中国移动新型智慧城市白皮书（2023版）-智慧水利分册

「前言」 水是生存之本、文明之源，水利不仅事关防洪安全、供水安全、粮食安全，而且关系到经济安全、生态安全、国家安全，水利工作成效至关重要，迫切需要运用新一代信息技术提高水利工作成效。 “十四五”时期是乘势而上开启全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年奋斗目标进军的第一个五年，是加快生态文明建设和经济高质量发展的攻坚时期，也是深入贯彻“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路、落实习近平总书记关于网络强国的重要思想的关键时期。站在新的历史起点，我国进入新发展阶段，国家信息化战略和治水方略的部署要求、水安全保障的迫切需求、信息技术的快速发展，都对智慧水利建设提出了新的更高要求。 智慧水利建设被提到前所未有的高度，迎来重大机遇。“十四五”必须高举智慧水利这面旗帜，按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”的总要求，加强数字化转型，加快构建智慧水利体系，提高“四预”能力，为新阶段水利高质量发展提供有力支撑与强力驱动。 「本书编写组」 指导单位 中国移动集团公司政企事业部 编写单位 中移系统集成有限公司 主编 卢卫娜（中移系统集成有限公司） 参编 李锋、孙季辉、万全奇、邵鑫、文凡、潘诗宇 （中移系统集成有限公司） 「目录」 01行业趋势 02愿景内涵 03整体架构 04应用场景 05典型实践 06生态合作 01 行业趋势 水利部《“十四五”智慧水利建设规划》指出：坚持“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”总要求，以数字化、网络化、智能化为主线，以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径，以网络安全为底线，通过建设数字孪生流域、“2+N”水利智能业务应用体系、水利网络安全体系、智慧水利保障体系。 2021年11月29日，《关于大力推进智慧水利建设的指导意见》 明确：要积极推进水利工程建设和运行管理、河湖长制及河湖管理、水土保持、农村水利水电等业务应用建设，逐步形成“2+N”水利智能业务应用体系。到2025年，建成智慧水利体系1.0版；到2030年，具有防洪任务的河湖全面建成数字孪生流域，水利业务应用的数字化、网络化、智能化水平全面提升，建成智慧水利体系2.0版；到2035年，各项水利治理管理活动全面实现数字化、网络化、智能化。 2023年1月，《2023年全国水利工作会议》提出：要大力推进数字孪生水利建设，统筹建设数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生工程，构建具有“四预”功能的数字孪生水利体系。加快构建数字孪生流域。建成覆盖省级以上水利部门的数字孪生流域资源共享平台。推进数字孪生水网建设。把数字孪生水网作为省级水网建设重要内容，积极推进市县等层级数字孪生水网建设。加快建设数字孪生工程。开展工程安全实时监测、智能快速调度、远程安全集控、多维场景耦合计算与展示等技术攻关。构建水利智能业务应用系统。建成多源空间 信息融合洪水预报系统、高精度河流水系分区雨水情预报模型，增强流域水工程防灾联合调度能力。建设生态流量、水量分配监测预警系统，实现重要断面生态流量监测预警。整合水利工程建设管理、水利工程运行管理系统，持续拓展水行政执法、河湖监管、节水管理、水土保持、水文管理等业务应用。 2023年5月，《关于加强山区河道管理工作的通知》要求各地要利用“全国水利一张图”及河湖遥感本底数据库，将山区河道管理范围划定成果、涉河建设项目审批信息上图入库。充分利用大数据、卫星遥感、无人机、视频监控等技术手段，加强对河道的动态监管，提高问题发现、推送、处理的时效性。 1.2.1发展现状及存在的问题 我国水利信息化行业起步较晚，目前水利信息化行业正处于全面实用及发展阶段。 据水利部统计，我国智慧水利数字化方面，初步形成了43.36万处点组成的水利综合采集体系，全国水利一张图正式发布并得到积极应用，高分辨率卫星遥感实现了全国年度全覆盖。网络化方面，全部地市级以上水利部门和80.5%的县级水利部门接入水利信息网，99.7%的地市级以上水利部门和90.7%的县级水利部门接入视频会议系统，初步构建了省级以上水利部门网络安全防护体系。智能化方面，有 11.7%的智能视频监控，8类河湖“四乱”现象实现遥感影像人工智能识别，大数据应用初见成效，在11个单位开展智慧水利先行先试工作。 1 近年来全国建设水利信息点43万个，全国5186条有防洪任务的中小河流实现了水文监测全覆盖，11万座国家报汛站雨量水情监测信息收集传输时间由过去的小时级缩短到分钟级。在全国建立水利一张图汇集了55类1600万个水利对象，且实现动态管理和在线更新。全国范围内规模化以上的江河湖泊、水利设施、水利管理单位都实现了空间化管理，为防汛抗旱、水利突发事件的应急处置提供精准化支撑及水资源管理制度的实施、河湖长制的实施提供精细化服务。2 在数字孪生水利建设方面，一是完成顶层设计。水利部出台了顶层设计系列文件，明确了数字孪生流域建设的目标、任务、布局，到2025年在大江大河大湖及其主要支流的重点区域基本建成数字孪生流 域。二是推进先行先试。水利部从2022年开始在全国部署了94项先行先试任务。三是赋能业务应用。支撑各类治水管水业务实现预报预警预演预案功能。3 虽然我国智慧水利建设取得了较大的进展，但与水利高质量发展的需求相比，智慧水利仍存在明显短板和薄弱环节。数字化方面，感知覆盖范围不足、监测要素不全、技术手段不够先进，例如50%的中小河流没有监测设施、大部分中小水库和堤防未开展安全监测。网络 1数据来源：《水利部“三对标、一规划”专项行动总结大会上李国英部长的发言》，中国水事网，2021年10月 2数据来源：《中央宣传部举行党的十八大以来水利发展成就新闻发布会》，中国水事网，2022年9月 3数据来源：《水利部部长李国英：推动新阶段水利高质量发展为国际社会贡献治水理念和经验》，中国日报网，2023年3月 化方面，网络覆盖和带宽还不能满足需要，网络安全防护能力不强，工控网建设差距大，如近20%的县级水利部门尚未接入水利业务网，大型水利工程仍以现地控制为主。智能化方面，模型能力不足、支撑决策精准化程度不高，例如预报以集中式、经验性模型为主，预警能力不足，预案精细化程度不够，预演能力难以支撑多方案优选。4 1.2.2水利市场分析 目前，我国水利事业进入蓬勃发展的新时期，中央对水利建设投资今年迅猛增加，2022年全年完成水利建设投资10893亿元，比2021年增长43.8%，历史性地迈上万亿元台阶。5 水利数字化投资占比提升，带来每年超两百亿市场空间。目前水利行业的数字化投资占比保持在1%–2%之间，在相关政策和项目的推动下，未来几年将进入信息化投资加速周期，预计在2025年投资占比达到2.2%。考虑到水利整体投资水平目前已达万亿规模，届时数字化投资比重上升会带来每年超两百亿规模的智慧水利市场空间。6 未来，全国水利投资年均增速将保持较高水平，水利工程行业投资建设力度将继续加大，发展前景可期。其中，重大水利工程建设将成为行业发展重点，预计将重点针对资源性、工程性缺水地区、防洪体系有较大缺陷的地区，加快建设一批重大引调水工程、重点水源工程、江河湖泊治理骨干工程，优先安排前期工作基础较好的重大水利 4数据来源：《水利部“三对标、一规划”专项行动总结大会上李国英部长的发言》，中国水事网，2021年10月 5数据来源：《李国英在2023年全国水利工作会议上的讲话》，中国水事网，2023年1月 6数据来源：《中国智慧水利市场分析与领导者实践，2023》，IDC，2023年5月 工程。 据《2022中国智慧水利市场研究报告》预测，“十四五”智慧水利市场有望达到845亿元，期间复合增长率31.61%。从各省已公布的十四五期间水利建设投资规模来看，市场将重点分布在华东和华南地区。 1.2.3智慧水利发展趋势 未来水利基础设施重点领域为： 一是完善流域防洪工程体系，进一步优化流域防洪工程的布局。通过加强河道及堤防、调蓄水库和蓄滞洪区建设，提高河道的行洪泄洪能力，增强洪水调蓄能力，确保分蓄洪区分蓄洪功能。 二是实施国家水网重大工程，以大江大河大湖自然水系、重大引调水工程和骨干输配水通道为纲，以区域河湖水系连通工程和供水渠道为目，以控制性调蓄工程为结，解决水资源时空分布不均的问题。 三是复苏河湖生态环境，加强河湖生态保护治理，加强地下水超采综合治理，科学推进水土流失综合治理，让河流恢复生命、流域重现生机。 四是通过数字孪生、大数据、人工智能等新一代信息技术与水利业务的深度融合，建设数字孪生流域、数字孪生水网和数字孪生水利工程，赋能推动新阶段水利高质量发展的先进引领力和强劲驱动力。 02 愿景内涵 水是生存之本，生命之源。千百年来人类社会依水而居，生生不息。习总书记站在党和国家事业发展的全局战略高度，多次强调治水对民族发展和国家兴盛的重要意义，提出“节水优先，空间均衡，系统治理，两手发力”新时代治水方针，为我们做好水利工作提供了科学指南和根本遵循。 中国移动以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，认真落 实党中央、国务院决策部署，深入践行习近平总书记“十六字”治水方针和关于网络强国的重要思想，全力支持构建具有“预报、预警、预演、预案”功能的智慧水利体系，为新阶段水利高质量发展提供有力支撑。 中国移动本着开放共享、技术领先、安全优先、智能融合的原则，充分发挥新一代信息技术优势以及大数据分析、人工智能、移动云优势。全力支持构建具有“预报、预警、预演、预案”功能的智慧水利体系，强化5G、物联网、大数据、人工智能等与水利工作深度融合，驱动和支撑水利治理体系和治理能力现代化。 面向“十四五”智慧水利建设要求，中国移动全面落实“力量大厦”战略部署，以“创世界一流企业，做网络强国、数字中国、智慧社会主力军”为目标，依托中国移动规模最大的网络资源，为水利业 务政府部门提供如下助力，全方位助力水利智慧化进程。 加强水利领域信息基础设施：中国移动依托自身云网优势，巩固深化水利信息网和水利云建设，加强算力建设，不断完善水利信息网和扩展升级水利云平台，提供高性能计算存储和泛在网络连接支持，优化健全水利网信保障体系，夯实数字孪生流域的网络能力基础。 协同构建数字孪生流域：中国移动配合水利部及各大流域委、各省水利厅和水利局，加强算据、算法建设，推动数字孪生流域建设。依托中国移动网络规模和技术优势，完善空天地一体化物联感知网，构建智慧水利三级数据底板；依托中国移动信息化建设能力基础，助力打造数字孪生流域模拟仿真平台。 支撑水库除险加固和运行管护工作：中国移动2022年协助全国多 省水利厅和水利局，落实党中央、国务院决策部署，借助中国移动强大的大数据分析能力快速分析病态水库的病因和解决方案，实施病险水库的除险加固工作。利用5G网络，大数据和人工智能等信息技术加强水库监测预警，切实保障水库安全运行和长效发挥效益。 助力建设流域防洪系统：中国移动将依托中国移动网络规模和通信产品优势，在水利领域完善防汛抗旱“四预”业务平台，结合5G定位技术、信令大数据等技术积累，配合扩展定制流域防洪数字化场景，以信息化管理手段合理确定流域生态水量和重要控制断面生态流量，升级完善流域防洪预报、预警、预演、预案功能，为水利部防汛抗旱指挥系统提供精准、全面、实时、高价值的数据分析和决策支撑。 推动智能业务应用系统建设：中国移动将以智慧城市Onecity产 品为抓手，构建水利行业合作联盟生态，针对智慧水利建设中的业务需求，协同开发N项业务应用，打造智慧水利应用体系。 推进水利领域自主化工程实施：中国移动将充分发挥中国移动及移动专业公司相关资质以及丰富的上下游产业生态优势，协助水利客户完成内网档案系统、专网综合业务门户、电子政务综合平台、公文管理系统、人员基础数据库、远程公文传输系统的自有化改造、迁移和适配工作。 加强区块链、人工智能、大数据等技术在水利领域的联合研究： 中国移动愿与水利部及全国各水利单位共同深耕探索新兴技术与水利行业的融合应用，优化水利