为进一步推动美丽中国建设，全面助力广西壮族自治区水生态环境管理数字化和智慧化转型，广西壮族自治区生态环境厅委托中国环境科学研究院牵头打造了广西首个水生态环境大数据预测模型和“数字漓江”孪生系统平台。

深度融合河流动力学模型、机器学习云计算、多模态嵌套等技术，实现了广西壮族自治区112个国家控制断面水质变化未来趋势的预测预警；嵌入广西“生态云”系统平台并实现业务化运行，对及时防范断面水质超标风险进行科学指导。系统的建立显著提升了广西壮族自治区水环境管理数字化、智能化和现代化监管水平。

1、“四个一”支撑水环境管理核心业务场景

直接面向广西生态环境厅实际水环境管理业务工作需求，围绕数据的“可感知、可分析、可预测、可监管”为主要目标，打造建设“四个一”业务化场景，数字赋能生态环境领域多个核心业务场景。

广西全自治区及漓江流域数字漫游

“一张网”赋能数据收集，实现多尺度数据感知。联合广西生态环境监测中心联合构建“天空地”一体化智能感知体系，通过高精度遥感解译、无人机制导、无人船走航、环境DNA等多种技术手段，对流域内重点干支流水生态环境监测由点向立体化跃变，摸清流域底数。

“一个库”赋能数据融合，解决多源数据匹配。进行大数据标准化、冗余分析和数据清洗，建立广西全自治区、重点湖库和干支流的“水生态环境主题数据库”，支撑水环境现状分析、关键影响因子判别、污染规律研判和汛期污染强度计算等，实现监测数据动态可视化分析，精准研判流域问题。

“一平台”赋能环境预测，识别未来超标风险。自主研发物理模型和大数据算法融合的“广西水生态环境大数据管理平台”，内嵌漓江数字孪生系统，建立全流域污染源和水质响应关系，实现关键断面水环境预测、动态预警、污染溯源和智慧决策，预测变化规律。

“一终端”赋能水环境管控，支撑科学精准决策。针对不同系统处理能力设计三维、二维和一维多个操作模式，开发电脑端和智能移动APP，实时了解最新数据变化状况和应急事件，提升环境管理的便捷性和实时性，“掌”握水环境现状和未来。

2、大数据+机理“双引擎”模型驱动，可精准预测未来5天水质变化

充分融合河流生态动力学机理模型和大数据挖掘算法分析手段的优点，同时兼顾提升模型的计算效率和机理可解释性。集成研发流域水文系统模型（DTVGM）和水动力水质模型（EFDC），深度融合人工智能机器学习算法模型（Light-GBM），实现关键指示水生物过程模拟和多尺度系统嵌套优化，创新提出了“机理+大数据”双引擎驱动河流生态环境系统模型预测技术。

流域三维数字重构及双引擎驱动模拟重点河段水生态环境

实现了广西全境112个国控自动站关键指标未来5天变化的精准预测，平均水质实时模拟预测精度可达80%。基于模型模拟预测结果，支撑地方生态环境部门制定分级预警规则，对水质超标突变进行实时预警和情景分析，支撑多个重点区域生态修复工程规划实施。

3、打造流域首个“数字漓江”孪生系统，实现河流水面以上、水底以下三维数字映射模拟

以数字孪生技术和虚拟仿真引擎为底层构架，基于CPU/GPU 异构并行计算，将流域、坡面、河道、生物等多场景等复杂物理系统的结构映射到数字化的虚拟世界，打造漓江首个水环境数字孪生模型系统。基于漓江立体监测体系，实现漓江流域全天候、全方位的虚拟映射，支撑地方管理部门实时感知漓江重点河道断面气象、水文水动力、水污染迁移和水生物群落游动轨迹，为维系漓江水生态健康提供重要保障。

漓江数字孪生平台：精准捕捉水下鱼类生物多样性及游动轨迹

下一步，将持续推进大数据系统平台的多源数据输入和跨部门融合，强化大数据模型训练能力，进一步提升关键断面水质模拟预测和污染溯源精度，科技推动助力水生态环境数字化和生态文明建设。