摘要：今年以来，数字孪生技术在水利领域的应用步伐明显加快。水利部明确提出，要促进数字孪生工程与数字孪生流域、数字孪生水网的互联互通与信息共享，目标是到2027年初步建成运行管理智能应用体系。

水坝安全监测已悄然进入数字孪生时代，科技正让传统水利管理变得智慧而高效。

今年以来，数字孪生技术在水利领域的应用步伐明显加快。水利部明确提出，要促进数字孪生工程与数字孪生流域、数字孪生水网的互联互通与信息共享，目标是到2027年初步建成运行管理智能应用体系。

这项技术通过大数据、云计算、人工智能等最新信息技术与水利业务的深度融合，将真实的江河湖泊、水利工程实时映射到数字世界。

水坝作为重要的水利工程设施，在防洪、发电、灌溉等方面发挥着重要作用。由于其结构复杂性和环境多样性，水坝安全运行面临诸多挑战。

传统的水坝安全监测主要包括结构安全监测、渗流监测、水质监测和环境监测等。监测方法则采用传感器监测、图像监测、声波监测等多种技术手段相结合。

过去，监测主要依靠人工巡检和简单的仪器测量。工作人员需要定期上山进行监测，将测量仪器放置在固定点测量、记录数据。这种方式耗时费力且存在滞后性。

随着科技发展，自动化监测逐渐成为主流。通过安装多种仪器设备，并设定监测参数和时间，实现对大坝的定期监测和采集数据。

数字孪生水坝技术创建了与实际水坝完全对应的虚拟模型。这项技术利用BIM软件进行三维建模，一般先建立项目的轴网和标高，然后利用软件自带的样板文件和族文件建立三维模型。

由于水工建筑物的结构特殊，无法直接使用常规样板文件。技术人员利用二维的CAD图纸，对大坝的不同部分通过放样、拉伸、融合、旋转等操作，分别绘制三维模型，再通过轴网和标高进行整合，形成整体三维模型。

为了更好地实现安全监测功能，技术人员会在水坝三维模型中放置监测仪器的等比例三维模型，直观体现仪器的类型以及布设位置。

每个监测仪器模型在建立时，都拥有不同且唯一的ElementID，确保模型的精确性和可管理性。

数字孪生技术实现了水坝安全监测的“零时差”。通过布置各种传感器（如渗压计、水位计、雨量计、GNSS接收机等），系统能够实时采集大坝的各项安全数据特征。

这些数据通过5G/4G/3G无线数据网络传输到云平台。传输设备如水利遥测终端支持多种通信方式，包括GPRS/4G无线蜂窝网络、短信、RS232/RS485，还可选NB-IOT、北斗等通信方式。

云平台负责数据存储、计算、分析与监控，发现异常数据立即告警。平台还能远程控制设备，实现真正的智能化管理。

数字孪生系统具备预报、预警、预演、预案四大功能。它不仅反映当前状态，还能预测未来趋势，模拟不同情况下的水坝行为，为决策提供科学依据。

在近期落下帷幕的2025年服贸会上，数智水务展区成为科技成果聚集的“重镇”，展示了多项水利新技术和智能装备实物。

我国已基本形成涵盖31颗遥感卫星、100余部测雨雷达、4800余架无人机、13.3万处地面水文报汛站、30多万处工程安全监测点的“天空地水工一体化监测感知体系”。

在浙江宁波，输入100天供水需求，数字孪生系统就能自动优化水库、水厂调配方案，甚至规划备用水源启用。新疆通过建设监测点、搭建智慧管理平台等举措，使大河沿子灌区实现了水资源精准调配。

7月3日晚到4日凌晨，四川省绵阳市北川羌族自治县大雨滂沱。水利测雨雷达实时传输“云中雨”信息，有效研判山洪泥石流灾害风险，成功实现1155户2636人转移避险。

数字孪生水坝技术的发展方兴未艾。水利部信息中心负责人表示，要推进数字孪生水利体系建设在运用中完善、在实战中升级，不断适应并满足新形势下的水利治理管理需求。

今年6月，中办、国办印发《关于全面推进江河保护治理的意见》，提出以数字孪生流域为重点，系统谋划推进数字孪生水利体系建设。

越来越多的科技企业正在投身这一领域。以凡拓数创等为代表的技术企业，正在通过自研软硬件一体化的产品体系，助力实现全天候无接触监测，实时监测城市易涝点、隧道积水、下穿通道积水等各场景。

这些技术成果不仅服务于水坝安全，更为整个城市的水务管理提供了数字化解决方案。

数字孪生技术让水利管理迎来了智慧革命。在技术的驱动下，水利管理正变得更精准、更高效、更智能。

来源：小岳科技每日一讲