深圳水库（刘宇源 摄）

俯瞰广东省东江流域图，全长68公里的东深供水工程北起东莞桥头镇，南至深圳水库。如果将物理世界与数字世界深度融合，东深供水工程会是什么样？

以“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”为总体要求，粤海水务加快数字孪生东深供水工程建设。6月30日，数字孪生东深供水工程正式上线投产。

数字空间里，东深供水工程发生着哪些“智”变？

传承时代楷模精神

攻坚克难实现数字孪生新突破

数字孪生东深供水工程

3月12日，东深供水工程对港供水60周年成效新闻发布会召开。一组组数据、一项项举措，映射着60年来粤港之间的血脉情深。面对新形势新要求，东深供水工程也面临着新的任务与挑战。

如何加强工程运行管理和维护，在确保对港供水的安全、稳定、高效的同时，全面提升“四预”（预报、预警、预演、预案）能力？传承并发扬时代楷模精神的粤海水务人攻坚克难，坚持以数字赋能，助力工程高质量发展。

事实上，在东深供水工程开展数字孪生建设是具有一定优势与条件的。

2000年8月开工的东深供水改造工程，使输水方式由过去的河道敞开式输水变成封闭式输水，工程全线自动化监控系统国际领先。2023年10月，东深供水工程被认定为首批水利部标准化管理调水工程，在全国起到示范引领作用。

粤海水务生产技术部副总经理张薇坦言：“因为工程在数字化管理上已具有一定的基础，我们在推进数字孪生建设中，一方面要考虑如何运用好已建成的基础设施，另一方面是如何植入数字孪生关键技术。”

空中，无人机智能巡检设备可设置定期计划实现对飞行覆盖范围内常态化飞巡，紧急调度时，可通过鼠标在平台地图上一键指点调度飞行，为水工、水质、安保部门提供全时空、多角度、多元化的低空数据支撑。

地面，泵站通过安装智能巡检设备终端，实现了对关键设备的远程智能巡视，利用图像识别技术、人工智能技术、物联网技术对收集的数据进行分析预警。

水面，依托数字孪生东深供水工程升级更换的浮台式水质在线监测系统不仅自带移动4G+北斗双通道通信、双锚系统，还能实时监测pH值、溶解氧、蓝绿藻等指标。

当前，东深供水工程已建立覆盖“天、空、地、水、工”立体防线和多模态、多维度的“感知体系”，实时为供水工作保驾护航。

“在智能监控上，通过三维数字孪生模型，工程每一段渡槽、每台泵机都在虚拟空间获得数字镜像，实现毫米级监测；在智能调控上，构建的多梯级需水量精准预测及智能调度决策支持系统，可实现全线流量平衡、优化调度。”张薇介绍。

构建雨水情监测预报体系

全方位提升“四预”能力

数字孪生，应用至上。数字孪生东深供水工程正式投产前夕，就迎来了实战。

受今年第1号台风“蝴蝶”残留云系影响，6月下旬，广东省汛情仍不可小觑。东深供水工程调度中心内，工作人员关注到了数字孪生东深供水工程系统界面上显示的天气变化提醒：“可能会有局地降雨！大家注意关注产汇流情况，动态调整调水方案！”

6月15日0时，降雨量约40毫米。此前，数字孪生系统中，1千米网格降雨预报模块精准预报了一系列相关数据。

尽管这次降雨量并不大，但对于数字孪生东深供水工程来说，这是一次测不测得到和能不能测准的双重考验。

测不测得到？粤海水务通过向气象部门定制气象信息服务，包括卫星云图、雷达图像、降雨预估、台风路径等气象卫星产品数据，实现深圳水库上方降水强度、台风路径的分布查看及预测预警，为水库防洪减灾提供决策支持，助力深圳水库现代化矩阵建设。

能不能测准？为加快深圳水库雨水情监测预报“三道防线”建设，粤海水务在数字孪生东深供水工程中接入基于雷达降雨、地形数据、下垫面等多源数据融合计算后的高精度1千米网格降雨预报产品数据，获取深圳水库未来48小时趋势预报、24小时短期预报、3小时短时预报及5分钟短临预报，结合洪水预报模型准确预报水库洪水洪量、洪峰、峰现时间等防洪关键要素，延长预见期、提高预报精度，从而加快构建“天空地”一体化雨水情监测预报体系，全面提升水库洪水灾害防御支撑能力。

张薇指向界面中12千米×12千米的方格说：“这就是高精度网格降雨预报矩阵。台风‘蝴蝶’过境后，我们对所有自动化检测系统收集的所有数据进行了校核，准确率非常高。”

以东深供水工程为科技创新的辐射原点，粤海水务在智慧水务领域持续深耕。坚持自主创新，粤海水务在智慧管网、智慧生产、智慧服务、智慧管控、智慧工程五大核心领域，推出了20余项覆盖“水厂生产—管网输配—用户服务”全流程的高新产品及解决方案。

通过技术反哺与生态共建，粤海水务打造的智慧水务新范式，为行业发展注入新动力。当下，粤海水务的智慧化实践不断形成技术溢出效应，主导编制的《调水工程智慧化建设规范》成为行业标杆，与头部科技企业共建的“鲲鹏实验室”相继孵化了十余项自主可控的智慧水务核心产品与专利，为水务行业科技创新与产业创新融合发展作出了示范。

天：大尺度全局监测感知

北斗地基增强站

深圳水库通过共享水利部卫星遥感图像，获取商用卫星遥感图像数据，对水库及其流域集雨区进行大面积土地利用、水文条件、气象条件监测，利用多光谱波段数据，并结合现有无人机资源获取低空高分辨率地面图像和视频，提供及时准确的预报、预警信息。

为满足水库管理“清四乱”（清理乱占、乱采、乱堆、乱建）等业务场景的精准监测和智能决策需求，数字孪生东深供水工程利用高精度遥感影像，开展水库管理范围卫星遥感下垫面全覆盖监测，实现优于2米分辨率的卫星遥感年度监测，在重点区域、重点事件、重要时期随时获取局部米级分辨率遥感影像数据，为险情灾情决策、违法违规处置提供了重要支撑。

空：中小尺度高精度动态及时监测感知

无人机智能巡检设备（陈思杰 摄）

深圳水库共部署无人机智能巡检设备2套，建有无人机智能巡检系统。无人机智能巡检系统由智能机场、工业级无人机、无人机远程调度巡查平台组成。系统采用无线自组网、视觉导航、远程测控、地理信息技术、设备自动化技术等多种软硬件高新技术，实现无人机自动巡查、设备自动维护管理、气象监测、视频监控、三维地理信息、融合通信等多系统融合，满足多层级巡查调度能力要求。

深圳水库无人机日常巡查设置多条任务航线，按照巡查重点内容分为水工巡查、水质巡查、安保巡查。其中，水工巡查主要目标为取水口、供水渠道、红线范围土地、重要水工设施巡查、违章预警等；水质巡查主要目标为水面漂浮物、水面船只活动情况和水面人员异常活动情况等；安保巡查主要覆盖安防系统的“人防”盲区和“物防”盲区，加强对非法活动频繁区域的巡视，监视目标为路线区域内人员的异常活动情况。

地：精准实时监测感知

深圳水库气象观测场

深圳水库建有深圳水库、丹竹头、赤水洞、生化站、白泥坑5个雨量站，数字孪生东深供水工程可实时监测深圳水库60.5平方千米集雨区雨量，掌握实时雨量情况，构筑雨水情监测“第二道防线”。

深圳水库建有沙湾截排站上游、沙湾截排站下游、生化站、深圳水库、九曲桥、三河桥6个水文站，并共享接入深圳市水务系统3个水文站数据，全面掌握深圳水库上下游水位情况及水库入流情况，筑牢深圳水库雨水情监测“第三道防线”。

为解决泵站设备巡检存在的人工工作量大、效率低和巡检频次不足等问题，数字孪生东深供水工程搭建了智能化巡检综合系统。通过安装智能巡检设备终端，对关键设备进行远程智能巡视，利用图像识别技术、红外测温技术、人工智能技术、物联网技术对设备状态进行监测、分析、预警，能够自动识别设备指示、运行温度异常。

水：精准自动化监测感知

深圳水库水质在线监测浮台（陈思杰 摄）

粤海水务自主研发大剖面监测采样无人船，在多功能无人船的核心功能上实现了显著创新。该船每次可取20升水样，总容量200升；具备0至20米剖面监测能力，可监测水深、水温、pH值、溶解氧、叶绿素、蓝绿藻电导率、浊度、氧化还原电位等关键指标，能实时将原始数据回传至控制终端，确保数据的即时性和准确性。

多波束测深系统监测能够实时、准确地绘制出水库底部的地形图，求得精确的水库库容曲线，从而更加科学地进行水资源调度和实现“四预”目标；还可通过对比多期水库底部深度的变化，了解水库库盆的结构、冲损及淤积分布、潜在的异物分布等；通过快速扫描水库中的水下设施如坝体、供水管道、分水口等水下结构，识别是否有损坏或异常，及时发现潜在问题，为水库的蓄水、供水、调度及其他管理决策提供数据支持。

工：实时精细监测感知

深圳水库安全监测系统

借助水工安全监测仪器、水质在线监测仪、测量机器人、水下检查机器人、管涵智能巡查机器人等新技术新设备，数字孪生东深供水工程可实现对水库大坝、隧洞等水利工程渗流渗压等工情险情要素实时精细监测感知。

深圳水库共布置自动化监测仪器65支，日均监测数据数百条，为水库大坝构建了多维度安全监测体系。结合数字孪生系统，深圳水库已实现从管理到运维的全流程数字化覆盖，具备实时监测、数据动态追踪、异常实时预警、设备状态智能反馈等功能，为工程构筑了一条数字化安全防线。

自2022年以来，粤海水务自主研发输水管线智能巡查装备，通过集成摄影测量、三维激光扫描、GNSS（全球导航卫星系统）和IMU（惯性测量单元）等技术手段，融合激光雷达、高分辨率相机、惯导和定位系统等多类型传感器，能够实现GNSS拒止服务、无光照、无通信网络条件下的长距离、大口径输水管线快速智能化巡检。

装备采集的相关数据通过定制化研发的算法与软件系统实现对东深供水工程输水管线内裂缝、渗漏、泌钙等工程隐患病害的快速检测识别，建立输水管线隐患检测病害库，大幅度提升了东深供水工程输水管线隐患检测及防灾减灾能力。