Page 102 - 水利学报2021年第52卷第11期

环通量和人类环境卫生需求而产生的循环环节，也成为构建健康良性社会水循环的关键；排水系统
是社会水循环的“汇”及与自然水循环的联结节点。
5.2 决策过程 以水资源管理与调配为例，决策过程主要分为情报分析、模拟评价、诊断预警、预

测预报、配置调度、远程控制和评估反馈 ［33］ 。
情报分析。通过物联感知、互联网采集、资料数字化等方式，获取流域和区域的水情、水质、
工情、供水、用水、排水、社会经济、灾情等有价值的水资源信息，并对收集的情报信息进行整理
与统计分析。
模拟评价。利用“自然-社会”二元水循环模型，在时段初对上一时段的水资源数量、质量及其时
空分布特征，以及水资源开发利用状况等进行动态分析和评价。
诊断预警。通过分析和制定水资源预警（报警）指标及等级，研究和确定水资源预警（报警）等级
划分标准、审批权限、发布范围与对象。根据实时监测数据和模拟评价结果，计算预警（报警）指标
值，诊断水资源及其开发利用形势和存在的问题等。
预测预报。主要包括来水预报和需水预测，来水预报又分为水量预报和水质预报。水量预报包
括地表水资源量预报和地下水资源量预报，地表水资源量预报既可细分为当地水和外来水（包括引调
水）预报，又可分为汛期径流预报和枯季（非汛期）径流预报。需水预测分为工业、农业、生活和生态
环境需水量预测。
配置调度。利用水资源模拟评价和预测预报结果等，通过水资源配置模型计算，结合领域专家
或决策者等积累的知识、经验和偏好，分水协议、水价政策的经济调节作用等进行综合分析，提出
水资源配置方案。通过制定的年度内水资源配置方案，确定水资源优化调度的规则和依据；根据各
时段水资源的丰枯情况和污染态势，通过建立水资源优化调度模型，确定水资源调度方案。
远程控制。控制可分为手工控制、半自动控制和自动控制等，主要是对重要的取水口、开采机
井、引水闸门等的控制。
评估反馈。为了不断改进和完善系统的各项功能，需要对系统的重点功能进行评估反馈。主要
内容包括：针对水资源配置、调度方案的合理性、实施效果以及预报方案的准确性、控制情况等进
行评估，重点分析导致配置、调度方案不合理和效益不好、预报不准确的原因等。

6 技术维度：赋能体系与核心技术

6.1 赋能体系 智慧水利的数字赋能体系是以自然水系、水利工程和管理部门为对象，建设自然水

［34］
系数字体（简称“数字体”）、水利工程智能体（简称“智能体”）和业务管理智慧体（简称“智慧体”） ，
这也是智慧水利最终呈现的形态，它们的协同互动来实现智慧水利的目标，如图 3 所示。
自然水系数字体。它是“把自然水系装进电脑”，旨在对自然水系要素的水量、水质状态进行全
面感知，对自然水系要素的物理实体对象及其信息支撑设施的有机融合，通过水利云计算基础设施
和水利专业模型对自然水系要素的现状进行评价、问题进行诊断、未来进行预测，实现自然水系要
素过去、现在、未来状态的精细刻画，为水系自然要素的开发利用、节约保护提供可靠的数据支
撑。水系数字体的成果具体包括数字河流、数字湖泊、数字湿地、数字地下水、数字流域等方面。
水利工程智能体。它是“把水利工程装进电脑”，旨在对水利工程的物理对象及其信息支撑设施
的有机融合，通过水利立体感知、云计算等信息化基础设施，对水利工程过去、现在、未来状态进
行精细刻画，实现水利工程全生命期的智能感知、智能仿真、智能诊断、智能评价、智能预测和智
能控制。水利工程智能体还要通过智能控制基础设施实现水利工程的远程自动控制、执行智慧管理
体的决策与控制指令。水利工程智能体的最终目标是实现水利工程前期策划、规划设计、施工建
设、运行管理全生命周期的智能感知、智能仿真、智能诊断、智能评价、智能预测和智能控制。工
程智能体具体包括：智能大坝、智能水库、智能水电站、智能闸站、智能泵站、智能渠道、智能管
道、智能堤防、智能分/蓄/滞洪区等方面。

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