数字孪生长江是指利用数字孪生技术对长江流域进行数字化建模和模拟，以实现对长江流域的实时监控、管理和优化。数字孪生技术通过创建物理世界及其行为的虚拟映射，可以用于预测、模拟和优化现实世界的各种情况。在长江领域，数字孪生长江的建设涉及多个方面，包括水资源的监测与管理、防洪安全、生态保护等。
数字孪生长江的应用
防洪安全
实时监测与预警：数字孪生技术通过集成物联网传感器、卫星遥感、无人机巡查等多源数据，实现实时监测河流水位、降雨量、土壤湿度等关键指标。这些数据被实时传输至虚拟模型中，模拟真实世界的情况，一旦监测到洪水风险，立即触发预警系统，为决策者提供即时的预警信息，有效缩短响应时间，为居民撤离和财产保护赢得宝贵时间。
洪水动态模拟与预测：基于历史洪水数据和实时监测数据，数字孪生模型能够进行高精度的洪水动态模拟，预测洪水的扩散路径、到达时间、最高水位等关键参数。这种预测能力对于制定精准的防洪策略至关重要，使相关部门能够提前部署防洪资源，如开启闸门、调度水库泄洪、设置临时防洪墙等，有效减轻洪水灾害的影响。
智能决策支持：数字孪生技术通过集成算法，对模拟结果进行深度分析，为防洪决策提供科学依据。系统能够快速评估不同防洪措施的效果，帮助决策者在短时间内选择最优方案，如优化排水系统、调整水资源分配、指导紧急疏散路线等。
水资源管理
一体化监测感知体系：数字孪生长江通过构建“天空地内水”一体化的透彻监测感知体系，实现对水资源的实时监控和管理。该体系包括水文站网、视频和遥感等监测手段，能够全面提升流域综合监测和管控能力。
精细化治理：数字孪生流域建设将数据监测的单位从单个水利工程拓展至大型水利工程群、从单个河段拓展至整个流域，将预测的时程单位从时、日拓展至周、月、季度等，有助于提升水资源管理效率和科学化水平。
智慧水利体系：在精准掌握流域水循环及其伴生的水环境、水生态、水沙等情况的基础上，构建具有预报、预警、预演、预案功能的智慧水利体系，推动水安全风险从被动应对向主动防控转变。
生态保护
智慧化系统化创新：数字孪生技术通过增强情景推演和系统仿真能力，实现流域综合管理的智慧决策。依托信息技术，研发信息时空分异和动态变化新模型、新算法，提升流域洪水、大范围干旱及生态系统演变的预测预警能力。
全流域水土保持数字化场景：建设流域水土保持业务应用，全面提升流域综合监测和管控能力，逐步建成“智慧长江”，为“安澜长江、绿色长江、和谐长江、美丽长江”和长江经济带水利支撑保障工作提供有效信息支撑。
数字孪生长江的应用优势
提高决策效率：数字孪生可以帮助水利部门快速获取大量数据，进行分析和预测，从而更准确地制定决策。
降低成本：数字孪生可以减少实际建设过程中的试验和错误，降低建设和维护成本。
提高安全性：数字孪生可以帮助水利部门预测和避免潜在的风险，保障人员和财产安全。
促进可持续发展：数字孪生可以帮助水利部门更好地管理和利用水资源，促进可持续发展。
数字孪生长江的建设不仅提升了长江流域的治理水平，还为其他流域乃至国家数字化转型提供了宝贵经验。
数字孪生长江的建设进展
数字孪生丹江口
试运行与成果：数字孪生丹江口工程于2023年9月初上线试运行，系统引入了卫星遥感、北斗、AI、5G等多项新技术，构建了“空天地内水”一体化的精确监测感知体系，实现了大坝、水质、库区、防洪、供水等各个安全的“四预”智能应用。
国际领先水平：该工程的技术成果整体达到国际领先水平，为丹江口水库管理向数字化转型提供了强有力的技术支撑。
数字孪生三峡
预报模型与知识平台：数字孪生三峡通过构建预报模型和知识平台，实现了对物理流域的快速实时数字映射。平台具备防洪精准调度、三峡枢纽工程运行安全管理、三峡水库运行安全管理等多项功能，确保三峡工程长期安全稳定运行。
综合效益模式：数字孪生三峡不仅考虑三峡工程自身的运行安全，还考虑其在长江流域调度管理中的作用，实现工程按照流域管理要求实施调度管理。
长江流域全覆盖水监控系统建设
重大水利工程：该系统是国务院确定的150项重大水利工程之一，旨在通过数字孪生流域建设，进一步提升对流域治理管理决策的支持。项目通过构建覆盖长江干流、雅砻江、岷江、嘉陵江等重点区域的水监测感知体系和全过程管控应用体系，提升预报、预警、预演、预案的能力。
智慧长江建设：项目旨在打造符合智慧水利特征的流域管理信息化综合体系，解决涉水问题发现不全面、不及时、不精准等问题，全面提升流域综合监测和管控能力。
数字孪生长江在2024年的最新进展
数字孪生丹江口2.0版：持续优化完善，成功应用于丹江口水库汛末170米蓄水全过程，实现大坝性态、库岸稳定、水质状况的同步跟踪与动态推演。
数字孪生汉江：成功应用于南水北调中线水量调度计划编制及计划滚动执行，为南水北调供水有序开展提供了重要保障。
数字孪生江垭皂市：在水库防汛抢险应急演练和库区智慧巡查中有效应用。
数字孪生三峡2.0版：初步建成，聚焦三峡工程库区、坝区及下游影响区L3级数据底板，构建了长江中下游全域L1级、行蓄洪空间L2级以及重点防洪工程L3级相耦合的多源数据融合数据底板。
数字孪生长江的建设不仅提升了长江流域的治理水平，还为其他流域乃至国家数字化转型提供了宝贵经验。通过实时监测、智能决策、一体化监测感知体系和智慧水利体系建设，数字孪生长江在防洪安全、水资源管理和生态保护等方面发挥了重要作用，推动了长江流域的高质量发展。
