近日，水利部宣布计划加快构建“天空地水工”一体化全要素全天候动态监控体系，标志着我国在水资源管理和监控技术领域的一次重要探索。
监测感知数据是构建数字孪生水利体系的前提和基础。推进物理流域监测系统科学建设和高频乃至在线运行，提升水利对象全要素和治理管理全过程智能监测感知能力，为数字孪生水利的高保真建设运行提供有力算据保障，支撑构建具有“四预”功能的数字孪生水利体系，驱动引领水利高质量发展。
数字孪生水利“天空地水工”一体化监测感知网（如图1 所示），是应用多种监测技术装备方法，在时空、范围、精度、频次等方面协同融合，实现水利对象全要素和治理管理全过程智能监测感知的网络。
其中，“天”主要利用光学遥感、SAR（合成孔径雷达）、重力、气象卫星、北斗等技术装备，实现对流域下垫面、河湖水体、洪涝灾害、工程面貌等的大尺度全局监测感知；
“空”主要利用无人机、高塔等设施设备，搭载激光雷达、天气雷达、测雨雷达等监测仪器，实现对水域岸线、蓄滞洪区、山洪灾害易发区等重点区域的地形、雨情等要素的中小尺度高精度动态及时监测感知；
“地”主要利用雨量站、蒸发站、地下水站、土壤墒情站、视频监测站等地面监测设施设备，实现对关键区域点位雨情、蒸发、地下水位、墒情等要素的精准实时监测感知；
“水”主要利用声、光、电、无人船等监测技术装备，实现对河湖库水体的水位、流速、水质、泥沙含量、水下地形、水生生物等水中水下要素的精准自动化监测感知；
“工”主要利用渗压计、光纤光栅、应变计、震动仪、测量机器人、水下机器人等手段，实现对水库大坝、堤防、水闸、隧洞等水利工程内外的渗流渗压、位移形变、应力应变等工情险情要素的实时精细监测感知。
图 1 “天空地水工”一体化监测感知示
数字孪生水利“天空地水工”一体化监测感知网，是数字孪生水利的重要组成部分（如图 2 所示），对水利对象全要素和水利治理管理全过程的监测感知数据通过信息网和水利云等进行通讯传输和分析存储，保障数字孪生平台中的模型平台和知识平台算据调用，支撑实现水利业务“四预”。
到 2026 年底，以水利部、流域管理机构、省级水行政主管部门的三级数字孪生平台为依托，基本建成卫星、雷达、无人机、无人船、视频监测点、地面监测站、水面水下监测点、水利工程监测站等组成的“点线面体”监测网络，持续优化迭代升级，基本覆盖水利对象全要素和水利治理管理全过程，结构、密度、功能实现提档升级，监测感知技术、环境、制度、标准等基础保障明显夯实，水旱灾害防御、水资源管理与调配、水利工程建设和运行管理、河湖长制及河湖管理、水土保持和农村水利水电等业务监测感知能力明显提升，为具有“四预”功能的数字孪生水利体系提供全面、实时、精准、可靠的算据支撑。
实施进展
【一】2024年5月，水利部审议通过数字孪生水利一体化监测感知夯基提能行动方案，方案明确提出，通过高分辨率航天、航空遥感技术和地面水文监测技术的有机结合，推进建立流域“天空地”协同监测感知体系。卫星遥感技术是实施数字孪生水利“天空地”协同监测感知的关键技术。
【二】近日，《淮委数字孪生水利“天空地水工”一体化监测感知夯基提能行动实施方案（2024-2026）》（以下简称《实施方案》）通过水利部网信办审查。《实施方案》立足淮河流域水旱灾害防御、水资源管理与调配、水利工程建设与运行管理、河湖长制及河湖管理、水土保持、农村水利水电等业务监测感知现状及需求，顶层谋划构建一体化监测网络，提出9项基础建设任务及22项监测感知能力建设任务，其中包括沂沭泗重点水利枢纽数字孪生水利“天空地水工”一体化监测感知夯基提能工程、淮河流域数据汇聚治理平台建设、淮河流域卫星遥感应用服务平台建设、淮河流域北斗短报文应用服务平台建设等４项重点建设任务，对于支撑具有“四预”功能的数字孪生淮河水利体系算据获取，培育水利新质生产力，促进淮河治理与保护高质量发展十分必要。
http://xxzx.mwr.gov.cn/zxpd/gdcz/202409/t20240926_1770944.html"
【三】湖北数字孪生水利“天空地水工”一体化监测感知夯基提能行动实施方案顺利通过审查。
《实施方案》作为省水科院集全院之力、加班加点精心策划与编制的重要成果，全面响应了国家关于加快水利行业数字化转型的战略部署，创新性地提出了“天空地水工”一体化监测感知体系构建思路。该体系融合卫星遥感、无人机巡检、地面物联网监测、水文水质监测及工程安全监测等多种技术手段，实现了对水资源、水环境、水生态及水利工程运行状态的全方位、立体化、智能化监测与管理，为水利决策提供了精准、及时的数据支撑。《实施方案》的顺利通过，是湖北省水利事业迈向高质量发展的关键一步，也是院信息所作为科研创新主体，勇于担当、积极作为的生动体现。我们将以此为契机，继续深化科研与应用的紧密结合，加速科技成果向现实生产力转化，为湖北省乃至全国水利行业的数字化转型贡献更多智慧和力量。
“来源：湖北省水利水电科学研究院 ：2024-10-26
http://www.hbwri.cn/f/view-7-b8e0378c57a3440195c514e386576c59.html”
【四】近日，云南省水利厅编制的《云南省数字孪生水利“天空地水工”一体化监测感知夯基提能行动实施方案（2024—2026年）》（以下简称《实施方案》）通过了水利部长江水利委员会网络安全和信息化领导小组办公室的审查。《实施方案》按照水利部关于数字孪生水利建设的总体要求，遵循“夯实公用通用基础设施，提升主要业务能力”的原则，聚集水旱灾害防御、水资源管理与调配、水利工程建设和运行管理、河湖长制及河湖管理、水土保持、农村水利水电等六大核心领域，构建“天空地水工”一体化监测，支撑具有“四预”功能的云南数字孪生水利体系，强化通信信息安全、数据归集与共享、标准制度等基础设施建设，着力提升云南数字孪生水利的监测感知能力。
http://xxzx.mwr.gov.cn/zxpd/gdcz/202411/t20241125_1780136.html”
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