数字孪生灌区内涵解析及建设思路与关键技术
蒋云钟
冶运涛
中国水利水电科学研究院,100038,北京;水利部数字孪生流域重点实验室,100038,北京
摘要：基于数字孪生理论,从水网系统视角首次构建数字孪生灌区多维度认知体系,为复杂灌区系统数字化转型提供理论支撑.通过解构工程设施链、水资源系统网与管理主体群三维耦合关系,提出灌区水网具有层级复杂性、动态耦合性、功能复合性、区域差异性及业务协同性五大核心特性,并从特征维度、功能维度、协同维度三重维度解析数字孪生灌区内涵.研究突破传统灌区管理范式,以工程安全运行、水量科学调度、控制自动智能、管理协同高效、应急敏捷响应和服务主动便捷等业务目标为导向,构建"数字化场景—智慧化模拟—精准化决策—自动化控制—定量化评估"五阶闭环优化路径,形成以立体感知、墒情预报、动态评价、水量调度、远程控制为技术主线,以调水优化、输水仿真、智能控制、精准配水、高效用水为关键技术的数字孪生灌区智能体框架.该框架实现了灌区水网从"经验驱动"向"数据-机理-知识"驱动的范式转变,为数字孪生技术在复杂灌区系统中的深化应用提供可复制推广的实践范式,对保障国家粮食安全与水资源可持续利用具有重要战略价值.
关键词：国家水网智慧水利数字孪生水利数字孪生灌区灌区现代化
分类号：TV(水利工程)S27(农田水利)TP27(自动化技术及设备)
资助基金：国家重点研发计划(2023YFC3209302)国家自然科学基金(52279031)
论文发表日期：2025-07-12
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 24-33 )
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