，减少人为干预；
• 鲁棒性：智慧水利系统拥有强大的容错、抗干扰和个别异常值影响下仍稳定运行的能力；
• 弹性：在已经出现故障的情况下，系统能够及时排查故障并自我修复；
• 安全性：具备防泄密、盗取、攻击的技术能力，保障数据和隐私安全。

此外，低成本、易部署、易维护、标准统一规范等也是智慧水利应满足的特性。

智慧水利体系架构及关键技术

智慧水利总体架构应该能够描述感知数据从采集、传输、分析处理到最后成为有价值决策信息的整个过程。通常划分为四横两纵结构，四横是指数据的感知、传输、分析处理和应用，两纵是指数据标准规范和安全运维保障。在此结构基础上，根据具体研究对象或应用层面的不同，衍生出许多智慧水利相关的体系架构，如水利大数据总体架构、流域水环境水生态智慧化管理云平台架构、智慧水质监测系统 (SWOMS)、基于物联网的智慧水利结构、智慧灌区分层体系、大坝智能建设体系等。各体系架构的具体内容汇总如表 1 所示。

在充分调研和总结相关研究的基础上，提出智慧水利体系框架，如图2所示，自底向上依次为感知层、网络层、知识层和应用层。

纵向分为以下2个体系：

1. 运维与安全保障体系，贯穿智慧水利整个运行过程，针对横向各层的特点和需求，做好设备、网络、信息、系统等安全保障工作；
2. 监测数据标准规范体系，需要根据智慧水利数据类型和特点，统一数据格式转换、采集方式、模型标准、处理技术规范、共享和安全等相关协议标准。

经典案例

项目1：广东省汕头市智慧水利（一期）项目

• 中标供应商：广东华南水电高新技术开发有限公司(联合体成员：数字广东网络建设有限公司)
• 预算：8700万元
• 中标金额：下浮率：1.19%

本项目建设内容主要包括：

1. 本期建设内容主要包括指挥决策中心、水利感知网、水利通信网、水利智能应用体系、智慧水利支撑体系、水利专题数据库和五个桥闸管理所控制专网的网络安全体系等建设工作。依托广东省、汕头市“数字政府”统一身份认证、统一电子印章、统一电子证照、政务云、粤政图、政务大数据平台等基础能力，推动汕头“智慧水利”融入省市“数字政府”整体体系。
2. 建设水利智能应用体系，打造汕头市智慧水利“一网统管”体系。
3. 建设汕头市智慧水利支撑体系。
4. 构建水利专题数据库。
5. 建设基础设施及网络。
6. 建设桥闸控制专网安全。
7. 完成河道监测立柱工程、指挥决策中心非信息化改造。

项目2：湖北省水利厅智慧江汉平台软件开发项目

• 中标供应商：武汉烽火信息集成技术有限公司
• 中标金额：2355万元

项目概况：

智慧江汉平台是数字孪生三峡项目之一，是湖北省智慧水利的一期项目，是湖北省智慧水利的基础平台、底座，它从现有的各个业务系统、各级水利部门和相关厅局汇聚数据，经过深度治理后，形成可信、可靠、可用的水利数据资产，同时又通过平台统一的数据服务接口为各单位提供共享数据；通过应用支撑平台、微服务综合管理平台及其业务协同功能为各级单位业务应用系统的开发和部署提供统一支撑。

项目3：广西梧州市河长制工作站智慧河长系统建设采购项目

• 中标供应商：水利部珠江水利委员会技术咨询（广州）有限公司
• 中标金额：999.81万元

建设目标：

构建梧州市智慧水利综合管理平台基本框架，整合河湖管理范围、涉河建设项目、采砂重点河段等数据，汇集水雨情、生态流量、山洪灾害等监测信息，建立全市河湖基础信息库，补充重要河流、敏感区域视频监控点，制作与发布河湖管理一张图，建设梧州市智慧河长系统，加强遥感视频智能解译能力建设，加强重要断面生态流量预警能力建设，提高河湖“四乱”问题发现处置效率，实现对河湖全面展示、综合分析、监督执法、督促整改“一站式”处理，达到快速反应、精准打击的目的。

采购需求：

主要包括智慧河长系统建设、河湖管理一张图建设、河湖综合数据库建设、信息化基础设施建设和系统集成等5项任务。

项目4：山东省烟台市智慧水利综合管理服务平台项目

• 中标供应商：山东省邮电工程有限公司
• 中标金额：600.55万元

采购数量：

建设目标：按照省市相关文件精神，围绕“防洪保安全、优质水资源、健康水生态、宜居水环境、先进水文化”总体目标，结合烟台市水利特点，以落实水利监管责任和措施为核心，围绕打造“智慧水利各业务数据全面汇聚平台、智慧水利大数据智能辅助决策平台、智慧水利建设成果及文化展示平台、便捷公众的协同联动公共服务平台”的建设目标，构建“大平台、大数据、大系统、大安全”的智慧水利架构，实现业务域的“数据共享、业务协同、智能分析”，逐步形成水利信息化统一标准体系、统一技术平台、统一安全防护、统一运维监管、统一数据管理的“五统一”智慧水利体系。

项目5：陕西省智慧水利一期项目

• 中标供应商：中电信数智科技有限公司(联合体成员：联通数字科技有限公司)
• 中标金额：3474.88万元

建设目标：

针对陕西省水利业务当前存在的问题和矛盾，紧贴当前我省推动新阶段水利高质量发展工作现实需要，依托陕西省政务云资源，完成陕西省智慧水利一期项目的建设。

具体目标如下：

1. 初步形成全省统一的水利数据底板。汇聚基础、监测、业务、数字孪生渭河地理空间、跨行业共享的各类水利数据资源，通过标准化、精细化的数据治理，形成全省统一的水利数据底板。
2. 建成视频共享交换系统、水利专业模型库和可视化模型3大应用支撑系统，为水利建设与监督系统、数字孪生渭河（陕西段）试点应用提供服务支撑能力。
3. 建成水利建设与监督系统、数字孪生渭河（陕西段）试点应用、水利一张图3个业务应用，实现业务体系的正常高效运转及管理部门对流域内各级各类督察问题整改落实情况的动态监管。
4. 建成全省统一水利业务门户，为一期业务系统提供统一的登录入口。后期可整合接入陕西省水利厅所有业务应用。

项目6：广东智慧水利工程（一期）流域空间数据采集服务项目

• 中标供应商：广东省水利电力勘测设计研究院有限公司(联合体成员：中电科普天科技股份有限公司)
• 中标金额：3465万元

总体目标：

本项目作为智慧水利一期项目流域数字化场景板块数据处理运营服务工作的一部分，通过采集L1、L2、L3级地理空间数据和接入已有数据成果，初步构建东江、北江、西枝江流域数据底板，依托水利大数据平台和数字孪生支撑平台，构建流域防洪调度和水资源管理与调配专业模型以及相应的可视化模型，为流域数字化场景和智能水利应用提供基础数据支撑能力，本项目成果将整合归集到拟建设的数据处理运营项目中，与其共同构成完整的智慧水利一期项目数据处理运营服务，为系统和平台良好高效运行提供模型和数据支撑。

项目7：湖北三峡库区夷陵区智慧水利感知体系建设项目（二期）

• 中标供应商：宜昌思佰得信息技术有限责任公司
• 中标金额：1124.8395万元

采购需求：

湖北三峡库区夷陵区智慧水利感知体系为湖北三峡库区智慧水利综合管理平台下“一张网”建设部分，本期计划完成 6 座水库大堰监测系统建设、88 处河道监测点位建设、6 个水质监测站建设、4 处断面流量监测建设、9 处生态下泄流量监测建设，硬件支撑设施、125km²高精度三维数据、机房环境及智慧水利指挥中心等内容，整体工程包含 5 年运维。

项目8：2023年茂名市小型水库安全监测能力提升试点项目

• 中标供应商：中国电子科技集团公司第二十七研究所(联合体成员：广东省水利水电科学研究院)
• 中标金额：5699.54万元

项目概况：

加快建设水库大坝安全监测等设施，积极推广前沿信息技术及产品，促进系统融合、信息共享，健全水库安全运行监测系统，加强分析研判，及时发布预警信息，为预报、预警、预演、预案措施提供基础支撑，切实保障工程安全、信息基础设施安全、数据安全和网络安全。

本次小型水库安全监测能力提升包括但不限于以内容：

1. 安全监测设施详细实施方案编制；
2. 安全监测设施建设与技术服务；
3. 安全监测设备运维服务；
4. 安全监测设备使用培训服务；
5. 安全监测数据采集及统计分析服务；
6. 小型水库的基础数据采集服务；
7. 安全监测设备配备。

项目9：江西省智慧水利（一期）2023年度建设项目

• 中标供应商：江西省水投江河信息技术有限公司
• 中标金额：5699.54万元

项目概况：

主要包括水利数据资源池建设（一期）、应用支撑平台建设（一期）、数字孪生流域建设先行先试、水行政业务平台建设（一期）、网络安全保障体系建设（一 期）和水文遥测站点改造等内容。

项目10：广东智慧水利工程（一期）数据处理运营服务项目

• 中标供应商：广东省水利水电科学研究院(联合体成员：中国水利水电科学研究院、中国软件与技术服务股份有限公司)
• 中标金额：16310万元

总体目标：

本项目为智慧水利一期项目的数据处理运营服务类工作，拟实现以下四个目标：

1. 以数据和模型为核心串联系统软件和基础设施，支撑系统正常和高效运行，保障平台数据和模型的安全、可靠、准确。
2. 加强整合水利行业数据，打破数据烟囱和业务壁垒，发挥数据治理成效，构建更为全面完善的广东水利数据资源体系。
3. 按照“需求引领、应用至上、数字赋能、能力提升”要求，依托数字孪生支撑平台，构建具有统一接口规范、易于开放共享的水利专业模型和智能识别模型。
4. 实现北江流域防洪调度和东江流域水资源管理调配业务应用的“四预”功能，为流域数字化场景和智能水应用提供强大的数据和模型专业支撑能力。