智慧水利借助物联网、大数据、云计算、人工智能等先进技术，对水利信息进行全面感知、传输、分析和处理，实现水利业务的智能化管理、科学决策以及高效服务的现代化水利发展模式。

综合应用卫星、雷达、机器视觉、高光谱、多光谱、声音、光纤等多维感知手段，以及人工智能、物联大数据等技术，构建覆盖水利对象全要素和水利治理管理活动全过程的“天空地水工”一体化监测感知体系，提档升级监测感知测站布局结构、密度和功能，全面提升水旱灾害防御、水资源管理与调配、水利工程建设和运行管理、河湖管理、水土保持管理和农村水利水电管理等业务监测感知能力，为具有“四预”功能的数字孪生水利体系提供全面、实时、精准、可靠的算据支撑。

智慧水利数字孪生流域平台

以水利感知网、水利业务网、水利云等为基础，通过运用物联网、大数据、A1、虚拟仿真等技术，以物理水利为单元、时空数据为底板、水利模型为核心、水利知识为驱动，对流域全要素和流域治理管理活动全过程进行数字化映射智慧化模拟，实现与物理流域的同步仿真运行、虚实交互、迭代优化，支撑精准化决策。

数据采集与传输系统

传感器监测系统：包括水位传感器、流量传感器、水质传感器、气象传感器等，用于实时采集流域内的水文、水质、气象等数据。

卫星遥感系统：通过卫星遥感获取大范围的流域地形、土地利用、水体分布等信息，以及监测洪水、干旱等灾害的范围和程度。

无人机航测系统：利用无人机对流域进行低空飞行测量，获取高分辨率的地形地貌、水利工程设施等图像和数据，可用于应急监测和精细化测量。

数据通信系统：采用 5G、4G、NB-IoT、光纤等通信技术，将传感器采集到的数据和遥感、航测数据传输到数据中心。

数据处理与存储系统

大数据处理系统：对海量、多源、异构的数据进行清洗、转换、集成和分析，挖掘数据中的规律和价值，为后续的应用提供支持。

云计算系统：提供强大的计算能力和存储资源，实现数据的快速处理、模型运算和服务的弹性扩展，满足平台对高并发、大规模数据处理的需求。

数据库管理系统：建立关系型数据库、非关系型数据库等，对各类水利数据进行分类存储和管理，方便数据的查询、调用和共享。

模型构建与仿真系统

水文模型系统：如分布式水文模型、集总式水文模型等，用于模拟流域内的降雨径流过程、产汇流计算，预测洪水、干旱等水文事件的发生和发展。

水动力模型系统：基于流体力学原理，对流域内的水流运动进行数值模拟，包括河道水流、水库水流、河口水流等，分析水流的流速、水位、流量等变化情况。

水质模型系统：模拟污染物在水体中的扩散、迁移、转化过程，评估水质状况和污染程度，为水环境治理和保护提供决策依据。

生态模型系统：考虑流域内的生态系统结构和功能，模拟水生生物、湿地生态等的变化，评估水利工程和水资源开发利用对生态环境的影响。

应用系统

防洪减灾系统：实现洪水的实时监测、预报预警、风险评估和防洪调度指挥，通过数字孪生模型预演洪水演进过程，制定科学的防洪方案。

水资源管理系统：对水资源的量、质、用水情况进行监测和分析，进行水资源的优化配置和调度，实现水资源的科学管理和可持续利用。

水利工程运行管理系统：实时监控水利工程设施的运行状态，进行安全监测、故障诊断、维修养护和调度管理，保障工程的安全运行和效益发挥。

水环境监测与管理系统：监测水质变化，进行水污染溯源和预警，制定水环境治理措施和监管方案，保护流域水环境质量。

水生态修复与保护系统：评估水生态状况，制定水生态修复方案，监测修复效果，促进流域生态系统的恢复和平衡。

可视化与交互系统

地理信息系统（GIS）：将地理空间数据与水利数据相结合，以直观的地图形式展示流域的地形地貌、水系分布、水利设施等信息，提供空间分析和决策支持功能。

三维可视化系统：构建流域的三维数字模型，实现对流域地形、水利工程等的三维可视化展示，支持用户进行多角度、多层次的观察和分析。

虚拟现实（VR）/ 增强现实（AR）系统：通过 VR/AR 技术，让用户身临其境地感受流域的真实场景，实现虚拟巡检、工程方案虚拟展示等功能，提高决策的直观性和准确性。

人机交互系统：提供友好的用户界面，包括 Web 端、移动端应用程序等，方便用户进行数据查询、模型操作、分析结果展示和业务流程处理，实现人与平台的高效交互。