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本方案属于水利部智慧水利 “2+N” 业务框架 N 项拓展业务（农村水利水电），对标数字孪生灌区、农村供水规范化建设、农业水价综合改革相关技术要求，面向大中型灌区、小型灌区、高标准农田、农村集中供水工程、机井管控场景，构建墒情 - 水情 - 农情一体化感知网络 + 灌区水文配水模型集群 + 灌区与农水一体化业务平台。打通从渠首、干支斗农渠、田间取水口到农户用水、农村供水水源、水厂、管网末端的全链条管控，实现灌溉用水精准调度、按量计费、节水考核、旱情防御、供水异常预警、工程巡检养护一体化管理，破解灌区粗放输水、计量缺失、管护薄弱、农村供水分散监管难等痛点，助力农业节水增效、地下水压采、粮食安全、农村饮水安全保障。
二、适用对象
✅ 省、市、县水利局农村水利科、灌区管理处（所）
✅ 大中型灌区、续建配套与现代化改造项目业主单位
✅ 高标准农田建设主管单位、农业水价改革试点区域
✅ 农村集中供水工程运营单位、村镇供水运维主体
✅ 地下水超采区、井灌区、机井管控主管部门
✅ 乡镇水利站、村级水管员、物业化管护服务企业
三、覆盖业务场景
- 灌区渠首、干支斗农渠水量监测、智能闸门远程配水调度
- 农田墒情、作物需水监测、精准灌溉、节水管控
- 农业取水计量、用水台账、水费计收、水权履约监管
- 井灌区机井远程管控、取水限额、地下水超采预警
- 灌区旱情监测、抗旱供水调度、缺水风险处置
- 农村集中供水水源、水厂、管网压力流量、水质在线监测
- 农村供水爆管、低压、停水、水质异常告警与工单处置
- 灌区渠系、泵站、分水口、供水管道巡检养护、隐患闭环
- 种植结构遥感识别、灌溉用水定额考核、节水成效评估
四、行业痛点
五、总体架构
1. 感知层｜墒情 + 水情 + 农情 + 供水一体化感知
超声波 / 雷达明渠流量计、智能分水测控闸门、土壤墒情站、机井 IC 卡 / 远传水表、管道压力传感器、水质在线监测仪、水位计、闸位传感器、泵站电流电压采集终端、AI 视频监控、遥感墒情解译、RTU、低功耗边缘网关、太阳能供电终端、NB-IoT/4G 通信终端；采集渠系流量、墒情、取水水量、水厂工况、管网压力水质、工程影像信息。
2. 底座层｜数字孪生灌区底板
灌区渠系拓扑、分水单元网格、地块种植信息、农村供水管网 GIS、水利对象编码、长序列用水 / 墒情历史库、工程台账库，为模型演算、业务应用提供统一算据底座。
3.引擎层｜专业模型集群
作物需水预测模型、灌区渠系水动力模型、轮灌优化配置模型、墒情旱情评估模型、机井取水管控模型、管网水力模型；支持多轮灌方案并行演算、节水效果对比、干旱情景模拟。
4. 业务层｜灌区农水版四预闭环
预报（来水预报 + 作物需水预报 + 旱情研判）→预警（缺水预警、超量取水预警、供水水质 / 压力异常、地下水超采预警）→预演（轮灌方案仿真、抗旱配水推演、爆管影响范围模拟）→预案（抗旱供水预案、停水抢修预案、轮灌调度预案）+ 计量收费、巡检养护、节水考核。
5. 联动层｜外部协同通道
对接全国农村水利管理平台、水资源监控平台、高标准农田监管平台、水利水旱灾害防御平台；对接水厂自控、闸门 PLC 控制柜，支持指令下发、状态回传。
六、核心能力
✅ 预报｜墒情驱动，需水精准预判
融合气象、土壤墒情、遥感作物长势、种植结构，分灌溉单元动态计算作物需水量；结合渠首来水、水库供水计划，滚动生成轮灌计划，预判缺水区域、缺水量，支撑抗旱提前准备。
✅ 预警｜多维度阈值管控，分级告警闭环
配置取水指标、墒情干旱等级、地下水开采限额、供水压力、水质阈值；对超定额取水、墒情干旱、机井私启、管网低压、水质超标自动蓝黄橙红分级预警；推送至水管员、运维班组，工单签收处置。
✅ 预演｜轮灌方案仿真，配水方案比选
在数字孪生灌区场景中，设置不同来水、不同干旱工况，驱动渠系水动力模型模拟输水过程；对比不同轮灌顺序、闸门开度方案的输水损耗、灌溉覆盖效果、缺水时长，优选节水、均衡配水方案；模拟供水管网爆管停水影响范围，辅助抢修调度。
✅ 预案｜结构化抗旱与供水抢修预案
抗旱、停水抢修、应急供水预案结构化入库；旱情、供水故障预警触发时，自动匹配预案，推送分水调度顺序、关井清单、应急供水水源、抢修队伍、物资清单，处置过程全程留痕。
✅ 配套核心业务能力
- 灌区农水一张图：渠系、分水口、墒情站点、机井、供水工程、用水单元一屏可视化总览
- 智能配水与闸门自控：远程 / 现地控制分水闸门、泵站启停，按轮灌计划自动调度，支持手自一体
- 用水计量与水费管理：分水口、机井、农户用水自动计量，账单生成、线上缴费、节水奖励核算，支撑农业水价改革
- 机井管控：远程启停、限额取水、超时锁控、非法取水识别，服务地下水超采治理
- 农村供水运维：水源 - 水厂 - 管网末端压力流量水质监控、爆管研判、抢修工单、供水台账
- 工程巡检养护：移动端扫码巡查、渠道病害上报、养护计划、验收归档
- 节水考核评估：灌溉水利用系数、用水定额达标率、节水成效自动统计，一键生成上报报表
七、核心交付成果
1. 灌区 / 农村供水数字孪生底板、渠系与管网拓扑、地块用水单元数据库
2. 作物需水、渠系配水、旱情评估、管网水力模型包、模型率定成果
3. 阈值规则库、轮灌方案库、抗旱 / 供水抢修预案库、定额指标库
4. 农村水利与灌区一体化管控平台、灌区决策驾驶舱、水管员移动端 APP
5. 闸门、泵站、水厂自控对接协议、上级农水监管平台上报接口包
6. 水费模板、巡检表单、节水考核报表、运维培训手册
八、配套产品
1. 软件产品
> 水利一张图 & 对象编码系统、数据汇聚治理平台、模型管理引擎、灌区配水模型套件、数字孪生仿真引擎、灌区农水管控平台、农水运维 APP、水费收缴子系统
2. 硬件产品包
> 标准版（常规灌区、高标准农田）：雷达明渠流量计、墒情监测站、太阳能 RTU、一体化立杆、智能测控分水闸门
> 井灌区专项版：远传 IC 卡机井控制器、地下水水位监测仪、取水计量终端
> 农村供水高配版：压力变送器、水质多参数监测仪、管道流量终端、水厂 PLC 控制柜、AI 视频球机
> 偏远野外增强版：北斗备份通信终端、低功耗太阳能供电套件
九、方案优势
1. 贴合农水业务规范：对标农村水利水电、数字孪生灌区、农业水价改革相关要求，支持向上接入农水监管系统，满足项目验收、绩效考核。
2. 灌溉 + 农村供水一体化：一套平台同时覆盖灌区灌溉调度和村镇供水监管，适配县域农村水利统一运维管理模式，降低平台建设成本。
3. 适配田间低功耗野外场景：大量采用太阳能供电、NB-IoT 低功耗设备，部署简单、施工成本低，适配分散、偏远田间点位。
4. 管控直达末端，支撑水价改革：计量到分水单元、到机井，直接联动水费核算、节水奖励，解决农业用水 “管不到末端” 的痛点。
5. 轻量化分级交付：提供【大型灌区数字孪生完整版】【县域农水一体化管控版】【井灌区 / 小型供水简易计量管控版】，适配不同项目预算。
十、典型案例
1. 感知层｜墒情 + 水情 + 农情 + 供水一体化感知
超声波 / 雷达明渠流量计、智能分水测控闸门、土壤墒情站、机井 IC 卡 / 远传水表、管道压力传感器、水质在线监测仪、水位计、闸位传感器、泵站电流电压采集终端、AI 视频监控、遥感墒情解译、RTU、低功耗边缘网关、太阳能供电终端、NB-IoT/4G 通信终端；采集渠系流量、墒情、取水水量、水厂工况、管网压力水质、工程影像信息。
2. 底座层｜数字孪生灌区底板
灌区渠系拓扑、分水单元网格、地块种植信息、农村供水管网 GIS、水利对象编码、长序列用水 / 墒情历史库、工程台账库，为模型演算、业务应用提供统一算据底座。
3.引擎层｜专业模型集群
作物需水预测模型、灌区渠系水动力模型、轮灌优化配置模型、墒情旱情评估模型、机井取水管控模型、管网水力模型；支持多轮灌方案并行演算、节水效果对比、干旱情景模拟。
4. 业务层｜灌区农水版四预闭环
预报（来水预报 + 作物需水预报 + 旱情研判）→预警（缺水预警、超量取水预警、供水水质 / 压力异常、地下水超采预警）→预演（轮灌方案仿真、抗旱配水推演、爆管影响范围模拟）→预案（抗旱供水预案、停水抢修预案、轮灌调度预案）+ 计量收费、巡检养护、节水考核。
5. 联动层｜外部协同通道
对接全国农村水利管理平台、水资源监控平台、高标准农田监管平台、水利水旱灾害防御平台；对接水厂自控、闸门 PLC 控制柜，支持指令下发、状态回传。
✅ 预报｜墒情驱动，需水精准预判
融合气象、土壤墒情、遥感作物长势、种植结构，分灌溉单元动态计算作物需水量；结合渠首来水、水库供水计划，滚动生成轮灌计划，预判缺水区域、缺水量，支撑抗旱提前准备。
✅ 预警｜多维度阈值管控，分级告警闭环
配置取水指标、墒情干旱等级、地下水开采限额、供水压力、水质阈值；对超定额取水、墒情干旱、机井私启、管网低压、水质超标自动蓝黄橙红分级预警；推送至水管员、运维班组，工单签收处置。
✅ 预演｜轮灌方案仿真，配水方案比选
在数字孪生灌区场景中，设置不同来水、不同干旱工况，驱动渠系水动力模型模拟输水过程；对比不同轮灌顺序、闸门开度方案的输水损耗、灌溉覆盖效果、缺水时长，优选节水、均衡配水方案；模拟供水管网爆管停水影响范围，辅助抢修调度。
✅ 预案｜结构化抗旱与供水抢修预案
抗旱、停水抢修、应急供水预案结构化入库；旱情、供水故障预警触发时，自动匹配预案，推送分水调度顺序、关井清单、应急供水水源、抢修队伍、物资清单，处置过程全程留痕。
✅ 配套核心业务能力
- 灌区农水一张图：渠系、分水口、墒情站点、机井、供水工程、用水单元一屏可视化总览
- 智能配水与闸门自控：远程 / 现地控制分水闸门、泵站启停，按轮灌计划自动调度，支持手自一体
- 用水计量与水费管理：分水口、机井、农户用水自动计量，账单生成、线上缴费、节水奖励核算，支撑农业水价改革
- 机井管控：远程启停、限额取水、超时锁控、非法取水识别，服务地下水超采治理
- 农村供水运维：水源 - 水厂 - 管网末端压力流量水质监控、爆管研判、抢修工单、供水台账
- 工程巡检养护：移动端扫码巡查、渠道病害上报、养护计划、验收归档
- 节水考核评估：灌溉水利用系数、用水定额达标率、节水成效自动统计，一键生成上报报表
七、核心交付成果
1. 灌区 / 农村供水数字孪生底板、渠系与管网拓扑、地块用水单元数据库
2. 作物需水、渠系配水、旱情评估、管网水力模型包、模型率定成果
3. 阈值规则库、轮灌方案库、抗旱 / 供水抢修预案库、定额指标库
4. 农村水利与灌区一体化管控平台、灌区决策驾驶舱、水管员移动端 APP
5. 闸门、泵站、水厂自控对接协议、上级农水监管平台上报接口包
6. 水费模板、巡检表单、节水考核报表、运维培训手册
八、配套产品
1. 软件产品
> 水利一张图 & 对象编码系统、数据汇聚治理平台、模型管理引擎、灌区配水模型套件、数字孪生仿真引擎、灌区农水管控平台、农水运维 APP、水费收缴子系统
2. 硬件产品包
> 标准版（常规灌区、高标准农田）：雷达明渠流量计、墒情监测站、太阳能 RTU、一体化立杆、智能测控分水闸门
> 井灌区专项版：远传 IC 卡机井控制器、地下水水位监测仪、取水计量终端
> 农村供水高配版：压力变送器、水质多参数监测仪、管道流量终端、水厂 PLC 控制柜、AI 视频球机
> 偏远野外增强版：北斗备份通信终端、低功耗太阳能供电套件
九、方案优势
1. 贴合农水业务规范：对标农村水利水电、数字孪生灌区、农业水价改革相关要求，支持向上接入农水监管系统，满足项目验收、绩效考核。
2. 灌溉 + 农村供水一体化：一套平台同时覆盖灌区灌溉调度和村镇供水监管，适配县域农村水利统一运维管理模式，降低平台建设成本。
3. 适配田间低功耗野外场景：大量采用太阳能供电、NB-IoT 低功耗设备，部署简单、施工成本低，适配分散、偏远田间点位。
4. 管控直达末端，支撑水价改革：计量到分水单元、到机井，直接联动水费核算、节水奖励，解决农业用水 “管不到末端” 的痛点。
5. 轻量化分级交付：提供【大型灌区数字孪生完整版】【县域农水一体化管控版】【井灌区 / 小型供水简易计量管控版】，适配不同项目预算。
十、典型案例
