实施 “山东水利一张图” 建设，着力绘制新时期水利建设数字蓝图

一、引言

在数字时代浪潮下，各行业纷纷加快数字化转型步伐，水利行业也不例外。山东省水利厅积极响应省委、省政府关于加快推进数字强省建设的部署要求，立足水利行业发展现状，大力实施 “山东水利一张图” 建设。2020 年，山东省水利厅响应国家 " 新基建 " 战略部署，启动 " 山东水利一张图 " 建设工程。该工程以数字孪生流域建设为核心，运用 IPV6、 GIS、BIM、物联网等先进技术，构建覆盖全省的水利信息 " 一张图"，旨在实现水利数据的全面整合、智能分析和协同应用，为新时代水利高质量发展提供数字化支撑。这一举措旨在打破行业内长期存在的数据壁垒、信息分散、共享不足、运筹不够、协同困难等堵点难点问题，以数字化手段提升水利服务管理水平，为水利高质量发展奠定坚实基础，绘制出符合新时期需求的水利建设数字蓝图。

二、建设背景

（一）行业发展需求

传统水利管理模式下，数据分散存储于不同部门和层级，易出现信息流通不畅，难以实现高效协同。例如，全省水利系统分散存储着超过 200 类业务数据，涉及水文、工程、管理等多个领域。调研显示，各部门数据共享率不足 35% ，导致在洪水预测时需人工整合多源数据，平均耗时 4-6 小时。在水旱灾害防御时，不同流域的雨情、水情、工情数据无法及时汇总分析，影响决策的科学性和及时性。同时，水利工程规划、建设与运行管理缺乏统一的信息支撑平台，难以实现全生命周期的一体化管理。这种状况严重制约了水利行业的现代化发展，迫切需要通过数字化手段整合资源，提升管理效能。

（二）政策推动

山东省作为人口大省和经济强省，人均水资源量仅为全国平均水平的 1/6，水安全保障形势尤为严峻。传统水利管理模式存在数据采集碎片化、业务协同效率低、决策支撑能力弱等突出问题，已难以适应现代治水需求。管理决策缺乏科学依据，全省 70% 的灌区仍采用人工经验调度，水资源利用率不足 60% ，与德国等发达国家 85% 的利用率存在显著差距。国家《数字经济发展战略纲要》明确提出 " 构建智慧水利体系 "，山东省政府将 " 数字强省" 列为 " 十四五 " 重点任务。5G、北斗导航、遥感卫星等技术的成熟，为水利数字化转型提供了坚实基础。国家高度重视数字经济与数字政府建设，省委、省政府也将数字强省建设作为重要战略任务。在这样的政策背景下，山东省水利厅积极行动，将 “数字强水” 纳入发展思路，“山东水利一张图” 建设应运而生，成为落实政策要求、推动水利行业数字化转型的关键举措。

三、“山东水利一张图” 的架构与功能

（一）总体架构

“山东水利一张图” 是山东省数字水利总体架构中承上启下的关键环节。它基于一体化的数据平台，构建了包含 “数据整合、服务平台、业务应用” 的一张图架构体系。通过该体系，实现了对下整合全省水利相关数据资源，将分散在各地、各业务部门的水利数据进行集中梳理与整合；对上支撑各类涉水应用，为水利业务的高效开展提供数据和技术支持，成为连接底层数据与上层应用的关键纽带。

（二）核心功能

2. 构建有效关联关系，打造流域水系一张图

照“点在线上，线在面内”原则，从流域 - 河道 - 工程角度，整合水利基本信息及监测数据，构建不同图层、业务、数据之间的关联关系，累计构建各类图层 40 个，建立关联关系120 类，关联节点21 万处。构建了1300 余条县级以上河流水系关系，完成对16 条省级河流、132 条市级河流、38 座大型水库、220 座中型水库、25 座大中型灌区、三大调水工程等流域水系关系分析和展示，初步具备“一流域一张图”“一河一张图”“一工程一张图”的基础服务能力。

2. 搭建现代水网一张图

按照“一轴三环、七纵九横、两湖多库”的现代水网框架，实现南水北调、胶东调水、黄水东调一张图展示，完成重点引黄灌区基础信息上图标定及引水量等重要监测信息汇集；完成省级水网工程规划、建设信息的治理入库，为现代水网工程建设、运行提供可交互的可视化系统，实现省内水网重点工程规划建设调度数据的统一管理、集中展示。

3. 深化涉水数据一网通服务

采用面向服务体系架构研制的共享应用服务平台，将分散在各地、各业务的专题地理信息服务整合为逻辑集中、物理分散的一体化可共享服务资源，实现分布式资源的共享服务。平台提供公共基础地图、遥感影像、水利专题三大类水利数据共享，从政区和流域两个视角为各区域、各业务提供服务，已累计发布服务 577 项。平台还深度融合卫星遥感技术，构建了“遥感 + 一张图”场景服务，为水旱灾害防御、区域水资源量分析、水利工程安全监测等业务提供多层级遥感服务。

4. 业务支撑综合应用

为水旱灾害防御、水资源调度、河湖长制、水利工程运行管理等业务提供智慧化调度支撑。通过整合后的数据分析，形成全局一屏掌控、执行一贯到底、监督一览无余的高效协同治水场景。例如，在水旱灾害防御中，能够实时监测全省水利工程雨水工情信息，24 小时在线监测、实时传输查询，汛期信息及时率达到 100% ，河流洪峰预测精准度达到 99.7% ，预见期延长到 24 小时以上，为防汛指挥调度提供了重要信息支撑，极大地提升了灾害应对能力。

具备 “自定义一张图”“数据共享支撑”“水利业务协同”“综合决策支撑” 等服务功能。用户可以根据自身业务需求，自定义地图显示内容，突出关注重点；通过数据共享支撑，实现公共基础地图、遥感影像、水利专题等三大类水利数据共享，从政区和流域两个视角为各区域、各业务提供服务；水利业务协同功能促进了不同业务部门之间的信息流通与协作，提高工作效率；综合决策支撑则基于大数据分析和模型运算，为水利决策提供科学依据，助力水利管理从经验决策向科学决策转变。

四、应用成效

（一）提高水利工程综合监管水平

“山东水利一张图” 搭建起了现代水网一张图框架和可视化交互系统，实现了重点工程规划、建设、调度的统一管理、集中展示、可视化监控、一体化推进。通过该系统，管理人员可以实时掌握工程建设进度、运行状态等信息，及时发现问题并进行处理。例如，在南水北调、胶东调水等大型水利工程建设与运行管理中，借助 “山东水利一张图”，能够对工程沿线的各类设施进行实时监控，对水量调度、设备运行等情况进行精准管理，有效提高了水利工程综合监管水平，保障了工程的安全、高效运行。

（二）支撑数字孪生水利建设

为数字孪生水利建设提供了有力支撑。通过整合水利数据，构建了与现实水利系统相对应的虚拟数字模型，能够对水利工程的运行状态进行实时模拟和预测。在水旱灾害防御模拟中，利用 “山东水利一张图” 的数据和模型，能够准确模拟洪水演进过程，评估不同防洪措施的效果，为制定科学合理的防洪预案提供依据。同时，在水利工程运行管理中，通过数字孪生模型可以对设备进行远程监测与维护，提前预测设备故障，提高设备的可靠性和使用寿命，推动水利管理向智能化、精细化方向发展。

（三）促进水利业务高效协同

形成了高效协同治水场景，打破了以往水利业务部门之间的信息壁垒。在河湖长制工作中，不同地区、不同部门的工作人员可以通过 “山东水利一张图” 共享河湖信息，实时了解河湖水质、岸线管理等情况，协同开展河湖治理工作。在水资源调度方面，能够根据不同地区的用水需求和水资源状况，通过 “山东水利一张图” 实现多部门联动，科学合理地调配水资源，提高水资源利用效率。这种高效协同的工作模式，极大地提升了水利业务的整体工作效率和质量。

（四）推动水利数据共享与服务

可对外提供标准化信息服务，实现水利数据共享。通过共享应用服务平台，将分散的专题地理信息服务整合为一体化可共享服务资源，已累计发布服务 577 项。从区划和流域两个视角为各区域、各业务板块提供服务，为社会公众、科研机构、企业等提供了丰富的水利数据资源，促进了水利行业与其他行业的融合发展。例如，科研机构可以利用这些数据开展水利相关研究，企业可以基于水利数据开发相关产品和服务，为水利事业的发展注入新的活力。

五、未来规划

（一）持续拓展功能应用

进一步拓展 “山东水利一张图” 的功能，不断完善其在水生态保护、水土保持、农村水利等领域的应用。例如，在水生态保护方面，增加对河流生态流量、水生物栖息地等生态指标的监测与分析功能，为水生态修复和保护提供更精准的决策支持；在水土保持方面，利用卫星遥感和地理信息系统技术，实现对水土流失状况的实时监测与评估，为水土保持措施的制定提供科学依据。

（二）加强数据安全与管理

随着数据共享和应用的不断深入，数据安全至关重要。未来将加强数据安全防护体系建设，采用先进的数据加密、访问控制、数据备份等技术手段，保障水利数据的安全。同时，完善数据管理机制，规范数据采集、存储、传输、使用等环节的操作流程，提高数据质量，确保数据的准确性、完整性和及时性。

（三）深化与其他领域的融合

积极推动 “山东水利一张图” 与人工智能、大数据、物联网等新兴技术的融合应用。利用人工智能技术实现对水利数据的智能分析和预测，提高决策的智能化水平；借助大数据技术对海量水利数据进行深度挖掘，发现潜在的规律和问题，为水利管理提供更有价值的信息；通过物联网技术实现水利设施的智能化感知与控制，进一步提升水利工程的自动化运行水平。此外，加强与城市规划、交通、能源等其他领域的合作与融合，实现水利数据与其他领域数据的互联互通，为区域综合发展提供更全面的支撑。

六、结论

“山东水利一张图” 建设是山东省水利厅顺应时代发展潮流，推动水利行业数字化转型的重要举措。通过构建科学合理的架构体系，实现了强大的功能应用，在提高水利工程综合监管水平、支撑数字孪生水利建设、促进水利业务高效协同以及推动水利数据共享与服务等方面取得了显著成效。未来，随着功能的持续拓展、数据安全管理的加强以及与其他领域的深化融合，“山东水利一张图” 将在山东省水利高质量发展中发挥更加重要的作用，为新时代社会主义现代化强省建设提供坚实的水利保障，不断绘制出更加绚丽多彩的新时期水利建设数字蓝图。

参考文献：

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