党的十八大以来，习近平总书记强调科技创新的核心地位，提出提升流域设施数字化、网络化、智能化水平的要求。在此背景下，水利部积极推进智慧水利建设，建设数字孪生流域。黄委按照 “需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力” 的要求，以数字化、网络化、智能化为主线，全面推进算据、算法、算力建设，加快构建具有预报、预警、预演、预案功能的数字孪生黄河项目。这是贯彻落实黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略的迫切需要，是推动新阶段黄河流域水利高质量发展、全面提升水安全保障能力的有力驱动和支撑，也是衡量黄河流域水利高质量发展的重要标志。

一、科学认识数字孪生黄河

“数字孪生”是现实世界实体或系统的数字化体现，是实现智慧水利的核心与关键。早在2001年，党和政府就已经提出以现代化手段在黄河流域及相关地区构建人文自然一体化的数字集成平台。今天数字孪生黄河这一概念正是对这一设想的延续发展。数字孪生黄河是基于数字孪生技术，通过对现实中的黄河流域全要素和保护治理活动全过程进行数字映射、智能模拟、前瞻预演，实现与现实黄河的同步仿真运行、虚实交互、迭代优化、时监控、发现问题、优化调度。在这一治理目标指引下，2021年11月，水利部印发了《关于大力推进智慧水利建设的指导意见》和《“十四五”期间推进智慧水利建设实施方案》，为推进以构建数字孪生流域为核心的智慧水利建设明确了时间表、路线图、任务书和责任单。2022年5月，黄委印发《数字孪生黄河建设规划（2022-2025）》，为“十四五”时期数字孪生黄河建设提供了重要依据。

二、数字孪生黄河建设意义

（一）政治意义

黄河是中华民族的母亲河，但受制于生产力、自然环境和社会制度等因素制约，如何更好治理黄河成了困扰中华民族几千年的重大难题。而数字孪生黄河项目构建，则有望通过技术创造性完成黄河治理的历史任务。加快构建数字孪生黄河，是坚持“两山理论”的具体体现，也是贯彻落实黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略的迫切需要，是推动新阶段黄河流域水利高质量发展、全面提升水安全保障能力的有力驱动和支撑。彰显执政党关注民生、顺应民意、为百姓着想的关切和情谊，把人民对美好的生态生活、物质生活、社会生活的需要落到实处，彰显了中国共产党执政为民的使命宗旨和政治本色。

（二）实践意义

数字孪生黄河在黄河保护治理中具有重要现实意义。数字孪生技术以多维模型和融合数据为驱动，实现了物理世界与数字世界的双向实时交互，为黄河装上了“最强大脑”，让黄河水文数据跑起来，治理参考维度丰富起来。在技术加持之下，管理部门对黄河流域进行全面感知，通过构建三维虚拟模型，直观展现黄河流域的地理地貌、水文特征、生态环境等信息，实现对流域的实时监测和动态管理，为黄河治理决策提供精准的数据支撑和分析研判，辅助决策者制定科学的水资源管理方案。例如，2022年6月，黄河防汛会商预演系统启用之后当年就发挥了重要现实作用。当年汛期发布了240期雨量预报、240 期洪水预报，开展了 48 次水库调度方案计算，有效支撑了 45 次防汛抗旱会商。在 2022 - 2023 调度年，流域全覆盖、会商预演、全流域检测数据共享等方式，推进水资源集约节约安全保障，为黄河水资源管理提供了有力的信息支撑。在当年度黄河可供水量偏少 40 亿立方米的情况下，实现水资源利用质效不受影响的目标，这与数字孪生水资源管理系统的应用密不可分。

（三）生态意义

生态优先是习近平生态文明思想一以贯之的基本原则，也是黄河治理的重要原则。黄河流域穿越青藏高原、黄土高原等重要生态环境地区，其生态治理效果直接关系到我国人居安全和生态安全建设大局。数据孪生黄河在生态建设方面，通过对黄河流域生态环境的全面感知和实时监测，为生态保护提供精准的数据支撑。对于科学提升黄河流域生态治理质效有根本性的帮助。尤其是数字孪生黄河在项目应用上，通过大数据监测协助行政执法提升黄河流域工业化绿色发展水平，强化对工业用水、能源消费等方面的监管能力，推动黄河流域水治理这一关键性工作提升质效，促进产业结构调整和布局优化，推进流域生态保护和经济社会高质量发展相协调，为黄河流域工业绿色低碳转型奠定坚实基础。

（四）文化意义

在文化建设方面，数字孪生黄河为黄河国家文化公园建设提供新的思路和方法。通过构建黄河流域的三维虚拟模型，直观展现黄河流域的地理地貌、水文特征、生态环境等信息，为黄河文化的保护传承弘扬提供了新的手段。例如，打造人民治黄主题展示区、筹建国家级治黄纪念馆，借助数字化技术、场景复原和沉浸式体验等形式，生动展示在中国共产党领导下波澜壮阔的黄河治理史诗，彰显人民治黄伟力。同时，数字孪生黄河还可以为黄河文化的对外传播提供新的平台和方式，提升黄河文化的影响力。如加快构建黄河文化国际传播内容体系，努力提升展陈能力，不断创新 AR、VR、元宇宙等现代传播方式，多方位展示推广黄河文化。

三、数字孪生黄河推进路径

（一）强化政治引领

数字孪生黄河建设需要坚持党的引领。新中国成立后，毛泽东同志于1952年发出“要把黄河的事情办好”的伟大号召，党和国家把这项工作作为治国兴邦的大事来抓。十八大之后，以习近平同志为核心的党中央将黄河流域生态保护和高质量发展作为事关中华民族伟大复兴的千秋大计，习近平总书记多次就黄河流域治理工作发表重要讲话、作出重要指示批示，为工作指明了方向，提供了根本遵循。因此，在数字孪生黄河建设过程中，要把党的领导始终贯穿于黄河流域生态保护和高质量发展各领域各方面各环节。加强党的政治建设，坚定领导干部政治理想信念，改进工作作风。要发挥党纵览全局和协调各方的核心作用，克服当前跨流域治理难题，确保数字孪生黄河建设工作始终处于正确而高效的道路上。在中国共产党的领导下，发挥社会主义制度优势，建设好数字孪生黄河优势，真正实现黄河治理从被动到主动的历史性转变。

（二）重视实践反馈

从理论构想到实践落地，需要实践反馈信息用以优化完善数字孪生系统。理论上，数字孪生黄河建设可以分为三个层次，分别是底层的“协同感知层”，主要搜集自然黄河的各项科学数据进行分析建模；位于中间层的“基层整合层”，对搜集的数据信息进行整合利用，为后续分析优化工作提供高质量数据资源；位于最顶层的“应用融合层”，将数据分析信息转化为应用层面的决策和行政执法等内容。但在技术分层之外，确保数字孪生黄河项目科学良心发展的关键还在于实践反馈。及时准确的实践反馈能够对数据集成整合和治理效果进行最真实的评判，用以调整技术层面的关键参数和计算逻辑，通过评估优化机制总结现实需求，提升数字孪生黄河项目的自我修正效率，完善数据应用质量管理机制。因此，应鼓励数字孪生黄河建设的参与方包括各级政府部门、水利管理机构、科研院所、企业等，需要建立健全用户反馈与参与机制，定期听取建设参与方的需求，了解各方实际建设应用情况，收集各方改进意见。最终在技术和实践层面完成由内而外、自上而下的建设流程闭环。在治理层面实现自然黄河和虚拟黄河的科学链接，真正发挥数字“智慧”在黄河治理中的适应性和自我优化能力。

（三）加强技术支撑

技术支撑是推动数字孪生黄河平台建设的关键动力，应从以下三个方面强化技术支持。首先，要重视信息采集。数字孪生黄河的技术关键环节是自然黄河的数据采集。详尽的水利全要素获取对于提升流域治理管理全过程检测感知能力有至关重要的意义。因此，要充分利用中国资源卫星数据中心的信息交互机制，确保卫星数据及时全面；缩短黄河流域管理机构自身关于水文遥感检测的反馈周期，及时更新数据预言准确度；发挥无人机采集信息的灵活优势，尤其是无人机在人员检测难以到达地区的数据监测和反馈能力。其次，要确保信息传输高效及时。黄河流域自然地貌复杂，涉及环境多样，信息网络覆盖不全面，信息监测设备并不能满足全流域检测需要，全流域信息传递渠道还有待进一步完善。在这一情况下需要优先确保当前信息传递基础设施完善有效，保证关键基础设施的日常维护。与此同时，要尽快推动智能网络和新技术的使用，确保信息传递稳定、及时，逐步升级流域信息数据传输系统。最后，要优化数据管理。数据孪生黄河在执行应用阶段，对“算据、算法、算力”的研究和应用有更高的要求。当前阶段，数字孪生黄河建设整合了黄河各类视频资源 4400 路，接入有关省（区）水库视频资源 3066 路，但客观问题是数据来源仍待整合，数据的融合深度还不够。应当加快速度推进数字算法和算力研究，构建以水利数据为核心的流域级水利数据模型，增强黄河一张图二维三维数据融合和展现能力。

（四）完善立法规范

高质量的立法是事业发展的坚实保障。作为新生事物，数字孪生黄河项目也同样面临数字孪生技术面临的一系列法律问题。为了更好保障数字孪生黄河项目建设健康发展，需要相关部门重视立法支持和引导。首先，区域工作协调有法可依。发展数字孪生黄河项目，需要流域跨行政区域、各垂直部门之间进行统筹协调，而健全的法律法规是统筹协调的基本保障。其次，数据法益应明确。数字孪生黄河项目构建涉及到数据资源的权利划分。立法部门需要不断完善数字孪生领域的法律规范，不仅要保障政府合法行使权利、依法履行义务，也要确保参与治理的非政府方，作为数据的提供者享有使用权利，明确其使用的数据内容和界限。再次，依法明确数据搜集技术和数据安全研判标准。数字孪生黄河项目当前面临的重要问题之一是数据来源复杂，数据搜集标准不一，需要制定明确的操作标准进行统一。除此之外，要有步骤地开展数字孪生技术应用的安全测评和风险研判，及时调整相应的法律法规，使新技术的使用不越轨、不移位、不逾矩，守住法律的底线。为构建具有高度安全性和隐私性的数据环境，政府部门应加强对数据环境的整治和监督。最后，要建立法定数据环境监管制度。数字孪生黄河项目是跨流域治理的重要方式，涉及主体范围较广，参与建设单位和个人较众，需要政府为政府统一监管该项目中数据环境提供法律依据，营造安全、稳定、和谐的数据环境。

结语

中华民族治理黄河的历史也是一部治国史。加快构建“数字孪生黄河”，是贯彻落实黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略的迫切需要，是推动新阶段黄河流域水利高质量发展、全面提升水安全保障能力的有力驱动和支撑。（作者：马阳阳 中共河南省委党校法学部讲师）