数字孪生XX水网项目建设需求说明.docx
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1、数字李生XX水网项目建设需求说明一、项目概况1 .项目名称数字学生XX水网项目。2 .项目建设背景国家水网建设规划纲要要求加强水网数字化建设,2024年7月XX市入选全国第二批市级水网先导区,先导区建设明确要求数字学生水网建设要取得明显进展。XX省水利厅印发的XX省数字学生流域、数字学生水网、数字学生水利工程建设实施方案(2023-2027年)(试行)明确要求:XX到2025年底基本完成市级数字学生水网建设。2024年XX市政府工作报告提出“统筹推进城市大脑2.0和数字学生城市建设”要求。2023年8月,XX市政府批复XX水网建设规划,规划提出以水资源配置北线、中线、南线为重点,开展数字学生水
2、网建设。3 .项目建设目标按照XX水网“守XX水塔,护湿地水城安澜”总目标要求,构建“三横三纵八脉十枢”的数字学生XX水网,强化水资源管理,促进水资源集约节约利用,提高XX水资源管理调控能力和供水安全保障能力,实现水资源工程的全面感知、整体联动、系统联调,最大程度发挥物理水网工程的综合效益,提高全市水资源空间均衡调配能力,最大程度发挥水网运行整体效能,打造具有XX特色、全省领先的数字学生水网示范。本项目将充分考量与本单位已建学生项目的关系,积极对接XX省水利厅、XX省大数据发展管理局开展的数字学生建设在供水安全领域试点工作(如XX市)以及水利部办公厅相关试点(XX局、XX县、XX区)成果的复用
3、与归集。以物联感知体系监测成果及全市数字挛生基础为依托,强化数据共享与回流,进一步提升项目建设效能与资源利用率;以“数智XX”一单位一平台总体框架为基础,聚焦工程安全、供水安全和水质安全目标,按照数字学生水网建设要求新建1个数字学生平台,包括数据底板、模型平台、知识平台;新建1个水资源水保管理应用板块,包括“水管理”、“水节约”、“水调度”、“水生态”四大应用功能场旦O本项目应用功能场景紧密围绕XX数字学生城市建设三年行动计划(2024-2026年)(以下简称计划)开展设计。在“数字学生+洪涝地灾”业务场景应用设计方面,“水管理场景”可依据取水许可量基准,精准管控各取水口取水情况并及时预警异常
4、与计划中对水资源的管控要求相契合,助力实现源头管控早的目标;“水节约场景”以用水总量强度双控目标切入,通过可视化展示与分析“取供用排”环节水资源指标,为节水型社会建设提供依据,对应计划里提升全社会用水效率的任务;“水调度场景”构建水资源调配全景一张图并开展多方面业务应用与仿真模拟,有助于提升应对干旱、缺水、断供等管控能力,符合计划中针对防洪设施、河道水文等监测预警与调配资源应对灾害的要求;“水生态场景”以水生态调度切入建立相关调度场景与业务应用,能够可视化呈现关键点位目标生态水位、分析预警风险灾害事件等,有力支撑计划里在水生态领域建立数字流域模型、实现全链条治理的目标,全力打造具有XX特色、
5、全省领先的数字学生水网示范,积极响应相关计划要求并为其提供有力支撑。二、项目须执行的标准、规范(一)国家及水利部相关政策文件(1)中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要;(2)国家水网建设规划纲要;(3)关于大力推进智慧水利建设的指导意见;(4)智慧水利建设顶层设计;(5)“十四五”智慧水利建设规划;(6)“十四五”期间推进智慧水利建设实施方案;(7)智慧水利总体方案;(8)水利业务“四预”功能基本技术要求(试行)(9)关于加快推进省级水网建设的指导意见(水规计2022)201号);(10)数字学生流域共建共享管理办法(试行);(11)数字学生水网建设技术导则
6、试行);(12)数字挛生调水工程建设导则(试行);(13)水利部关于做好第一批省级水网先导区建设工作的通知;(14)水利部关于做好第三批省级水网先导区、第二批市级和县级水网先导区建设工作的通知;(15)水利部关于开展数字学生水网建设先行先试工作的通知。(二)XX省相关政策及文件(1)XX省委关于制定XX国民经济和社会发展第十四个五年规划和二。三五年远景目标的建议;(2)XX省数字化改革总体方案;(3)XX水网建设规划;(4)XX水网建设实施方案;(5)XX省水利数字化发展“十四五”规划;(6)XX省水文事业发展“十四五”规划;(7)XX省水利感知体系建设急用先行实施方案;(8)XX省水利厅关
7、于做好第一批市县级水网先行区建设工作的通知;(9)XX省数字学生流域、数字学生水网、数字挛生水利工程建设实施方案(2023-2027年)(试行);(10)XX省数字学生水利建设指引(第一期);(11)关于全面推进XX省数字学生水利建设的意见;(12)XX省数字学生水利建设实施方案(2023-2027年)(试行);(13)XX省数字基础设施发展“十四五”规划。(三)XX市相关政策及文件(1)xx城市大脑2.O三大提升工程实施方案;(2)XX数字学生城市建设三年行动计划(2024-2026年);(3)XX水网建设规划;(4)XX市数字学生水网实施方案。(四)标准规范(1)信息安全技术网络安全等级保
8、护安全设计技术要求(GB/T25070-2019);(2)信息安全技术网络安全等级保护基本要求(GB/T22239-2019);(3)信息安全技术网络安全等级保护定级指南(GB/T22240-2020);(4)信息安全技术信息系统密码应用基本要求(GB/T39786-2021);(5)信息安全技术网络安全等级保护实施指南(GB/T25058);(6)水利信息分类与编码总则(SL/T701-2019);(7)水利空间要素数据字典(SL729-2016);(8)水利一张图空间信息服务规范(SL/T801-2020);(9)水利网络安全保护技术规范(SL/T803-2020)。三、建设内容及要求(一
9、)挛生平台建设XX水网数字学生平台,包含XX水网数据底板、模型平台和知识平台。1 .数据底板共享接入XX市域范围内的水利部水利一张图;归集重要区域的高精度空间数据,接入重要工程管理范围内无人机倾斜摄影数据。(1)基础数据归集水网对象特征属性,主要包括八大干流河段及重要一级支流、重要湖泊湿地等水系类对象;“三横三纵八脉十枢”涉及的水库、水闸、泵站、引配水、分洪等水利工程类对象;水文、水环境等监测站(点)类对象;重要水源地、水资源分区、受水区分区等水网管理对象。(2)监测数据归集水网对象状态属性,包括水雨情(雨量、水位、引配水流量、分水口流量等)、工情(闸泵启闭状态、运行参数等)及其他监测数据等。
10、3)业务管理数据业务管理数据主要接入水管理、水调度、水节约、水生态等方面的相关业务指标体系、管理信息、预报预警、评估分析、应用评估等业务数据。(4)跨行业共享数据共享社会经济、气象、自然资源、农业农村、生态环境、城管、住建等部门的气象预报预警、遥感影像、预报潮位、引配水量、供用水量等数据。(5)地理空间数据通过接入XX市域内的水利部水利一张图、卫星影像、GlS等底图,归集“三横三纵”通道、八大干流及重要一级支流、重要湖泊湿地、重要水网工程节点、水网工程重要区域的高精度空间数据,形成地理空间数据库。2 .模型平台构建数字学生XX水网模型平台,建设水网专业模型、可视化模型(包括水调度、水生态相关
11、模型)、智能识别模型和数字模拟仿真引擎等,为数字学生XX水网建设提供智能实用“算法”服务。把控全市水资源态势、跨区域分洪调度和XX江两岸平原的生态配水,对接省级水网,负责县级及以上城市水资源供需分析、主要河湖湿地生态配水分析等,建立水文、水资源、水网工程调度、水生态调度等水网专业模型,对水资源调配、分洪调度、水生态调度、应急处置等进行多方案预演,统筹全市重大水资源、防洪、水生态网络化调度。要求本项目建设的所有模型支持解耦,供其他业务共享调用。按照省水利厅、省市数据局等关于模型平台的共享要求,共享相关模型。3 .知识平台充分利用数字学生流域、数字学生工程等知识平台和知识库成果,针对跨区域跨流域水
12、网工程联合运用的特点,初步构建XX水网知识平台,建立水网工程对象关系图谱及知识引擎,服务数字挛生水网业务应用。在结构化、数字化水网工程的对象关联关系、控运计划、调度令、水量分配、应急预案、抗旱预案等业务规则和调度方案等知识基础上,分类形成相应的预报方案、业务规则、历史场景和专家经验等知识库,支持数字学生水网数据查询和推荐。(二)水管理以接入的取水户、取水许可、取水计量三级数据为基础,通过“一张图”的形式展示取水情况、取水户分布、监测点运行状态等。通过滚动预警、X政钉提醒、多维度展示、多功能查询等信息化手段,精准管控全市取水情况,包括电子证照管理、计量监测管理、取水日常管理和水资源统计。L电子证
13、照管理接入取水许可、水资源论证报告书等电子证照信息,建设电子证照“一张图”,展示全市证照数量、存续情况,滚动预警即将过期取水许可,X政钉推送预警信息、。建设分区、分流域、分行业的分类查询、汇总、导出模块,一键生成生取用水报告、报表,提高证照管理的效率和准确性。(1)电子证照信息接入接入现有取水户、取水许可等水资源管理相关电子证照信息,实现电子证照信息的可视化展示。(2)电子证照一张图建设电子证照“一张图”,可分区、分流域、分规模、分审批状态展示电子证照数量、存续情况,并在大屏上按即将过期的时间滚动预警。在取水许可即将过期时通过X政钉推送预警信息。(3)电子证照查询及报表生成用户可以灵活组合这些
14、查询条件,系统能够快速准确地筛选出符合条件的取水户、电子证照信息,并以列表或详细信息页面的形式展示给用户。具备模糊查询功能,当用户输入部分信息时,系统能够智能匹配可能的结果并展示给用户。根据查询的结果或固定模板可以生成相应的表格、月报、年报、简报和工作提示单等。4 .计量监测管理以接入监测点信息及计量数据为基准,建设监测计量“一张图”,展示全市监测点数量、运行情况、“三率”情况,按掉线时长预警掉线点位,分区、分级X政钉(短信)预警。建设分区、分流域、分行业、分类型等多字段分类查询、汇总、导出模块,动态展示自定义时段水量,为精准管控提供数据支持。(1)监测点信息接入接入现有监测点信息,实现监测点
15、信息的可视化展示。(2)监测点“一张图”建设监测点“一张图”,展示全市监测点数量、运行情况、“三率”情况,大屏滚动预警长时间掉线点位,自动X政钉(短信)推送掉线消息。(3)取水量监测通过共享接入XX市取水监测数据,汇总展示市级取水监测总量,并将实时取水总量与取水许可量进行对比,直观展示取水总量是否超许可,并对取水超许可、许可证过期等各类取水异常情况进行统计展示。(4)取水量分析建设分区、分流域、分行业、分类型等多字段分类查询、汇总、导出模块,动态查询自定义时段水量,实现可视化的水量同比和环比,直观展示水资源的去向,为水节约工作提供数据基础并助力判断节水方向。5 .取水日常管理包括取水计划的制定
16、审批、执行和监管,以及取水口的巡查、维护、检修等日常工作,确保取水活动的合法性和规范性。设定取水计划、取水设施验收模板,抓取数据一键生成年度取水计划、设施验收文本。(1)取水计划制定整合水源地水量、用水户历史用水、气象及区域水资源规划以及各区域用水需求计划等多源数据,运用算法分析水源水量变化和用水需求,依据分析结果,按照优先级(如居民生活用水优先)和约束条件生成多个取水计划草案,明确各取水口不同时段的取水水量与时间安排。支持人工调整优化,系统实时计算调整影响并提示风险。支持一键生成取水计划和年中计划并支持手动修改。(2)取水计划审批设定多环节(基层初审、专业复核、上级终审等)及各环节职责与时
17、间限制,系统自动推送计划至审批人,多种方式提醒处理审批;审批人员可在系统查看计划详情并在线批注、填写意见(批准/否决/修改建议),所有操作记录自动保存形成完整审批档案;实时跟踪审批进度,以图表展示各环节时间节点与状态。(3)取水计划执行计划审批通过后自动下达取水指令至相关单位与人员,以电子文档或短信告知详细信息并要求确认。(4)取水设施的验收和取水口维护根据前期审批内容一键生成验收文本o综合展示取水口取水量和取水口运行状态,支持进行取水口巡查计划的制定、展示与查询,提供巡查情况上报和巡查记录统计。6 .水资源统计建立企业、取水证、计量点三级联系并分级统计、分析、动态展示,对各取水口的取水数据进
18、行统计、分析和报告,并生成取水报告,包括年度、月度、逐日的取水总量等,为水资源管理和决策提供依据。(三)水调度构建XX市水资源调配全景一张图,对水源地、取水口、水厂、输水线路、用水单元进行管理与仿真模拟,通过水资源态势分析、风险预警、水量调度、应急处置、日常管理等业务应用建设,赋能全市水资源管理与调配的业务开展。L态势分析按照XX市水资源配置格局,建立从水源至水厂到用户的供水概化关系图,一屏掌控全市水资源供给态势。包括以区县为单元的前期降水形势,以供水分区为单元的需水情况分析,水源地的中长期来水预报(径流预报)、蓄水形势分析(当前水位、当前库容或槽蓄量、保供天数、旱警水位、可供水量预报等),水
19、资源通道工程配水形势分析(当前供水量、累计供水量等),用水单元供水形势分析(水厂当前制水量、供水指标情况、供水受益人口等),重点水网工程安全运行状态等。(1)降水形势以区县为单元开展降水形势分析。结合气象预报数据以及实时监测数据,对区县的实时及预报雨情进行展示。实现对近期不同时段的累计降雨、降雨量等值线面等进行展示,展示的要素包含点雨量与面雨量。实现对未来不同时段的累计预报降雨、降雨量等值线面等进行展示,展示的要素包含点雨量与面雨量。支持对预报雨情以及实时水情信息统计分析,结合地图展示雨情信息。(2)需水情况分析以供水分区为单元开展需水情况分析。需水情况分析包括对当前需水情况的统计趋势分析和未
20、来需水的趋势预测。通过柱状图展示当前不同供水分区近几天内用水量变化情况实现对当前需水情况的统计分析。未来需水趋势预测是基于不同供水分区内各类用户的用水数据、社会经济信息及水资源状况,构建需水预测模型以评估未来需水趋势。(3)中长期来水预报对XX市内9个县级以上水源地包括XX江XX水源地、XX溪XX水源地、XX水库水源地、XX水库水源地、XX水源地、XX水源地、XX水源地、XX水源地、XX水源地开展中长期来水预报。根据历史来水数据,采用时间序列分析法、多元回归分析法、神经网络法等方法,对9个县级以上水源地进行来水量预报,包括年来水量预报和月来水量预报,建立中长期来水预报模型。(4)蓄水形势分析用
21、图和列表的形式展示9个县级以上水源地当前水位,展示XX水库水源地和XX水库水源地水库型水源地的当前库容,展示7个河道型水源地的当前槽蓄量。统计9个水源地的当前保供天数。当水源地当前水位达到旱警水位时,发出旱警提示。同时基于来水预报对水源地未来可供水量进行预报分析和展示。(5)配水形势分析对X北水资源配置通道进行配水形势分析,重点对XX湖配水工程开展当前供水量和累计供水量数据展示分析,后期将规划建设的XX江南岸水资源配置通道工程和分水江流域配水工程数据进行接入,实现三条配水通道的供水量对比分析展现。(6)用水单元供水形势分析用水单元供水形势分析重点展示指标包括水厂当前制水量、供水指标情况、供水受
22、益人口等。水厂的制水量是衡量其供水能力的重要指标,通过展示28个城市水厂当前制水量信息,以及水厂的供水指标情况包括水压稳定性、供水普及率和各水厂对应的供水对象名称和供水受益人口,确保稳定的水厂制水量以满足日益增长的用水需求。(7)工程安全运行状态对重点水网工程开展安全运行状态监测分析。通过整合集成重点水网工程的安全监测数据,对重点水网工程的在线状态和安全进行实时监控,能及时发现异常数据并进行报警,主要包括工程的测点管理、数据管理、统计分析、监测预警、设备健康评价和故障诊断等。2 .风险预警构建旱情、供水等监测预警指标体系,从时间、空间、业务等多维度进行综合信息展示,实时监测并实时预警。包括旱情
23、预警(监测前期降雨、实时水位、摘情等,调用需水模型、中长期降水预报模型、水量平衡模型等进行分析研判),供水预警(设置供水警戒水位、库容或流量,提前预判可能的供水短缺风险)等。(1)旱情预警旱情预警通过实时监测前期降雨、实时水位及土壤摘情,并运用需水模型、中长期降水预报模型及水量平衡模型等模型,评估未来干旱风险,为及时制定并实施有效的抗旱措施提供科学依据,确保水资源的安全与可持续利用。(2)供水预警供水预警模块通过科学设定供水警戒水位、库容阈值或流量标准,构建供水预警防线,通过持续监测并实时分析水源地的当前水位、库容及流量,通过设置供水警戒水位、库容或流量,当监测数据显示当前水位、库容或流量逐渐
24、接近或即将低于预设的供水警戒线时,供水预警模块将立即触发预警机制,通过自动化信息系统向相关部门和责任人发送预警提醒,提前预判可能的供水短缺风险。3 .水量调度根据XX市水资源配置格局,统筹不同水源、不同区域(流域)、不同用水对象,考虑需求变化和来水变化,构建水网工程体系多目标联合调度应用,充分考虑水生态保护等综合利用需求,调用模型算法和历史场景知识等进行多方案预演,生成年、月、旬、日水量调度计划及工程调度方案,为水网联合调度决策提供支持。包括来水预报、可供水量、需水预测、用水计划、调度预演、调度指令、计划执行、调水效果评价等子模块。对于水源为电网骨干水库的通道,统筹发电与供水按需建设联合调度业
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