智慧水利整体解决方案

一、方案背景

水资源短缺、污染及水旱灾害等问题凸显，传统水利管理难以应对。智慧水利依托物联网、大数据等技术，实现水利信息的全面感知与智能决策，是提升水利管理水平的关键。

二、系统概述

所谓“智慧水利”，就是利用互联网、云计算、GS等先进技术，提高水利部门的管理效率和社会服务水平，推动水利信息化建设，逐步实现“信息技术标准化、信息采集自动化、信息传输网络化、信息管理集成化、业务处理智能化、政务办公电子化”。

三、方案目标

构建“感知全域化、数据融合化、决策智能化、管控精准化”的现代水利体系，实现：

1. 水资源优化配置（供需平衡、节水增效）

2. 水灾害智能防控（洪涝干旱预警调度）

3. 水环境实时监管（水质监测、污染溯源）

4. 水工程智慧运维（水库/闸站/管网智能管控）

5. 水政务高效协同（“一平台”统筹管理）

四、总体架构（四层一体）

1. 感知层（全域物联）

· 水文监测：雷达水位计、流量计、雨量站、水质多参数传感器（COD/氨氮/浊度）

· 工程监测：大坝形变传感器、闸门开度仪、管道压力计、渗压计

· 环境感知：卫星遥感（植被墒情）、无人机巡查（河道违建）、视频AI识别（非法采砂）

· 用户侧计量：智能水表（城乡用水量实时采集）

2. 网络层（多模通信）

· 光纤专网（核心节点）

· 5G/4G（移动设备回传）

· NB-IoT/LoRa（低成本广域传感器）

· 北斗短报文（应急通信保障）

3. 平台层（智慧中枢）

· 水利云平台：分布式云架构（兼容公有云/私有云）

· 数据中台：

· 整合水文、气象、地理、工程、业务等多源数据

· 构建水利知识图谱（如河流拓扑关系库）

· AI中台：

· 洪水预报模型（LSTM神经网络）

· 水资源调度优化算法

· 卫星影像AI解译（水土流失分析）

· 数字孪生引擎：

· 流域BIM+GIS三维可视化（动态模拟洪水演进）

4. 应用层（六大核心系统）

五、关键技术支撑

· 边缘计算：闸站就地决策（毫秒级响应）

· 数字孪生流域：耦合气象水文模型（SWMM+HEC-RAS）

· 区块链：水权交易存证、监测数据防篡改

· 智能预警：多模态融合告警（短信/地图弹窗/声光联动）

六、典型应用场景

场景1：城市内涝防控

· 通过路面积水传感器+雷达降水预报，自动触发泵站启停和交通疏导提示

· 效果：预警响应时间缩短70%，内涝点减少40%

场景2：跨流域调水优化

· 结合水源地水质、沿途蒸发量、用户需求预测，动态生成输水方案

· 案例：某工程年节水超2000万m³

场景3：农村供水智能管护

· NB-IoT水表+AI分析用水异常，自动派单维修

· 成效：运维成本下降35%，供水保障率达99%

七、安全体系

· 等保三级：数据传输加密（国密算法）

· 北斗授时：关键数据时间戳认证

· 冗余设计：重要节点双机热备+异地灾备