《数字灌区建设技术导则》

数字灌区建设技术导则范围 本文件规定了数字孪生灌区建设的术语和定义、缩略语、总则、建设要求，并规定了建设内容、安全要求和运行维护要求。本文件适用于指导大中型灌区信息化建设。规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB3838地表水环境质量标准GB50395视频安防监控系统工程设计规范GB5084农田灌溉水质标准GB51171通信线路工程验收规范GB/T20203管道输水灌溉工程技术规范GB/T21303灌溉渠道系统量水规范GB/T22239信息安全技术网络安全等级保护基本要求GB/T28418土壤水分（墒情）监测仪器基本技术条件GB/T28570水轮发电机组状态在线监测系统技术导则GB/T33113水资源管理信息对象代码编制规范GB/T37391可编程序控制器的成套控制设备规范SL21降水量观测规范要求SL323实时雨水情数据库表结构与标识符SL324基础水文数据库表结构及标识符标准SL330水情信息编码标准SL364土壤墒情监测规范SL380水资源监控管理数据库表结构及标识符标准SL385水文数据GIS分类编码标准SL515水利视频监视系统技术规范SL551土石坝安全监测技术规范SL566水利水电工程水文自动测报系统设计规范SL577实时工情数据库表结构及标识符SL601混凝土坝安全监测技术规范SL651水文监测数据通信规约SL75水闸技术管理规程SL715水利信息系统运行维护规范SL725水利水电工程安全监测技术规范SL766大坝安全监测系统鉴定技术规范SL768水闸安全监测技术规范SL/T213水利对象分类与编码总则SL/T427水资源监测数据传输规约SL/T783水利数据交换规约SL/T803水利网络安全保护技术规范SL/T809水利对象基础数据库表结构及标识符JB/T8735.2额定电压450/750V及以下橡皮绝缘软线和软电缆第2部分：通用橡套软电缆DB34/T3754-2020政务服务互联网用户统一认证规范SZY206水资源监测数据传输规约术语和定义下列术语和定义适用于本文件。数字孪生灌区Digitaltwinirrigationdistrict以物理灌区为单元、时空数据为底座、数学模型为核心、水利知识为驱动，对物理灌区全要素和建设运行全过程进行数字映射、智能模拟、前瞻预演，与物理灌区同步仿真运行、虚实交互、迭代优化，实现对物理灌区的实时监控、发现问题、优化调度的新型基础设施。感知体系Perceptionsystem采用卫星遥感、无人机以及地面监测设备等手段对水情、工情、墒情、气象等信息进行采集、传输，为灌区提供基础信息服务。控制体系Controlsystem利用计算机、物联网、互联网等技术对灌区闸门、泵站、机井、阀门等灌溉控制设备设施以及视频/图像摄像机、预警广播机等音视频设备进行现地/远程控制。支撑体系Supportsystem机房、通信、网络设备设施等支撑保障设施以及GIS平台、数据服务平台、统一认证、信息安全等支撑服务平台。数字孪生平台Digitaltwinplatform以基础数据、监测数据、业务管理数据、地理空间数据和外部共享数据等数据底板为算据，联结各种智能终端，以AI为驱动，通过以水利专业模型、智能识别模型、可视化模型组成的模型库和以多年运行管理经验凝练成的专家经验和业务规则等知识库提供算法，融合大数据、物联网、视频、地理信息等多种ICT技术，为灌区运行监测和“四预”（预报、预警、预演、预案）提供孪生数据服务、孪生应用服务和孪生集成服务的平台。业务应用平台Applicationplatform基于现代计算机、互联网、云计算、大数据、GIS、模型算法等新兴技术，依托感知体系和数字孪生平台，搭建的灌区业务全覆盖的数字化应用服务平台。缩略语以下缩略语适用于本文件。ADCP声学多普勒流速剖面仪（AcousticDopplerCurrentProfilers）AI人工智能（ArtificialIntelligence）APP移动端应用程序（Application）DEM数字高程模型（DigitalElevationModel）DOM数字正射影像（DigitalOrthophotoMap）DSM数字表面模型（DigitalSurfaceModel）GIS地理信息系统(Geographyinformationsystems)ICT信息与通信技术（InformationandCommunicationsTechnology）PLC可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）RTU远程终端单元（RemoteTerminalUnit）SDK载件开发包（SoftwareDevelopmentKit)TDOM真正射影像（TrueDigitalOrthoMap）UPS不间断电源（UninterruptedPowerSupply）VPN虚拟专用网络（VirtualPrivateNetwork）总则数字孪生灌区建设应遵循以下原则：需求牵引、应用至上。应结合灌区管理实际，因地制宜开展基础设施和平台体系建设，强化业务应用。统筹谋划、分步实施。应结合灌区实际，谋划顶层设计，明确建设目标和建设内容，急用先建、分步实施。整合共享、集约建设。应整合已建、统筹在建、规范新建，避免重复建设，充分共享共用。融合创新、先进实用。应围绕灌区业务和功能需求与新一代信息技术融合创新，赋能灌区水资源配置、供用水调度、水旱灾害防御等主要业务。整体防护、安全可靠。按照相关法律法规和标准规范要求，构建安全可靠的网络安全体系，保障网络等基础设施、数据和信息系统的安全，应优先采用自主可控软硬件。数字孪生灌区建设应包括前期规划设计、建设、管理及运行维护等多个方面，除应符合本文件外，还应符合国家、行业、地方现行相关标准的规定。建设内容总体框架数字孪生灌区建设内容主要包括立体感知体系、自动控制体系、数字孪生平台、业务应用平台、支撑体系等。数字孪生灌区总体框架见图1。图1数字孪生灌区建设总体框架图立体感知体系一般要求应在已建量测设施基础上，根据实际需求，增设水情、工情、农情、气象以及影像等各类感知设施设备。可根据实际需求，采用卫星遥感、无人机以及数据融合技术，开展农情、水情等信息监测。对同一类监测参数，应综合考虑测量范围、使用条件、安装条件、测量精度要求、价格及使用寿命等合理选用监测仪器。应具备野外信息采集设备设施的安全防护措施。监测仪器使用中均应按照仪器使用要求与相关规定进行定期率定。监测信息宜采用自动采集传输方式获取。水情感知水位水位监测应满足以下规定：水位感知位置和仪器的选取除应符合以下要求外，同时应符合GB/T21303的规定：渠道水位为规定基准面以上的水面高度。水位测量点应选在渠道顺直、断面稳固、渠底无淤积的渠段。水尺刻度应清晰易读，最小刻度值可取0.005m。水面波动较大渠道宜在渠旁设置静水井测量水位。仪表测量水位应具有消除波浪影响的功能。根据用水管理实际要求，应在主要取（引）水口、配水口、分水口、排（退）水口、管理分界点，特定用水户等用水计量断面设置量水监测点。采用地下水灌溉的，宜对机井水位进行监测。水位测量方法分为接触式和非接触式。接触式测量可选择浮子式水位计、压力水位计、电子水尺、磁致伸缩水位计等。非接触式测量可选择超声波水位计、雷达水位计、激光水位计等。流量流量监测应满足以下规定：流量监测除应符合以下要求外，同时应符合GB/T21303中流量测量的规定：测流断面应满足下列条件：测流渠段平直、水流均匀；测流渠段纵横断面比较规则﹑稳定；测流断面与水流方向垂直；测流断面附近不应有影响水流的建筑物﹑树木或杂草等,测流断面在建筑物下游时,不受建筑物泄流的影响；在不规则的土渠测流时,应将测流渠段衬砌成规则的标准段。采用流速仪测流时，测流断面内测点流速不应超出流速仪的测速量程；测流断面水位平稳，一次测流的起止时间内水位涨落差不大于平均水深的2%；垂线处水深不小于用一点法测速的必要深度；水中漂浮物不影响流速仪正常运转；流量计算宜采用流速面积法和水位流量关系法。流速面积法可选择的仪器有时差法超声波流量计、多普勒超声波流量计和流速仪。水位流量关系法可采用标准断面法、建筑物测流、量水槽测流、量水堰测流。对超宽断面（20m以上）渠道，应根据技术经济比较，可使用缆道式测流、桁架式测流、轨道式测走流、走航式ADCP测流等。机电井测流，宜采用带有远传功能的电子水表、电磁流量计和超声波流量计。流量计算方法应符合GB/T21303的规定。水质水质感知应满足以下规定：灌溉水质应符合GB5084中基本控制项目（必测项目）限值的规定，选择控制项目由地方生态环境主管部门会同农业农村、水利等主管部门根据农田灌溉用水类型和作物种类要求选择执行。有生活供水的灌区，生活水质宜符合GB3838中关于Ⅲ类及以上水质项目标准限值的规定。根据灌区管理需求，可在取（引）水口、地下水取水口、排（退）水口、用水管理分界点等开展水质监测。工情感知应覆盖水源工程，取（引）水工程，泵站工程，输配水渠（管）道、田间灌溉渠系、排（退）水沟（渠）及其建筑物等。工程运行信息应监测闸（阀）门开度、荷载、过流量、启闭时间，泵站运行工况、流量、实时负荷、启停时间，管道压力等。闸门开度可采用闸位计进行采集，设备选择应符合GB/T9359的规定：闸位计表面应光洁,涂镀层应牢固、均匀,不应有锈蚀、剥落等损伤，室外工作环境温度为-10℃～50℃，工作环境相对湿度不大于95%(40℃凝露)；室内工作环境温度为-10℃～45℃，工作环境相对湿度不大于93%(40℃时)；回差应小于闸位计最大允许误差。泵站运行工况应对机组的振动、摆度、轴向位移、压力脉动、空气间隙、磁通密度、局部放电等运行状态进行实时监测，测点布置、传感器选择和数据采集等应符合GB/T28570的规定。管道水流压力可采用压力传感器监测，压力值应符合GB/T20203的规定，正常运用时管顶内水压不宜小于2m，局部不应出现负值。工程安全信息应监测水库大坝、渠道及渠系建筑物（重点监测高边坡、高填方段）、堤防工程等的变形、渗流、应力应变等。监测点位、布置、频次等应符合SL551、SL601、SL725、SL766、SL768等的规定。可采用仪器设备监测、视频监视、无人机巡航、人工巡查等方式进行工程安全数据采集。农情感知农情信息宜包括种植结构、作物需耗水、灌溉面积、土壤墒情或田间水层、作物长势等。在充分共享相关部门农情信息的基础上，可补充布设农情信息监测点。土壤墒情监测仪器基本技术条件除应符合以下要求外，同时应符合GB/T28418的规定：能直接测量土壤含水量;便于设定参数的修改和置入；有数字或模拟量的标准接口；有显示或显示输出功能；同一型号传感器应具有良好的互换性。土壤墒情监测站配置除应满足以下要求外，同时应符合SL364的规定：按耕地地形(山区、丘陵区、平原区）分别确定单站控制的耕地面积；土壤墒情站应在灌区范围内均匀布设，每个灌溉用水单元宜至少布设一处；易旱地区、水资源短缺地区、粮食主产区、数字孪生重点片区等应增加监测站的数量；根据土壤质地、农作物种植结构和地形地貌等条件，并考虑站点的区域代表性，综合确定墒情站点的布设。稻田应配备水位传感器监测水层深度。根据灌区实际需求，可采用卫星遥感、无人机监测等方式开展农情信息监测。气象感知根据灌区管理需要，在充分共享相关部门气象信息的基础上，可布设气象站或雨量站。气象站主要监测降雨量、温度、相对湿度、大气压强、风向风速和太阳辐射等参数。气象站布设的位置、密度宜符合SL566的规定。降雨量观测宜采用自动观测仪器，应符合SL21的规定。视频感知根据管理需要，应在灌区管理单位调度中心及分中心、站院、水库大坝、渠首枢纽、渠系建筑物、重要渠段等处布设影像监控设备设施，主要监测水尺读数、AI识别、入侵、漂浮物等工情、水情、安全等信息。不同水利工程宜监测内容可参考表1。表1视频感知宜监测内容序号水利工程类别宜监测内容1水库大坝、溢（泄)洪道、泄洪闸、泄洪洞、水位尺等2闸站闸门、上(下)游水域及堤防、水位尺等3泵站拦污栅、水位尺、进水闸、进水池、主厂房、副厂房、出口防洪闸和出水池以及输变电设施等4堤防堤顶、路面及附近水域等5护坡水面、水位自记井（或其他水利建筑)、水位尺等6渠道渠道建筑物、水面、渠堤、水位自记井、水位尺等7分滞洪区分洪闸、行洪口门、爆破点等8重要测流断面水域、水位尺等视频图像监控应具有时钟同步功能。视频图像监控应具有时钟同步功能。视频监视系统必须具有开放性，设备的控制码、控制信令、视频压缩、编解码的具体算法或接口、可供二次开发的设备SDK软件包等应向用户开放，使相关联的系统能调用相应功能和数据。应符合GB50395、SL515的规定。影像采集宜采用球型、半球型或枪型摄像机，摄像机具体功能要求和适用范围见表2。表2摄像机功能要求和适用范围序号摄像机类型功能要求适用范围1球型应具备高清、云台旋转、红外夜视等功能水库、渠道、渠系建筑物、堤防等观测范围较大、距离较远的监测点位2半球型应具备高清、红外夜视等功能机房、控制中心、闸室等室内监测点位3枪型应具备高清、红外夜视等功能水闸、水位标尺等固定监测点位自动控制体系一般要求灌区自动控制体系宜涵盖取（引）水、输配水、排（退）水自动控制系统和田间自动灌溉控制系统。控制系统宜配置RTU和PLC，具备远程控制、现地控制、备份信息、数据自动上报等功能。应加强安全体系建设，配备安全网关、VPN设备，采用专线/互联网接入灌区调度中心。应采用安全可靠的网络传输方式，具备故障报警功能。闸门控制闸门自动控制宜包括闸门开度、闸前/后水位、闸门上/下限位、动力电压/电流、视频等监测设备。对启闭机老化或无自动启闭设备的闸门，应配置自动控制系统，安装水位、闸门开度、限位、视频等监测设备。对已配置PLC控制系统、具备现地自动启闭功能的闸门，应配备安全网关、VPN设备。各类水闸的控制运用要求可参照表3，同时应符合SL75的规定。表3各类水闸的控制运用要求序号水闸分类控制运用要求1节制闸①根据来水情况和用水需要，适时调节上游水位和下泄流量②出现洪水时及时泄洪；汛末适时拦蓄尾洪，增加蓄水量③多泥沙河道取水枢纽中的节制闸，兼顾取水和排沙要求2分洪闸①接到分洪顶备通知后，立即做好开闸前的准备工作②接到分洪指令后，按时开闻分洪，开闸前鸣笛报警或以其他方式通知上下游人员及船只撤离③分洪初期，严格按照实施细则的有关规定进行操作，并严密监视消能防冲设施的安全④分洪过程中，做好巡视检查和观测工作，随时向上级主管部门报告工倩、水情变化情况，根据指令及时调整水闸泄量3排水闸①控制适宜于生活、工农业和生态需求的闸上水位；多雨季节有暴雨天气预报时，适时预降内河水位;汛期充分利用外河水位回落时机排水②双向运用的排水闸，根据用水需要，适时引水③渠段或者渠系建筑物枢纽的退水闸、排冰闸，按工程设计设定的运行调度原则和水情、冰情实际情况实施退水、排冰4引水闸①多泥河道上的水闸，如闸上最高水位因河床淤积抬高，超过规定运用参数时，应停止使用，并采取必要的安全度汛措施②利用浑水灌溉的引水闸，充分利用沙峰时机，有计划地进行淤灌③当来水水质不能满足用水单位要求时，按上级部门指令减少引水流量直至停止引水④设有冲砂闸时，根据来水情况适时冲砂其他控制泵站控制系统应安装压力、温度、流量及泵站进、出水池水位和电气设备运行参数等监测设备。机井控制系统应配置井电双控系统，通过有线/无线方式，自动上报流量等监测数据，支持本地IC卡控制机井水泵启停等功能。阀门控制系统宜包括电动/电磁阀门、流量计、阀门控制器等，可采用有线/无线方式，采用有线/无线方式接入灌区调度中心，支持远程/现地控制阀门启闭。田间自动灌溉控制系统可根据系统下达的灌溉指令或事先设置的程序，实现田间灌溉和排水的水泵、水闸、阀门等的自动控制。田间可编程序控制系统布置符合GB/T37391的规定。数字孪生平台一般要求宜根据灌区管理业务需求，开展数字孪生平台建设。在满足业务应用基础之上，针对重点工程、重点片区开展数字孪生功能体系建设。新建数字孪生平台应具备预报、预警、预案、预演功能。模型应具备仿真推演、实时交互能力，宜包括供水调度、灌溉进度、水旱灾害防御等重点场景，渠首枢纽、大型泵站、关键骨干渠系及关键建筑物等重点工程的工况、安全。数据底板一般要求数据底板应包括基础数据、监测数据、地理空间数据、多媒体数据、超文本数据、外部共享数据等。数据分类、数据存储、数据表示应遵循完整性、一致性、准确性、实用性原则。灌区信息对象编码、数据库表结构及标识符等应符合GB/T33113、SL323、SL324、SL330、SL380、SL385、SL577等的规定。重点片区宜建成L2级数据底板，重点工程宜建成L3级数据底板。数据分类基础数据应包括灌区行政区划、灌区边界、管理机构、水源、灌排系统等各类数据。地理空间数据应包括基础地图类数据、空间数据体。基础地图类数据包括灌区基础电子地图、各类专题地图、遥感图等。空间数据体包括地理场景和地理实体，地理场景包括DEM、DSM、DOM、TDOM、倾斜摄影三维模型、激光点云等；地理实体包括基础地理实体、部件三维模型以及其他实体等。监测数据应包括水情、工情、农情、气象等立体感知数据。影像数据应包括数字视频数据和数字音频数据等。文本数据应包括灌区各类档案、规章制度、业务规程、文件规定、通报简报等。外部共享数据指共享其他部门或行业数据。数据治理数据整合应支持Webservice、数据库、控件集成、接口协议集成等多种方式接入灌区已有数据，采用统一的数据格式。应对各类数据进行清洗、标准化和融合加工，设计建库原则、数据模型、入库方案、融合处理方案，建设灌区分类主题数据库。数据存储灌区基础数据、监测数据、地理空间等数据宜长期存储。视频监视系统应对实时视频信息进行连续存储，存储时间不小于7天，重点实时视频信息存储时间不小于15天，且具有历史图像调用回放功能。应符合SL515的规定。数据共享应满足灌区管理单位部门之间、灌区与上级主管部门之间的数据共享和交换。同构数据库之间宜采用数据库复制交换方式，异构数据库之间宜采用数据交换服务系统交换方式。数据交换与共享应符合SL/T783的规定。模型库一般要求应充分共享数字孪生流域和数字孪生水利工程专业模型。应根据灌区特性及灌区管理需求，针对性的开发灌区专题模型，可补充构建智能识别模型、可视化模型。灌区专题模型灌区专题模型宜包括来水预报、需水预测、水资源配置、输配水联合调度、田间灌排及水旱灾害防御等模型。来水预报模型宜包括蓄水工程汇水区降雨预报、产汇流预报、塘库蓄水动态变化等模型。需水预测模型宜包括作物需耗水、城乡供水、工业需水、生态需水等预测模型。水资源配置模型宜包括水源可供水量分析模型，灌溉、城乡供水、工业、生态用水多目标配置等模型。输配水联合调度模型宜包括输配水渠/管（沟）道水流过程模拟仿真、供水调度预案自动生成、闸（泵、阀）群联合调度等模型。田间灌排模型宜包括作物生长模型、土壤水动力学模型、地面灌溉水流推进、喷滴灌水分运移、田间产流、汇水排水等模型。水旱灾害防御模型宜包括灌区范围内暴雨预报模型、洪水预报模型、干旱预报模型，水污染、旱涝等应急调度模型。智能识别模型智能识别模型宜包括遥感识别、视频识别、音频识别等。遥感识别模型构建对象宜包括作物种植结构、耕地、灌溉面积、水体等。视频识别模型构建对象宜包括危险漂浮物、物体入侵、施工现场非安全操作、渠道沿线施工识别、水尺水位、险工险段崩塌、滑坡等。语音识别模型构建对象宜包括公众查询服务、举报投诉服务、意见反馈服务等。可视化模型可视化模型宜包括自然背景、流场动态、水利工程等，应满足仿真模拟、综合展示、业务管理等需要，可建立多细节层次模型。自然背景可视化模型构建对象宜包括地理场景（DEM，DOM等），地物实体（水系、植被、建筑、道路等），天气环境（晴、阴、雨、雪等）。水利工程可视化模型构建对象宜包括蓄水工程、取（引）水工程、灌区输配水、排水工程等。流场动态可视化模型构建对象宜包括水流运动、泥沙运动等。知识库应结合灌区供用水管理业务特点和知识需求，构建灌区预报方案、业务规则、水利对象关联关系、历史场景和调度方案等知识。预报方案知识宜包括来水预报、需水预测、暴雨预报、洪水预报、干旱预报等模型优选及参数集。业务规则知识宜包括水资源调配、灌溉制度拟定、水旱灾害防御、安全运行监控等业务的风险预警研判和调度规则。水利对象关联关系用于描述物理灌区中的水利工程和水利对象治理管理活动等实体、概念及其关系,宜包括空间关系、管理关系、水流关系等。历史场景知识宜涵盖水资源配置与供用水调度、水旱灾害防御、应急事件等历史场景，包括场景特征、处置过程及效果、处置经验等内容。调度方案知识宜结合灌区供用水调度相关制度、规程、手册及专家经验等知识来源，构建灌区多业务联合的调度处置预案、方案。应对调度方案的执行效果进行评价，根据评价结果进行调度方案知识的动态更新与融合。业务应用平台一般要求灌区业务应用平台宜包括基础业务应用和智能业务应用。基础业务应用应包括用水计量、配水调度、水费管理、工程管理及灌区一张图等。可结合灌区专题模型，融合气象及来水预报、流域及工程实时雨水情、工程运行、工程管理等信息，开展智能配水与调度、水旱灾害防御等关键业务的智能化应用，实现基于真实环境变化的及时更新。系统整合应在同一个功能服务架构和应用服务基础上，保持应用模块之间的关联性和独立性，满足数据服务体系和应用服务体系的要求。基础业务应用用水计量管理系统，应具有自动计算、汇总、统计、对比等功能。配水调度系统，应具有灌区来水分析、需水分析、水资源平衡分析、配水方案和调度方案制定等功能，支撑灌区用水计划、供水计划、配水计划、调度计划等管理。水费管理系统，应具有用水户水量购买和水费征收等功能。可根据需要拓展在线充值、手机APP充值、银行服务业务融合等功能。工程管理系统，应包括工程规划计划管理、工程建设管理、工程运行维护管理、视频监控管理和档案管理等功能。工程规划计划管理应包括工程规划、工程计划、工程统计等功能；工程建设管理应包括招标管理、合同管理、质量管理、资金管理、进度管理、验收管理等功能；工程运行维护管理应包括监测资料分析、巡视巡检管理、维护维修管理等功能；视频监控管理应具有在线监测、实时上传、影像存储、影像回放等功能；档案管理应具有档案资料的整理、查询、统计、分析等功能。灌区一张图管理系统，应具有基于二、三维电子地图对工程基本信息、监测信息、巡检信息、配水调度、水量计量、水费计收等信息管理功能。智能业务与数字孪生功能应用智能配水与调度系统，应具备以下功能：以作物需耗水预测为基础，以土壤含水量或田间水层深度预报为核心，利用灌区专题模型演算，精准预报和预测适宜的灌水时间和灌水量。根据预测的灌水时间和灌水量，以及来水预报，结合工程供水能力（灌溉模型）或工程调度规则，利用决策模型确定水资源配置方案。根据水资源配置方案自动生成闸/阀等调度节点的调度预案，开展调度预案下输配水过程仿真推演，计算各级渠道用水和灌溉进度等信息，优化制定供用水调度方案。应根据水雨情、工情和农情实时数据分析，对生成的调度预案适时修正。水旱灾害防御系统，应具备下列功能：利用水文气象耦合、概率预报、大数据、人工智能等技术，实现汛、旱情精准预报预警。统筹防洪、供水、发电、生态用水等调度目标，根据调度方案，调用来水预报、洪水演进或旱情态势分析研判等水利专业模型及调度规程、历史洪水或干旱等相关知识，对洪水淹没影响、工程泄流应用或应急抗旱、水量调度等场景进行模拟预演。根据多方案推演结果，优化生成水旱灾害防御预案。应根据水雨情、工情和农情实时数据分析，对生成的防御预案适时修正。数字孪生功能应用，应具备以下功能：数字孪生功能应实现数字孪生体与物理体条件及其响应的同步性和一致性，满足灌区数字孪生应用场景应用要求，保障灌区用水决策的安全性、科学性、有效性。灌区面域，应基于灌区一张图管理系统，结合卫星遥感、无人机监测及地面监控站点采集生成的农情、气象、视频等数据，结合模型库预报预测数据，实现灌域范围内需耗水诊断及输配水效果评估。灌区渠/管（沟）段，应基于灌区一张图管理系统，结合控制节点水位/流量的实时监控数据及模型库预报预测数据，实现输配水流过程模拟仿真及供用水过程的控制调度。闸门等水工建筑物，应实现闸门开度、闸前/闸后水位、闸门上/下限位、动力电压/电流、闸墩位移、闸门（站）视频监控数据的实时采集、远程传输及闸门启闭的自动控制，根据输配水调度方案形成的调度指令，控制闸门按预设闸位启闭，精准实现过闸流量的控制。泵站等水工建筑物，应实现泵站机组运行工况数据及提水/排水流量数据的实时采集、远程传输及泵站启闭的自动控制，根据供水/排水调度方案形成的调度指令，控制泵站按预设流量启闭，精准实现供水/排水流量的控制，同时，可以实时监控机组运行状态，预报评估机组维修养护时间，提升运维保障能力。支撑体系一般要求支撑体系宜建设应用支撑平台、通信网络、计算存储、调度中心等。应具备共享接入相关部门发布的水文、气象、农情、汛情等信息的能力。可采用自建云、共享行业云和政务云等方式建设。应用支撑平台应用支撑平台宜采用微服务架构，应配置物联网平台、GIS平台、数据库、中间件等基础软件，应具备统一认证、统一权限、统一数据服务、运维监控、数据采集、空间信息分析和交换等能力。应建设支持多网络、多协议接入的物联网平台，包括连接管理、设备管理、数据管理、业务支撑以及系统管理，提供从设备接入到数据推送全流程能力。统一认证应符合DB34/T3754-2020等相关用户管理标准的规定，对用户资料应当统一管理、存储；使用统一的登录页面进行登录；对登录后的用户身份真实性和有效性进行统一鉴定。统一权限应定义系统用户其操作权限，平台功能设置访问权限。统一数据服务应提供通用的数据访问技术框架，应支持数据运算与格式转换，应对可用连接、数据源等系统资源根据预设规则进行动态分配管理，提供引擎状态监听接口。通信网络应建设测站与分中心（或中心）、分中心与中心之间的通信网络，应充分考虑信息的分级存储、分层管理、传输的负载均衡等技术措施。宜构建覆盖全灌域取水口、分水口、排水口的闸、阀、泵监控站点的通信网络，实现传感信息和控制指令的自动传输。需要实施自动（智能、远程）控制的水源取水闸、涉及群众生命财产安全的泄洪闸、用于渠道输水控制的节制闸以及重要的分水闸宜采用控制专网。信息传输通信设备及其附属设施宜包括微波通信设备、卫星通信设备、光纤传输设备、程控交换设备等。网络连接设备及数据传输线路宜包括网络安全设备、网络路由设备、网络交换设备、数据传输设备、流量管理设备、综合布线系统等。数据传输应符合SL651、SL/T427和SZY206的规定，应保证数据安全，根据采用的数据传输信道类型及其特性和项目需求，确定适合于信道传输的长度，采用同一种编码结构，不应交叉使用。光缆和线缆施工应符合GB51171和JB/T8735.2的规定。计算存储应建立统一编码、高效属性识别的数据库，数据库设计与开发应符合SL/T213、SL/T809相关规定，应保证基本命名和约束规范，建表规范、字段设计规范、索引规范、SQL规范等。计算存储应根据应用场景需求选配建设基础计算与存储、人工智能计算和边缘计算。基础计算与存储应包含服务器、存储、网络、操作系统、数据库等软硬件，并预留冗余和发展空间。根据数字孪生灌区的智能识别模型训练、知识学习推理等计算需求，配备必要的人工智能计算资源。根据灌区分中心、管理站的需求，配备边缘计算节点，为视频监控、AI智能分析提供边缘计算环境。调度指挥中心调度指挥中心包括会商中心、数据机房、安全设施等，应实现集中控制、调度、决策、预警和展示等功能，满足会商、应急指挥、视频会议、信息交流等重要事务处理和重大活动的需要。灌区应根据水资源配置与供用水调度、水旱灾害防御和工程管理等多级业务需要，建设多级联动的视频会商系统。改建或增建配套的通信机房，应考虑温度、湿度、通风、电磁场干扰、防水、防静电、消防等的适应性要求和可扩展性，加强网络安全和容灾备份能力建设。应配备信息系统运行的机房辅助设施，主要包括配线间、空调、UPS、供电系统、换气系统、除湿/加湿设备、防雷接地、消防设施、监控设备等。宜利用专业云平台，减少灌区的硬件实施投入、后期维护成本。安全要求灌区网络信息系统安全应符合GB/T22239和SL/T803的规定，宜采用第二级安全保护能力等级，重要信息系统可采用第三级安全保护能力等级。软硬件日常安全管理除应符合GB/T22239和SL/T803规定的要求外，还应满足以下要求：a) 网络基础设施1) 定期维护网络链路、网络拓扑数据；2) 定期备份网络设备配置；3)