智慧水利是智慧地球的思想与技术应用于水利行业的成果。它利用物联网技术，泛在、自动、实时地感知水资源、水环境、水过程及水利工程的各关键要素、关键点、关键位置和关键环节的数据；通过通信网络传送到数据库，进行云存储；在虚拟水空间，利用云计算等智能计算技术进行数据处理、建模和推演，从而做出科学优化的判断和决策，并反馈给人或设备，以采取对应的措施和行动有效解决各种水利问题，提高水资源的利用率、水工程的效果、效益以及工作效率，有效保护水资源与水环境，防灾减灾，实现人水和谐。
总体来说，智慧水利是通过对河流、水库、堤坝、水闸、取水设施、水源地等水利信息资源整合，实现水利信息感知、采集、传输、汇总、分析、预警及应用的网络化、自动化、智能化和可视化，实时实现水利信息共享，提升水利工程运用和管理的效率和效能。
2020年12月10日，水利部与华为签署战略合作协议，双方就加强云、5G、AI、联接、计算等数字技术在水利行业更大范围、更多领域的应用达成多项共识，共同推进水利行业高水平质量的发展。华为又分别与黄河委员会、海河委员会、南水北调东线和中线、中国水利水电科学研究院，以及广东、湖北、重庆等省市水利水务单位达成合作，全面助力水利水务实现现代化。
2021年3月22日，李国英部长在人民日报发表署名文章（深入贯彻新发展理念推进水资源集约安全利用——写在2021年世界水日和中国水周到来之际），强调坚持科技引领和数字赋能，提高水资源智慧管理水平。
随后先后于3月26日—28日到南水北调中线日到三峡工程进行调研，都对开展智慧水利提出了要求，并决定率先在淮河和海河流域开展智慧水利建设试点。
同时，在顶层设计上，要求水利部信息中心在《智慧水利总体方案》《“十四五”水利网信建设实施方案》基础上，进行扩展充实，提出了《智慧水利建设顶层设计》。
4月上旬，李国英部长提出数字化、网络化、智能化的建设目标，谋划2+N”的智慧水利业务体系，提出智慧水务的“四预”功能，并对任务分工和保障措施提出具体要求。
6月28日，水利部召开“三对标、一规划”专项行动总结大会，李国英要求，要求推进智慧水利建设。提出坚持以“需求牵引、应用至上，数字赋能、提升能力”为总要求，科学编制“十四五”规划，全方面推进智慧水利建设。
8月25日，水利部召开智慧水利建设专项规划专家审查会，对《智慧水利建设顶层设计》《“十四五”智慧水利建设实施方案》进行审查。
10月12日，水利部部长李国英主持召开部务会议，审议智慧水利建设规划。会议强调，推进智慧水利建设是实现新阶段水利高水平发展的重要路径之一。要按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”要求，以数字化、网络化、智能化为主线，以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径，全方面推进算据、算法、算力建设，加快构建具有预报、预警、预演、预案功能的智慧水利体系。要坚持系统观念，做好顶层设计，从数字孪生流域、数字孪生工程、水利业务应用、网络安全体系等方面构建标准统一、模块链接、互为融通、共享共用的总体框架，全方面覆盖各项水利业务应用，全方面提升推动新阶段水利高水平发展的能力和水平。
当前智慧水利建设，主要是基于物联网、移动互联网、智能感知、大数据、云计算、AI和可视化技术，围绕全流域“水安全、水环境、水生态”，打造“横向到边，纵向到底”及“系统治理、全局掌握”的智慧治水解决方案。
（1）物联网。物联网通过传感设备，把物品与互联网链接，进行信息交换和通信，最重要的包含智能数据通信终端、通用数据采集软件、海量数据存储和数据分析、物联云平台。
（2）智能感知。智能感知传感器包括终端柔性智慧水尺、智慧雨量计、智慧水球。终端柔性智慧水尺对城市排水管道、历史积水点、河流等易涝区域的水位进行在线监测；智慧雨量计对城市低洼地、河流、湖泊等关键点的雨量进行在线监测；智慧水球对城市内外河流、湖泊、污水管道排口等区域的水质进行在线监测。
（3）大数据。实时采集、清洗、分析、治理、挖掘涉水的空、天、地数据，结合涉水工程的规划、设计、建设、运维数据，自动追踪水轨迹。
（4）云计算。构建水循环算法模型，提供水量—水质—水生态的预测预报预警。
（5）可视化。基于电子地图可视化展示任意管线或管点，可查看其详细的属性信息。