原標題：數字屏障護江河安瀾

“水利一號”遙感衛(wèi)星實施洪澇全局監(jiān)測；無人機巡河，實時傳回流域動態(tài)；堤壩、閘站、水庫中數千個傳感器不間斷運轉，水位、流量等數據秒級更新；數字孿生系統(tǒng)精準推演洪峰演進，為調度決策提供“智慧大腦”……“十四五”期間，各級水利部門按照“需求牽引、應用至上、數字賦能、提升能力”要求，系統(tǒng)推進數字孿生流域、數字孿生水網、數字孿生工程建設，為流域安全、水資源調配、工程安全筑牢數字屏障，不斷將創(chuàng)新成果轉化為摸得著的民生福祉。

感知網絡越織越密

“數字孿生水利不是簡單的數字復刻，而是打造一個能監(jiān)測、會分析、可預報的‘虛擬水利系統(tǒng)’?！闭憬∷麖d廳長李銳舉例，以水庫為例，數字孿生體不僅能同步水位、庫容等實時數據，還能給出汛期暴雨、干旱缺水等場景下的調度方案，為防洪調度、供水保障提供科學依據。今年6月，梅雨疊加臺風“蝴蝶”，錢塘江中上游出現強降雨，浙江省提前24小時準確預報蘭溪洪峰流量，為富春江、分水江等水庫錯峰調度提供決策支持。

變幻莫測的水沙條件，如同一道復雜的考題，要精準解題離不開強大的“智慧大腦”。

受近期陜西降雨影響，黃河中游涇河、渭河出現明顯漲水過程，統(tǒng)籌考慮洪水防御和排沙減淤，9月8日9時起，水利部黃河水利委員會聯合調度三門峽、小浪底等水庫實施2025年黃河第二次調水調沙。

“我們統(tǒng)籌運用衛(wèi)星遙感影像、無人機、測雨雷達、‘智能石頭’，利用光電測沙儀等監(jiān)測設備及水沙動力學、水工程調度模型，動態(tài)監(jiān)測調控水庫排沙與下游水沙變化情況，精準預測工程可能出現的險情及河勢演變趨勢，迭代優(yōu)化調度方案?！彼奎S河水利委員會主任祖雷鳴介紹，根據數字孿生小浪底系統(tǒng)推演結果，此次調水調沙預計下泄水量約15億立方米，可對黃河下游河道進行有效沖刷，為河道減淤和提升行洪能力提供有力保障。

如果說數字孿生是水利工程的“智慧大腦”，感知網絡便是連接物理世界與數字空間的“神經末梢”?！耙郧吧胶轭A警要等30分鐘，現在15分鐘就能精準推送，為群眾轉移搶出寶貴時間?！闭憬∷墓芾碇行母敝魅瓮鰜斫榻B，提升預警時效，核心在于加快數據采集傳輸速度。這些年，浙江對69個山洪災害防治縣的1.15萬個重點村落逐一摸排，升級改造水文測站遙測終端，基本實現“鎮(zhèn)鎮(zhèn)有水位、村村有雨量”。

建設數字孿生水利體系是實現“推動水利高質量發(fā)展、保障我國水安全”的必由之路。目前，我國已基本形成涵蓋31顆遙感衛(wèi)星、100多部測雨雷達、4800多架無人機、13.3萬處地面水文報汛站、30多萬處工程安全監(jiān)測點的“天空地水工”一體化監(jiān)測感知系統(tǒng)。

“今年‘七下八上’防汛關鍵期，我們充分發(fā)揮‘天空地水工’一體化監(jiān)測感知體系作用，建成了覆蓋72類2600萬水利對象的數字孿生平臺數據底板，生成10米格網精度的全國數字流域水系，多維度掌握河道、水庫、蓄滯洪區(qū)等流域下墊面、淹沒面積、工程險情等動態(tài)變化數據，為水旱災害防御決策提供了有力數據支撐?！彼啃畔⒅行闹魅胃鹅o說。

水資源調配能力提升

9月13日23時，隨著西遼河干流補水水頭成功抵達安樂屯，與下游既有水面銜接，西遼河干流年內再次實現全線過流，流域生態(tài)環(huán)境持續(xù)向好。

在這場河流復蘇行動中，為最大程度發(fā)揮每立方米水資源的作用，水利部松遼水利委員會持續(xù)完善“天空地水工”一體化監(jiān)測感知網，進一步優(yōu)化數字孿生西遼河功能，實現了對復雜水資源調度過程的實時感知、動態(tài)模擬、智能研判和精準決策?！皵底謱\生西遼河平臺可實時匯集1.7萬多處降水、地表、地下、取用水等監(jiān)測站點的數據，滾動預演河道水流傳播時間、組合流量、演進過程，優(yōu)化調度水庫蓄水、雨洪水、外調水和再生水，以求得調水最優(yōu)解?！彼克蛇|水利委員會總規(guī)劃師林嵐說。

數字孿生水利體系為水網調度提供了有力的數據保障。浙江省寧波市布設了超1.4萬個監(jiān)測感知點位，覆蓋水庫、供水等七大類水利工程，海量數據實時匯聚指揮中樞。在此基礎上，寧波構建了“庫群互聯、三網協(xié)同”智慧水網體系，建成數字孿生水網系統(tǒng)，結合供水、雨水、污水“孿生三網”，實現“源頭—水廠—龍頭”全鏈條監(jiān)管。

“輸入100天供水需求，系統(tǒng)會自動優(yōu)化水庫、水廠調配方案，甚至規(guī)劃備用水源啟用。”浙江省寧波市水資源管理中心相關負責人周陽靖介紹，2024年抗旱期間，寧波通過數字孿生水網統(tǒng)籌水庫蓄水、協(xié)調跨區(qū)域引水，累計向城區(qū)增供原水2100萬立方米，將城區(qū)供水保證率穩(wěn)定在99.8%。

在水資源管理領域，智慧化監(jiān)測技術還在持續(xù)延伸應用觸角。今年2月28日，南水北調工程安全度過第11個冰期輸水階段，其中南水北調中線工程較計劃向京津冀多調水0.41億立方米。

“以往調度多依賴經驗判斷與人工計算，如今依托智能調度業(yè)務應用平臺，可實現輸水能力自動評估與供水方案動態(tài)優(yōu)化。”中國南水北調集團有限公司總經理孫志禹介紹，數字孿生南水北調中線系統(tǒng)構建了數理與機理相結合的水溫及冰凌預報模型，融合了水力學、熱力學等多學科算法，成功實現動態(tài)輸水工況下冰蓋生消演變的精準模擬。

如今，數字孿生水利體系通過統(tǒng)籌流域和區(qū)域生活、生產、生態(tài)用水，實現水資源精準預報、預警與調度，在不同來水與需水情境下優(yōu)化配置方案，真正實現“精打細算用好水資源、從嚴從細管好水資源”。

科技成果加速應用

從“人防”到“技防”，從“間斷巡查”到“實時監(jiān)控”……當前，我國數字孿生水利建設已由積極探索、先行先試，進入全面深化推進和強化應用的新階段。

一方面，“水利一號”遙感衛(wèi)星組網并持續(xù)開展洪水、冰磧湖等監(jiān)測工作，100多部水利測雨雷達組網運行。無人機搭載紅外相機、激光雷達等，初步實現對堤壩等水利工程風險隱患的外部檢測；機器狗、機器人加速應用于工程裂縫、滲漏等異常情況排查。

另一方面，研發(fā)應用水平持續(xù)提升，已研發(fā)“云—雨”降水預報模型、分布式洪水預報模型、水動力學洪水傳導演進模型，進一步延長洪水預見期、提高預報精準度，為抵御流域性洪水提供了有力支撐。自主研發(fā)的太湖風浪模型在臺風“竹節(jié)草”期間預測湖面最大傾斜與實測數據基本一致。甘肅、江西等地研發(fā)作物需水、渠系動態(tài)優(yōu)化配水等模型，實現灌區(qū)作物高效節(jié)水灌溉。

付靜介紹，今年“七下八上”防汛期間，通過研發(fā)短臨降水預報模型、氣象水文耦合模型和知識圖譜，提前預測汛情。

流域防洪方面，初步建成七大流域防洪“四預”決策支持系統(tǒng)，主要江河關鍵期洪水預報準確率達90%以上。水資源管理與調配方面，在確保防洪安全的前提下科學攔蓄、調度雨洪資源，為太湖流域抗咸保供、珠江流域壓咸補淡，以及京杭大運河生態(tài)補水等工作贏得主動。工程管理調度方面，通過在線監(jiān)測和智能分析，在確保工程安全的前提下充分發(fā)揮工程綜合效益。

建設數字孿生水利體系重在應用與實效。水利部部長李國英表示，要準確把握數字孿生水利體系建設面臨的新形勢新任務新要求，按照“需求牽引、應用至上、數字賦能、提升能力”原則，加快構建“天空地水工”一體化監(jiān)測感知系統(tǒng)，加強數據采集與歸集共享，加快監(jiān)測技術裝備研發(fā)應用，加大科技支撐力度，對水利治理管理對象實施全覆蓋、全空間、全要素、全天候監(jiān)測感知，確保精準性、同步性、及時性。