水利部辦公廳關于加強重大水利工程數(shù)字孿生項目設計的通知

辦規(guī)計[2022]323號

各省、自治區(qū)、直轄市水利（水務）廳（局），各計劃單列市水利（水務）局，新疆生產(chǎn)建設兵團水利局：

為深入貫徹落實水利部黨組關于推進新階段水利高質量發(fā)展的重要部署，加強重大水利工程中的數(shù)字孿生項目設計工作，提高設計質量和水平，有關要求通知如下：

（一）新建水利工程可行性研究、初步設計階段工程應按照《水利水電工程可行性研究報告編制規(guī)程》《水利水電工程初步設計報告編制規(guī)程》《數(shù)字孿生流域建設技術大綱（試行）》《數(shù)字孿生水網(wǎng)建設技術導則（試行）》《數(shù)字孿生水利工程建設技術導則（試行）》的適用范圍和技術要求，同步開展數(shù)字孿生工程設計。

具體項目包括：1.大型及重要中型水庫樞紐工程應按照數(shù)字孿生技術路線建設工程信息系統(tǒng)。重要的中型水庫樞紐工程主要包括承擔防洪及供水任務的中型水庫工程、在工程所在流域中發(fā)揮其他重要調控作用的中型水庫。2.大型和重要中型引調水工程應按照數(shù)字孿生技術路線建設工程信息系統(tǒng)。重要的中型引調水工程主要包括承擔城鎮(zhèn)或工業(yè)供水任務的調水工程。3.大型水閘及其附屬通航建筑物應按照數(shù)字孿生技術路線建設工程信息系統(tǒng)。參與河湖數(shù)字孿生流域或蓄滯洪區(qū)調度仿真分析的中型水閘，應納入數(shù)字孿生流域建設。4.大型及重要中型泵站工程應按照數(shù)字孿生技術路線建設工程信息系統(tǒng)。重要的中型泵站工程主要包括長期運行的供水泵站、河湖沿岸重要的排澇泵站、蓄滯洪區(qū)主要的排澇泵站等。5.大型灌區(qū)的輸配水工程部分參照調水工程的適用標準開展數(shù)字孿生工程建設。6、江河湖泊治理工程應以河湖流域為單元建設河流、湖泊綜合信息管理系統(tǒng)。大江大河大湖及主要支流、重點流域已開展數(shù)字孿生流域建設的，流域內的河湖堤防治理工程應為所在流域的數(shù)字孿生平臺提供數(shù)據(jù)支撐。河湖堤防治理工程范圍涉及整個流域時，應按照數(shù)字孿生技術路線建設流域信息系統(tǒng)。7、蓄（滯）洪區(qū)建設工程應按照數(shù)字孿生技術路線建設工程信息系統(tǒng)，并與所在流域的數(shù)字孿生平臺相銜接。（二）數(shù)字孿生水利工程設計應結合工程類型、任務和規(guī)模等，合理確定建設定位，緊密圍繞防洪興利、水資源調配、工程安全等核心業(yè)務開展。數(shù)字孿生水利工程設計應注重系統(tǒng)的安全性和易維護性，便于系統(tǒng)安全運維和應用功能的迭代升級。（三）數(shù)字孿生水利工程中涉及國家秘密的，應嚴格按照保密有關規(guī)定進行處理。

（四）數(shù)據(jù)底板設計。應充分接入工程各類監(jiān)測數(shù)據(jù)、業(yè)務管理數(shù)據(jù)和工程必要的外部共享數(shù)據(jù)，在充分利用行業(yè)共享資源和工程勘測資料的基礎上，合理確定用于工程三維仿真分析的地理空間模型、建筑信息模型和工程實景模型的建設范圍和精度。1．建筑信息模型（BIM）。（1）工程區(qū)地質構造和地層結構、主體工程建筑物、安全監(jiān)測設施設備、機電輔助設備及一般金屬結構設施設備，BIM模型精細度等級不低于 LOD2.0。（2）影響主體工程安全的壩區(qū)地質構造和地層結構，威脅人員和建筑物安全的邊坡或滑坡體，水庫泄水建筑物主要結構，水輪發(fā)電機組、水泵電動機組、變壓器、機組進水閥等主要機電設備，攔污柵、閘門等主要金屬結構，BIM模型精細度等級不低于LOD3.0。（3）不參與空間分析及三維仿真分析的工程附屬建筑物、建筑物附屬結構、防護邊坡、廠區(qū)、景觀等，可以適當精度的三維實景模型替代BIM模型。2．三維地理空間模型。（1）對工程的管理范圍和工程影響范圍，應創(chuàng)建對應 L3 級的數(shù)字正射影像、數(shù)字高程模型和水下地形。樞紐工程影響范圍一般指工程到防洪保護對象之間的河段；當下游緊鄰水庫工程時，下游影響范圍為工程到下游水庫庫尾之間河段。大型樞紐工程下游影響范圍特別大的，可在滿足分析計算精度要求的前提下適當降低建模精度。（2）水下地形精度應滿足水動力模型分析和泥沙淤積分析計算需求。蓄滯洪區(qū)內長期有水的湖泊、河道可不建設水下地形模型。（3）地下工程對應的地表三維空間模型可采用共享（免費）資源。3．三維實景模型。（1）地面建筑物、廠區(qū)等可通過傾斜攝影、激光點云等方式建立實景模型，與三維地理空間模型進行平滑拼接。（2）河道和湖泊的堤防、長距離渠道和管道等采用BIM建模，不宜建設三維實景模型。

（六）監(jiān)測感知與數(shù)據(jù)共享。1．應運用成熟、先進、可靠、高效的監(jiān)測感知手段，對雨水情、河湖水系、工程建筑物、機電及金屬結構設備、信息設備以及關系工程運行安全的外部環(huán)境進行全面監(jiān)測。強化水雨情監(jiān)測、工程安全監(jiān)測和機電設備在線監(jiān)測的全面性，各類監(jiān)測項目、監(jiān)測頻次和監(jiān)測精度應滿足數(shù)字孿生工程模擬仿真的技術要求。2．數(shù)據(jù)采集交換與共享設計應滿足以下要求：（1）行業(yè)監(jiān)管相關的各類監(jiān)測設計報告中附共享數(shù)據(jù)清單、共享方式和更新頻次等信息。數(shù)據(jù)，除涉及國家秘密和安全的，均應上傳至上級業(yè)務管理系統(tǒng)。設計報告中附共享數(shù)據(jù)清單、共享方式和更新頻次等信息。（2）應采用開放體系結構，便于系統(tǒng)或平臺之間的數(shù)據(jù)交換和交互操作。所需數(shù)據(jù)宜優(yōu)先采用與流域、區(qū)域等外部系統(tǒng)交換方式獲取。（3）合理可利用傳感、定位、視頻、遙感等技術，提升對自然對象、水利工程對象以及水利工程管理活動的感知能力，設計中應明確監(jiān)測項目、技術方案和技術指標、布設原則和具體點位等。（4）利用信息技術實現(xiàn)對工程關鍵建筑物、關鍵施工工法的質量控制和監(jiān)督管理，施工過程數(shù)據(jù)應按照電子檔案管理。（5）涉及地下洞室施工的工程，可采用物聯(lián)網(wǎng)等技術提升對施工人員和施工設備的安全作業(yè)管控能力，實時對地下洞室施工環(huán)境進行視頻監(jiān)視和安全監(jiān)測。（6）視工程建設管理需要，設置雨水情自動監(jiān)測及預報預警功能，以及建筑物、重要堆渣場的安全自動監(jiān)測預警功能。監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄 應平順銜接到工程運行維護階段。（7）充分利用工程自動化監(jiān)控系統(tǒng)，對設備運行狀態(tài)進行全面、實時采集。（8）跨越省界或流域范圍的工程，采集的水位、流量、雨量、氣象、墑情、水質、含沙量等水利基礎數(shù)據(jù)應通過工程信息系統(tǒng)同步交換到所屬省、流域的水利云中心。

（八）重點突出數(shù)字孿生技術在防洪興利調度、工程安全管理、生產(chǎn)運營、巡查管護、綜合決策支持等方面的應用，并將預報、預警、預演、預案功能有機融入各項業(yè)務系統(tǒng)中，為工程調度運用提供智能化服務，為流域以及水網(wǎng)工程的聯(lián)合調度決策提供技術支撐。

（九）應用系統(tǒng)設計。1．水資源調度決策類應用應具備包含節(jié)水、降耗、生態(tài)流量保障等約束條件的優(yōu)化計算功能。2．工程運行監(jiān)測類應用宜具備工程運行狀態(tài)在線安全評估和預警功能。3．工程視頻監(jiān)視系統(tǒng)宜與工程主要設備的操作、故障報警、火災報警、安防系統(tǒng)等實現(xiàn)聯(lián)動。4．經(jīng)分析確有必要時，應對工程中旋轉、振動的重要機電設備進行振動監(jiān)測和振動模式識別，監(jiān)測對象包括（但不限于）水輪機、發(fā)電機、水泵、電動機、大口徑調流閥等。

（十）“四預”功能應用。1．工程建設期和運行期應用系統(tǒng)應根據(jù)實際需求，融入預報、預 警、預演、預案功能。2．應對影響工程建設質量、進度、安全、環(huán)境的關鍵變量進行預報和預警?？蓪﹃P鍵施工方案進行優(yōu)化仿真分析，優(yōu)化約束條件宜包括施工質量最優(yōu)、施工用時最短、施工費用最省、施工能耗最低等。3．對入庫徑流、河庫關鍵斷面水位、流量過程等進行預報，多泥沙河流宜對入庫泥沙及淤積情況進行預報；有冰凌風險的水庫工程宜結合危害程度開展凌汛預報。4．對工程主要建筑物、關鍵機電設備運行狀態(tài)、威脅人員和工程安全的地質災害等進行安全預警；河湖、水庫工程應對水位、流量進行預警；承擔城鎮(zhèn)供水任務的工程還應對供水水質進行預警；承擔防洪、行蓄洪任務的工程還應考慮對工程運用時淹沒范圍內的人員進行預警。5．宜根據(jù)工程管理需求，考慮對洪水過程、工程調度方案、淹沒范圍等進行三維數(shù)字空間下的全過程預演。6．宜通過多種工況下的預演，分析建立工程應急搶險、工程應急調度等預案，并具備預案關聯(lián)推送等功能。

（十一）應強化信息化設施設備在運維階段的技術和管理保障措施要求，配置運維工具，并協(xié)同工程管理設計，設置網(wǎng)絡和信息化管理相關機構和崗位、配備相應人員、合理安排實體環(huán)境建設。

（十二）應與數(shù)字孿生流域、數(shù)字孿生水網(wǎng)充分協(xié)調，重點針對監(jiān)測感知、數(shù)據(jù)底板、水利模型、水利知識開展共建共享，避免重復建設。

（十三）應滿足行業(yè)監(jiān)管的信息共享要求，同時結合水利工程建設任務和工程自身特點，為所在流域的數(shù)字孿生平臺提供必要的數(shù)據(jù)和模型算法服務。

各級水行政主管部門要嚴格重大水利工程數(shù)字孿生項目設計，強化編制單位資質和信用管理。技術審查單位要充實數(shù)字孿生技術力量，加強先進技術的學習和應用，嚴格按照相關技術標準和規(guī)范性文件，做好數(shù)字孿生項目技術審查工作。對于數(shù)字孿生內容不符合本通知要求的項目，不安排技術審查；對達不到設計深度和質量要求的項目，及時提出修改要求和完成時限。