附件2

《數(shù)字孿生湖庫(kù)水質(zhì)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)

導(dǎo)則》

（征求意見(jiàn)稿□送審稿□報(bào)批稿）

編制說(shuō)明

主編單位（簽章）：長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江科學(xué)院

2024年05月22日

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編制說(shuō)明

一、工作簡(jiǎn)況

（一）任務(wù)來(lái)源

湖泊和水庫(kù)是我國(guó)飲用水水源地的重要組成部分，在我國(guó)的供水

系統(tǒng)中占有重要地位。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)1093個(gè)市縣級(jí)集中式飲用水源

地中，湖庫(kù)型水源地?cái)?shù)量占比最高，達(dá)40.6%。習(xí)近平總書(shū)記高度重

視水源地保護(hù)和治理工作，始終堅(jiān)持把水源涵養(yǎng)和水質(zhì)保護(hù)作為頭等

大事來(lái)抓。然而，我國(guó)大部分湖庫(kù)水源地監(jiān)管能力不足，安全預(yù)警技

術(shù)體系還不完善，導(dǎo)致水環(huán)境突發(fā)污染事件頻發(fā)。

近年來(lái)，隨著以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智

能、數(shù)字孿生等為代表的新興數(shù)字技術(shù)快速發(fā)展，在全國(guó)智慧流域、

數(shù)字孿生流域建設(shè)進(jìn)程加快推進(jìn)的大背景下，如何利用信息化技術(shù)，

強(qiáng)化水質(zhì)預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案功能，提升湖庫(kù)水環(huán)境保護(hù)的數(shù)字

化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平，實(shí)現(xiàn)更有效的安全監(jiān)管、更精準(zhǔn)的輸水調(diào)

度、更高效的水質(zhì)保護(hù)，成為湖庫(kù)水源地水質(zhì)保護(hù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的探索

方向。

自2021年起，水利部組織編制了《關(guān)于大力推進(jìn)智慧水利建設(shè)

的指導(dǎo)意見(jiàn)》《智慧水利建設(shè)頂層設(shè)計(jì)》《“十四五”智慧水利建設(shè)

規(guī)劃》《“十四五”期間推進(jìn)智慧水利建設(shè)實(shí)施方案》等系列文件，

全面部署智慧水利建設(shè)，并將數(shù)字孿生流域建設(shè)作為構(gòu)建智慧水利體

系、實(shí)現(xiàn)“四預(yù)”的核心和關(guān)鍵。2022年，圍繞當(dāng)前最迫切的數(shù)字

孿生流域、數(shù)字孿生水利工程、水利業(yè)務(wù)“四預(yù)”等重點(diǎn)工作，水利

部信息中心組織編制了《數(shù)字孿生流域建設(shè)技術(shù)大綱（試行）》《數(shù)

字孿生水利工程建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則（試行）》《水利業(yè)務(wù)“四預(yù)”基本技

術(shù)要求（試行）》《數(shù)字孿生流域共建共享管理辦法（試行）》等技

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術(shù)文件，為全面開(kāi)展水利數(shù)字孿生試點(diǎn)建設(shè)工作奠定了基礎(chǔ)。目前，

水利部印發(fā)的數(shù)字孿生系列標(biāo)準(zhǔn)辦法重點(diǎn)針對(duì)防洪、水資源調(diào)配等業(yè)

務(wù)，針對(duì)水質(zhì)管理“四預(yù)”平臺(tái)的規(guī)范化要求還較為薄弱，缺乏結(jié)合

業(yè)務(wù)功能的整體框架設(shè)計(jì)，與實(shí)際需求存在一定差距、指導(dǎo)性有待加

強(qiáng)。

2024年2月，李國(guó)英部長(zhǎng)在“研究面向新質(zhì)生產(chǎn)力的水利標(biāo)準(zhǔn)

體系建設(shè)”專(zhuān)題辦公會(huì)議上提出“發(fā)展水利新質(zhì)生產(chǎn)力必須從制修訂

水利技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)做起”，深刻認(rèn)識(shí)水利技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)加快發(fā)展水利新質(zhì)生

產(chǎn)力、扎實(shí)推進(jìn)水利高質(zhì)量發(fā)展的導(dǎo)向性、引領(lǐng)性、推動(dòng)性、基礎(chǔ)性

作用，堅(jiān)持統(tǒng)籌高質(zhì)量發(fā)展和高水平安全，統(tǒng)籌水利勘測(cè)、規(guī)劃、設(shè)

計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行全生命周期，統(tǒng)籌物理工程與數(shù)字孿生，具備預(yù)報(bào)預(yù)

警預(yù)演預(yù)案功能的基本原則，加快建設(shè)有利于發(fā)展水利新質(zhì)生產(chǎn)力、

扎實(shí)推進(jìn)水利高質(zhì)量發(fā)展的水利技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。

在此背景下，為切實(shí)做好數(shù)字孿生湖庫(kù)水質(zhì)管理系統(tǒng)頂層設(shè)計(jì)，

明確建設(shè)內(nèi)容、建設(shè)方法、建設(shè)指標(biāo)，參照水利部印發(fā)的數(shù)字孿生流

域建設(shè)技術(shù)大綱、技術(shù)導(dǎo)則、共建共享管理辦法和水利業(yè)務(wù)“四預(yù)”

基本技術(shù)要求，重點(diǎn)依據(jù)《數(shù)字孿生水網(wǎng)建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則（試行）》《數(shù)

字孿生水利工程建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則（試行）》，編制本標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)旨在

作為數(shù)字孿生技術(shù)在湖庫(kù)水質(zhì)管理領(lǐng)域的應(yīng)用指南，為水利行業(yè)的數(shù)

字孿生標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)提供支持和補(bǔ)充。

2023年7月，中國(guó)水利學(xué)會(huì)根據(jù)《中國(guó)水利學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》

的相關(guān)規(guī)定，經(jīng)過(guò)立項(xiàng)論證和公示后，以《關(guān)于批準(zhǔn)<水工隧洞跨活

動(dòng)斷層結(jié)構(gòu)適應(yīng)性設(shè)計(jì)規(guī)程>等13項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)的通知》（水學(xué)

〔2023〕90號(hào)），批準(zhǔn)本標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)。

本標(biāo)準(zhǔn)由長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江科學(xué)院組織編制，南水北調(diào)中線水

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源有限公司、水利部太湖流域管理局等單位參加編制。

（二）主要工作過(guò)程

（1）組建標(biāo)準(zhǔn)編制組

長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江科學(xué)院作為標(biāo)準(zhǔn)的主編單位，于2023年2

月初聯(lián)合南水北調(diào)中線水源有限公司，組建了標(biāo)準(zhǔn)編制組，制定標(biāo)準(zhǔn)

編制方案，開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)編制工作。

（2）文獻(xiàn)和資料收集

標(biāo)準(zhǔn)編制組收集整理了與數(shù)字孿生、湖庫(kù)水質(zhì)信息化相關(guān)的國(guó)家

和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如《信息技術(shù)數(shù)字孿生第1部分：通用要求》（GB/T

43441.1）、《生態(tài)環(huán)境信息化標(biāo)準(zhǔn)體系指南》（HJ511）、《環(huán)境影

響評(píng)價(jià)導(dǎo)則地面水環(huán)境》（HJ/T2.3）、《水利信息分類(lèi)與編碼總則》

（SL/T701）等。同時(shí)編制組收集整理了湖庫(kù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)、水環(huán)境專(zhuān)業(yè)

模型、水利信息化系統(tǒng)建設(shè)等方面相關(guān)的政策文件、學(xué)術(shù)文獻(xiàn)、項(xiàng)目

報(bào)告等，為標(biāo)準(zhǔn)編制打下了良好基礎(chǔ)。

（3）初稿編制

編制組根據(jù)制定的標(biāo)準(zhǔn)編制方案和技術(shù)路線，結(jié)合收集到的資料，

開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)論證、標(biāo)準(zhǔn)初稿編制工作，通過(guò)多次溝通討論和修改，

于2023年4月形成本標(biāo)準(zhǔn)的初稿。

（4）立項(xiàng)申請(qǐng)

2023年5月，編制組依據(jù)《中國(guó)水利學(xué)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》

相關(guān)規(guī)定，編制了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)申請(qǐng)書(shū)，提出團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)申請(qǐng)。中

國(guó)水利學(xué)會(huì)分別于2023年5月26日和2023年6月15日，在北京市

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和湖北省武漢市組織召開(kāi)了2輪立項(xiàng)專(zhuān)家論證會(huì)議，開(kāi)展了立項(xiàng)論證。

會(huì)議指出，本標(biāo)準(zhǔn)功能定位清晰，內(nèi)容設(shè)計(jì)基本合理，已有工作基礎(chǔ)

較好，立項(xiàng)理由充分，對(duì)支撐水利行業(yè)數(shù)字孿生發(fā)展具有重要意義。

會(huì)議同意了本標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)，并提出三個(gè)方面的修改建議：1）優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)

名稱(chēng)；2）內(nèi)容進(jìn)一步聚焦系統(tǒng)設(shè)計(jì)；3）注重與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)。會(huì)

后，編制組根據(jù)專(zhuān)家意見(jiàn)逐條對(duì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行了修改完善。

（5）大綱審查

2024年2月29日，中國(guó)水利學(xué)會(huì)在北京組織召開(kāi)了《數(shù)字孿生

湖庫(kù)水質(zhì)管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)大綱審查會(huì)。會(huì)議指

出，本標(biāo)準(zhǔn)定位恰當(dāng)，適用范圍和框架結(jié)構(gòu)合適，技術(shù)內(nèi)容可行。專(zhuān)

家組經(jīng)過(guò)認(rèn)真討論，通過(guò)了本標(biāo)準(zhǔn)的大綱審查。同時(shí)提出三個(gè)方面的

修改建議：1）進(jìn)一步根據(jù)導(dǎo)則定位完善內(nèi)容和框架結(jié)構(gòu)；2）進(jìn)一步

規(guī)范體例格式和用詞用語(yǔ)；3）根據(jù)工作需要適當(dāng)考慮行業(yè)內(nèi)外有代

表性的單位參與標(biāo)準(zhǔn)編制。會(huì)后，編制組根據(jù)專(zhuān)家意見(jiàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)

行了進(jìn)一步的修改完善。

（6）征求意見(jiàn)稿編制

根據(jù)大綱審查會(huì)意見(jiàn)，編制組引入水利部太湖流域管理局作為本

標(biāo)準(zhǔn)的參與單位，按照意見(jiàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)框架、用詞用語(yǔ)等內(nèi)容進(jìn)行了修改

完善，并形成《數(shù)字孿生湖庫(kù)水質(zhì)管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則》（征

求意見(jiàn)稿）。

（三）各階段意見(jiàn)處理情況

（1）立項(xiàng)論證階段

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立項(xiàng)論證審查意見(jiàn)中提出3點(diǎn)修改建議，均予以采納，具體處理

情況如下：

①針對(duì)論證會(huì)提出的進(jìn)一步完善標(biāo)準(zhǔn)題目的意見(jiàn)：已根據(jù)專(zhuān)家意

見(jiàn)修改標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)為“數(shù)字孿生湖庫(kù)水質(zhì)管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)導(dǎo)則”，

并對(duì)應(yīng)修改術(shù)語(yǔ)與定義的相關(guān)內(nèi)容。

②針對(duì)論證會(huì)提出的進(jìn)一步聚焦在信息化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的意見(jiàn)：已

修改標(biāo)準(zhǔn)文本內(nèi)容，聚焦在系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將其他標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定的內(nèi)容（如

網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等）刪除。

③針對(duì)論證會(huì)提出的注重與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)的意見(jiàn)：新增“總體

要求”一節(jié)，在“總體要求”一節(jié)中明確明了本標(biāo)準(zhǔn)編制相關(guān)要求、

設(shè)計(jì)原則、及與其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系。本標(biāo)準(zhǔn)旨在作為數(shù)字孿生技術(shù)

在湖庫(kù)水質(zhì)管理領(lǐng)域的應(yīng)用指南，為水利行業(yè)的數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

提供支持和補(bǔ)充。

（2）大綱審查階段

大綱審查意見(jiàn)中提出3點(diǎn)修改建議，均同意采納，具體處理情況

如下：

①針對(duì)大綱審查會(huì)提出的進(jìn)一步根據(jù)導(dǎo)則定位完善內(nèi)容和框架

結(jié)構(gòu)的意見(jiàn)：完善了內(nèi)容框架結(jié)構(gòu)，合并了“總則”與“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”

2節(jié)內(nèi)容，完善了其他列項(xiàng)結(jié)構(gòu)。

②針對(duì)大綱審查會(huì)提出的進(jìn)一步規(guī)范體例格式和用詞用語(yǔ)的意

見(jiàn)：已按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文

件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定對(duì)標(biāo)準(zhǔn)文本內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化完善

③針對(duì)大綱審查會(huì)提出根據(jù)工作需要適當(dāng)考慮行業(yè)內(nèi)外有代表

性的單位參與標(biāo)準(zhǔn)編制的意見(jiàn)：引入了水利部太湖流域管理局作為本

標(biāo)準(zhǔn)的參與單位，該單位針對(duì)湖庫(kù)水質(zhì)治理、保護(hù)與管理有豐富的工

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作經(jīng)驗(yàn)，具有代表性。

（四）主要起草人及其所做的工作

本標(biāo)準(zhǔn)編制工作由長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江科學(xué)院、南水北調(diào)中線水

源有限責(zé)任公司、水利部太湖流域管理局共同完成，主要起草人為：

林莉、馬水山、曹慧群、張金鋒、唐文堅(jiān)、曹俊啟、靖爭(zhēng)、鄭學(xué)東、

李曉萌、趙科鋒、羅平安、唐見(jiàn)、翟文亮、金海洋、黃華偉、李勇濤、

徐兆安等。具體工作安排如下：

林莉、馬水山、張金鋒、唐文堅(jiān)、曹俊啟、鄭學(xué)東等，主要負(fù)責(zé)

標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)度控制、階段性成果及最終成果的審核；

曹慧群、羅平安等，主要負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的框架制定、修改與審核；

靖爭(zhēng)、李曉萌、趙科鋒、翟文亮、黃華偉、金海洋等，主要負(fù)責(zé)

標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)分析、文稿編制等；

李勇濤、徐兆安等，主要負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)資料的收集與整理等。

二、主要內(nèi)容及來(lái)源依據(jù)

（一）主要內(nèi)容

本標(biāo)準(zhǔn)共分為7章和1個(gè)附錄，主要內(nèi)容包括：

范圍—規(guī)定了本標(biāo)準(zhǔn)適用范圍；

規(guī)范性引用文件—列出了本標(biāo)準(zhǔn)參照的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；

術(shù)語(yǔ)和定義—對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)中一些關(guān)鍵詞語(yǔ)的含義進(jìn)行解釋說(shuō)明；

總則—規(guī)定了數(shù)字孿生湖庫(kù)水質(zhì)管理系統(tǒng)的總體框架，并對(duì)本標(biāo)

準(zhǔn)與其他標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性關(guān)系進(jìn)行了說(shuō)明；

監(jiān)測(cè)感知體系—規(guī)定了湖庫(kù)水文監(jiān)測(cè)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面布設(shè)、監(jiān)測(cè)

頻次、監(jiān)測(cè)方法等；

數(shù)據(jù)底板—提出了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管

理數(shù)據(jù)、外部共享數(shù)據(jù)的建設(shè)內(nèi)容及數(shù)據(jù)精度、更新頻次、數(shù)據(jù)格式

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等要求；

模型庫(kù)—提出了水環(huán)境評(píng)價(jià)模型、水環(huán)境機(jī)理模型、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模

型、智能識(shí)別模型、可視化模型的適用場(chǎng)景、模型分類(lèi)、模型評(píng)價(jià)等

要求；

知識(shí)庫(kù)—提出了預(yù)警規(guī)則庫(kù)、歷史場(chǎng)景庫(kù)、預(yù)案管理庫(kù)的設(shè)計(jì)內(nèi)

容及要求；

業(yè)務(wù)應(yīng)用—提出了湖庫(kù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析、預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案

業(yè)務(wù)應(yīng)用的設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求；

附錄A—明確了水環(huán)境評(píng)價(jià)模型、水環(huán)境機(jī)理模型、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模

型、智能識(shí)別模型的具體構(gòu)建方法及要求。

（二）來(lái)源依據(jù)

1）關(guān)于系統(tǒng)體系架構(gòu)的說(shuō)明

根據(jù)水利部印發(fā)的數(shù)字孿生流域/水利工程/水網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件，

數(shù)字孿生系統(tǒng)體系架構(gòu)分為信息化基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)字孿生平臺(tái)、業(yè)務(wù)應(yīng)

用、網(wǎng)絡(luò)安全體系、保障體系等。本標(biāo)準(zhǔn)所提出的數(shù)字孿生湖庫(kù)水質(zhì)

管理系統(tǒng)參考了該體系架構(gòu)，但重點(diǎn)針對(duì)信息化基礎(chǔ)設(shè)施中的監(jiān)測(cè)感

知體系、數(shù)字孿生平臺(tái)、業(yè)務(wù)應(yīng)用的設(shè)計(jì)工作進(jìn)行規(guī)定，其他內(nèi)容參

考現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，在本標(biāo)準(zhǔn)中不再說(shuō)明。

2）關(guān)于水質(zhì)監(jiān)測(cè)感知體系建設(shè)的說(shuō)明

根據(jù)數(shù)字孿生平臺(tái)水質(zhì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)需求，湖庫(kù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)感知體系是

以自動(dòng)監(jiān)測(cè)為主、人工監(jiān)測(cè)為輔，包含常態(tài)監(jiān)測(cè)和應(yīng)急監(jiān)測(cè)。常態(tài)監(jiān)

測(cè)的建設(shè)內(nèi)容以《地表水自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ915-2017）、

《地表水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ91.2-2022）、《水環(huán)境監(jiān)測(cè)

規(guī)范》（SL219-2013）和《“十四五”國(guó)家地表水監(jiān)測(cè)及評(píng)價(jià)方案

（試行）》為依據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充規(guī)定；應(yīng)急監(jiān)測(cè)的建設(shè)內(nèi)容則以《突發(fā)環(huán)

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境事件應(yīng)急監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ589-2021）為依據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充規(guī)定。

3）關(guān)于數(shù)據(jù)底板的說(shuō)明

根據(jù)水利部印發(fā)的數(shù)字孿生流域/水利工程/水網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件，

數(shù)據(jù)底板一般分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)管理數(shù)

據(jù)、外部共享數(shù)據(jù)5大類(lèi)數(shù)據(jù)。本標(biāo)準(zhǔn)參考數(shù)字孿生數(shù)據(jù)底板分類(lèi)要

求，綜合國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料以及技術(shù)規(guī)范，以湖庫(kù)水質(zhì)數(shù)字化映射

為主要目標(biāo)，對(duì)5大類(lèi)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)內(nèi)容、精度及建設(shè)要求進(jìn)行了進(jìn)一

步的說(shuō)明與規(guī)定。數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)安全等內(nèi)容

參考水利部數(shù)字孿生數(shù)據(jù)底板相關(guān)技術(shù)文件要求，本標(biāo)準(zhǔn)不做說(shuō)明。

4）關(guān)于模型庫(kù)的說(shuō)明

根據(jù)水利部印發(fā)的數(shù)字孿生流域/水利工程/水網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件，

模型庫(kù)一般分為水利專(zhuān)業(yè)模型、智能識(shí)別模型及可視化模型。本標(biāo)準(zhǔn)

參考數(shù)字孿生模型庫(kù)分類(lèi)要求，綜合國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料以及技術(shù)規(guī)

范，以湖庫(kù)水質(zhì)精準(zhǔn)化模擬為主要目標(biāo)，提出按需構(gòu)建水環(huán)境專(zhuān)業(yè)模

型（水環(huán)境評(píng)價(jià)模型、水環(huán)境機(jī)理模型、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型）、智能識(shí)別

模型及可視化模型，并對(duì)各類(lèi)模型的適用場(chǎng)景、模型分類(lèi)、模型評(píng)價(jià)

等內(nèi)容進(jìn)行了進(jìn)一步的規(guī)定。

5）關(guān)于知識(shí)庫(kù)的說(shuō)明

根據(jù)水利部印發(fā)的數(shù)字孿生流域/水利工程/水網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件，

知識(shí)庫(kù)一般分為業(yè)務(wù)規(guī)則庫(kù)、方案庫(kù)、歷史場(chǎng)景庫(kù)等。本標(biāo)準(zhǔn)參考數(shù)

字孿生知識(shí)庫(kù)分類(lèi)要求，以湖庫(kù)水質(zhì)智慧化決策為主要目標(biāo)，綜合國(guó)

內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料以及技術(shù)規(guī)范，提出按需構(gòu)建水質(zhì)預(yù)警規(guī)則庫(kù)、歷

史場(chǎng)景庫(kù)、預(yù)案管理庫(kù)，并對(duì)各類(lèi)知識(shí)的具體建設(shè)內(nèi)容、研判規(guī)則等

進(jìn)行了進(jìn)一步的規(guī)定。知識(shí)抽取、知識(shí)融合、知識(shí)推理、知識(shí)存儲(chǔ)、

知識(shí)服務(wù)等內(nèi)容參考水利部數(shù)字孿生知識(shí)庫(kù)相關(guān)技術(shù)文件要求，本標(biāo)

9

準(zhǔn)不做說(shuō)明。

6）關(guān)于“四預(yù)”業(yè)務(wù)應(yīng)用建設(shè)的說(shuō)明

根據(jù)水利部印發(fā)的數(shù)字孿生流域/水利工程/水網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件，

業(yè)務(wù)應(yīng)用一般應(yīng)包括預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案“四預(yù)”功能。本標(biāo)準(zhǔn)

參考數(shù)字孿生四預(yù)業(yè)務(wù)分類(lèi)要求，以湖庫(kù)水質(zhì)安全為核心目標(biāo)，并結(jié)

合實(shí)際需求擴(kuò)展和升級(jí)完善，提出構(gòu)建水質(zhì)監(jiān)測(cè)分析以及水質(zhì)預(yù)報(bào)、

水質(zhì)預(yù)警、水質(zhì)預(yù)演、水質(zhì)預(yù)案等業(yè)務(wù)應(yīng)用，并對(duì)各業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)框架、

建設(shè)內(nèi)容等進(jìn)行了進(jìn)一步的規(guī)定。

三、專(zhuān)利情況說(shuō)明

無(wú)。

四、與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系分析

1.與國(guó)際、國(guó)外同類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)水平的對(duì)比情況，或與測(cè)試的國(guó)外樣

品、樣機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)比情況。

目前，國(guó)際上尚未形成針對(duì)湖庫(kù)水環(huán)境數(shù)字孿生領(lǐng)域的成熟標(biāo)準(zhǔn)

體系。本標(biāo)準(zhǔn)在數(shù)字孿生總體框架、建模方法等方面與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T

43441.1《信息技術(shù)數(shù)字孿生第1部分：通用要求》保持一致。同

時(shí)，在監(jiān)測(cè)感知、模型庫(kù)等具體技術(shù)要求上，充分借鑒吸收了歐美發(fā)

達(dá)國(guó)家在水環(huán)境監(jiān)測(cè)、模擬等領(lǐng)域的先進(jìn)做法和技術(shù)成果。在水環(huán)境

監(jiān)測(cè)技術(shù)方面，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)如ISO5667系列（水質(zhì)取樣）、ISO

5667-6:2014（河流和湖泊采樣指南）等為本標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)感知設(shè)計(jì)提供了

指導(dǎo)。同時(shí)，歐盟水環(huán)境框架指令（WFD，規(guī)范了歐盟流域水環(huán)境

管理）和美國(guó)清潔水法案（CWA，旨在保護(hù)和恢復(fù)美國(guó)水體）等也

為本標(biāo)準(zhǔn)提供了參考和借鑒。

在監(jiān)測(cè)設(shè)備方面，國(guó)外廠商在自動(dòng)化、智能化水平上通常較為領(lǐng)

先。例如德國(guó)恩德瑞斯公司的水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)多參數(shù)在線

10

監(jiān)測(cè)；美國(guó)哈希公司的便攜式紫外分光測(cè)油儀，可快速檢測(cè)水體中油

類(lèi)物質(zhì)，但國(guó)外產(chǎn)品往往需要根據(jù)中國(guó)湖庫(kù)的特點(diǎn)加以本地化適配。

在數(shù)值模型和系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)方面，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)更加注重模型與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

的緊密集成，更適應(yīng)我國(guó)特定的湖庫(kù)管理需求。

2.與國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)性分析

1）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

①本標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)感知建設(shè)內(nèi)容與《河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范》（GB50179）、

《水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50138）、《水質(zhì)湖泊和水庫(kù)采樣技術(shù)指

導(dǎo)》（GB/T14581）、《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838）等國(guó)家

標(biāo)準(zhǔn)相協(xié)調(diào)。具體來(lái)看：

《河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范》（GB50179）提出了河流流量測(cè)驗(yàn)的基本

原則、方法和技術(shù)要求。規(guī)范規(guī)定了流量測(cè)驗(yàn)的站點(diǎn)選擇、斷面布設(shè)、

測(cè)驗(yàn)儀器及設(shè)備的使用、測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄與處理方法。本標(biāo)準(zhǔn)中的流

量監(jiān)測(cè)斷面布設(shè)及測(cè)驗(yàn)方法符合《河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范》（GB50179）

的相關(guān)技術(shù)要求。

《水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50138）提出了水位觀測(cè)的基本原則、

方法和技術(shù)要求。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了水位觀測(cè)的站點(diǎn)選擇、斷面布設(shè)、觀測(cè)

儀器及設(shè)備的使用、觀測(cè)數(shù)據(jù)的記錄與處理方法。本標(biāo)準(zhǔn)中的水位監(jiān)

測(cè)斷面布設(shè)及觀測(cè)方法符合《水位觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50138）的相關(guān)

技術(shù)要求。

《水質(zhì)湖泊和水庫(kù)采樣技術(shù)指導(dǎo)》（GB/T14581）提出了湖泊

和水庫(kù)水質(zhì)采樣的基本原則、方法和技術(shù)要求。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了采樣點(diǎn)位

的選擇、樣品采集、保存及運(yùn)輸?shù)姆椒?。本?biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)采樣點(diǎn)位布設(shè)

及采樣方法符合《GB/T14581〈水質(zhì)湖泊和水庫(kù)采樣技術(shù)指導(dǎo)〉》

的相關(guān)技術(shù)要求。

11

《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838）提出了地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)

價(jià)的指標(biāo)和限值，涵蓋水溫、pH、溶解氧、電導(dǎo)率、濁度、高錳酸

鹽指數(shù)、氨氮、總磷、總氮、葉綠素a、透明度等常規(guī)指標(biāo)以及特定

污染物的濃度限值。該標(biāo)準(zhǔn)將水質(zhì)劃分為五類(lèi)（Ⅰ類(lèi)至Ⅴ類(lèi)），并為

不同類(lèi)別的水質(zhì)設(shè)定了不同的閾值，適用于飲用水源、自然保護(hù)區(qū)、

游泳區(qū)、漁業(yè)水域及一般水域等不同用途的水體。本標(biāo)準(zhǔn)中的水質(zhì)評(píng)

價(jià)方法、判斷規(guī)則、指標(biāo)限值符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838）

的相關(guān)規(guī)定，確保水質(zhì)監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)和管理的科學(xué)性和規(guī)范性。

②本標(biāo)準(zhǔn)中涉及的數(shù)字孿生相關(guān)信息技術(shù)的術(shù)語(yǔ)、框架及技術(shù)要

求與《信息技術(shù)數(shù)字孿生第1部分：通用要求》（GB/T43441.1）

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相協(xié)調(diào)，具體來(lái)看：

《信息技術(shù)數(shù)字孿生第1部分：通用要求》（GB/T43441.1）

提出了數(shù)字孿生系統(tǒng)的總體要求和技術(shù)框架，涵蓋系統(tǒng)構(gòu)建的基礎(chǔ)設(shè)

施、數(shù)據(jù)管理、模型構(gòu)建、應(yīng)用服務(wù)和安全保障等方面。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了

數(shù)字孿生系統(tǒng)應(yīng)具備的功能模塊和技術(shù)要素，包括數(shù)據(jù)采集與融合、

數(shù)字模型與仿真、數(shù)據(jù)分析與可視化、智能決策支持等。本標(biāo)準(zhǔn)中的

數(shù)字孿生湖庫(kù)水質(zhì)管理系統(tǒng)架構(gòu)及技術(shù)要求符合《信息技術(shù)數(shù)字孿

生第1部分：通用要求》（GB/T43441.1）的相關(guān)規(guī)定，確保系統(tǒng)

的整體性和先進(jìn)性。

2）水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

本標(biāo)準(zhǔn)所涉及的水文監(jiān)測(cè)感知相關(guān)建設(shè)內(nèi)容與《水文測(cè)量規(guī)范》

（SL58）、《水文調(diào)查規(guī)范》（SL196）、《水資源水量監(jiān)測(cè)技術(shù)

導(dǎo)則》（SL365）、《水資源水量監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則》（SL365）等標(biāo)準(zhǔn)

相協(xié)調(diào)，具體來(lái)看：

《水文測(cè)量規(guī)范》（SL58）提出了水文測(cè)量的基本原則、方法

12

和技術(shù)要求。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了水文測(cè)量的站點(diǎn)選擇、斷面布設(shè)、測(cè)量?jī)x器

及設(shè)備的使用、測(cè)量數(shù)據(jù)的記錄與處理方法。本標(biāo)準(zhǔn)中的水文監(jiān)測(cè)斷

面布設(shè)及測(cè)量方法符合《水文測(cè)量規(guī)范》（SL58）的相關(guān)技術(shù)要求。

《水文調(diào)查規(guī)范》（SL196）提出了水文調(diào)查的基本原則、方法

和技術(shù)要求。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了水文調(diào)查的站點(diǎn)選擇、斷面布設(shè)、調(diào)查儀器

及設(shè)備的使用、調(diào)查數(shù)據(jù)的記錄與處理方法。本標(biāo)準(zhǔn)中的水文監(jiān)測(cè)斷

面布設(shè)及調(diào)查方法符合《水文調(diào)查規(guī)范》（SL196）的相關(guān)技術(shù)要求。

《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》（SL219）提出了水環(huán)境監(jiān)測(cè)的基本原則、

方法和技術(shù)要求。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了監(jiān)測(cè)點(diǎn)位選擇、監(jiān)測(cè)指標(biāo)、采樣方法及

頻次、數(shù)據(jù)記錄與處理方法。本標(biāo)準(zhǔn)中的水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)及監(jiān)測(cè)方

法符合《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》（SL219）的相關(guān)技術(shù)要求。

《水資源水量監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則》（SL365）提出了水資源水量監(jiān)測(cè)

的基本原則、方法和技術(shù)要求。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了監(jiān)測(cè)點(diǎn)位選擇、監(jiān)測(cè)儀器

設(shè)備的使用、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的記錄與處理方法。本標(biāo)準(zhǔn)中的水量監(jiān)測(cè)點(diǎn)位

布設(shè)及監(jiān)測(cè)方法符合《水資源水量監(jiān)測(cè)技術(shù)導(dǎo)則》（SL365）的相關(guān)

技術(shù)要求。

《地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》（SL395）提出了地表水資源

質(zhì)量評(píng)價(jià)的基本原則、方法和技術(shù)要求。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、

評(píng)價(jià)方法及數(shù)據(jù)處理流程，涵蓋水質(zhì)常規(guī)指標(biāo)和特征污染物。本標(biāo)準(zhǔn)

中的水質(zhì)評(píng)價(jià)方法及指標(biāo)體系符合《地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》

（SL395）的相關(guān)技術(shù)要求。

此外，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)字孿生湖庫(kù)水質(zhì)管理信息系統(tǒng)體系架構(gòu)、

數(shù)據(jù)底板、模型庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、監(jiān)測(cè)感知體系、業(yè)務(wù)功能等建設(shè)框架和

基本要求與《數(shù)字孿生水利工程建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則（試行）》、《水利業(yè)

務(wù)“四預(yù)”基本技術(shù)要求（試行）》、《數(shù)字孿生流域數(shù)據(jù)底板地理

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空間數(shù)據(jù)規(guī)范（試行）》、《水利數(shù)據(jù)分類(lèi)分級(jí)指南（試行）》等現(xiàn)

行數(shù)字孿生相關(guān)技術(shù)文件架相協(xié)調(diào)，并在此基礎(chǔ)上細(xì)化深化了水質(zhì)業(yè)

務(wù)。

3）生態(tài)環(huán)境行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

本標(biāo)準(zhǔn)在水質(zhì)目標(biāo)管控、評(píng)價(jià)模型、預(yù)警分級(jí)、應(yīng)急處置等環(huán)節(jié)，

全面采納了HJ494《水質(zhì)采樣指導(dǎo)》、HJ589《突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急監(jiān)

測(cè)》等生態(tài)環(huán)境行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的相關(guān)內(nèi)容，并結(jié)合數(shù)字孿生場(chǎng)景對(duì)

上述標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用方式進(jìn)行了細(xì)化。同時(shí)，本標(biāo)準(zhǔn)在總體框架、模型分

類(lèi)、數(shù)據(jù)要求等部分，參考吸收了HJ511《生態(tài)環(huán)境信息化體系指南》

和HJ/T416《環(huán)境信息術(shù)語(yǔ)》的內(nèi)容，加強(qiáng)了與生態(tài)環(huán)境信息化體系

的協(xié)調(diào)性。具體來(lái)看：

《水質(zhì)采樣技術(shù)指導(dǎo)》（HJ494）提出了水質(zhì)采樣的基本原則、

方法和技術(shù)要求。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了采樣點(diǎn)位選擇、樣品采集、保存及運(yùn)輸

方法，涵蓋湖泊（水庫(kù)）入流、出流邊界及重要水域的采樣要求。采

樣方法應(yīng)確保樣品的代表性和穩(wěn)定性。本標(biāo)準(zhǔn)中的水質(zhì)采樣點(diǎn)位布設(shè)

及采樣方法符合《水質(zhì)采樣技術(shù)指導(dǎo)》（HJ494）的相關(guān)技術(shù)要求。

《水質(zhì)采樣方案設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（HJ495）提出了水質(zhì)采樣方

案設(shè)計(jì)的基本原則、方法和技術(shù)