數(shù)字技術(shù)賦能水利建設(shè)和發(fā)展(經(jīng)濟新方位)

　　水庫,、河道堤防、蓄滯洪區(qū)等55類1600多萬個水利對象信息聯(lián)動更新,，動態(tài)匯聚業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)26.2億條,，專線獲取高分、資源,、環(huán)境等系列23顆國產(chǎn)遙感衛(wèi)星影像資源……數(shù)字技術(shù)賦能水利建設(shè)和發(fā)展,，大江大河、國家水網(wǎng),、水利工程全部納入管理,，治水管水的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化,、智能化水平不斷提升,。

　　今年，水利部數(shù)字孿生平臺基本建成,，七大江河數(shù)字孿生流域建設(shè)相繼實施,，數(shù)字孿生水利框架體系基本形成，94項數(shù)字孿生流域建設(shè)先行先試任務(wù)進入收尾階段,，數(shù)字孿生水利建設(shè)穩(wěn)健起步并取得階段性成效,。

　　數(shù)字賦能，治水管水更智慧

　　什么是數(shù)字孿生水利,？“通俗說,，是指運用云計算、大數(shù)據(jù),、人工智能,、虛擬現(xiàn)實等新一代信息技術(shù)，采集全量數(shù)據(jù),，實現(xiàn)江河水庫,、水網(wǎng)建設(shè),、工程調(diào)度等的可視化展示，并進行智能化模擬和前瞻性預演,?！彼啃畔⒅行闹魅尾剃柦忉尅?/p>

　　――數(shù)字賦能,，治水更智慧,。

　　今年4月底，我國首個數(shù)字孿生流域建設(shè)重大項目――長江流域全覆蓋水監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)項目開工建設(shè),。建成后,，監(jiān)測站網(wǎng)將覆蓋3791個斷面和上萬個規(guī)模以上取水口，視頻監(jiān)視體系能夠覆蓋160座控制性水利工程,、96個重要防汛節(jié)點,、28個重要采砂江段，助力持續(xù)推動長江大保護,。

　　蔡陽介紹,，自然水體投射到數(shù)字世界里，規(guī)劃,、設(shè)計,、調(diào)度方案，以及未來可能發(fā)生的情形都能超前推演,，為開展防汛抗旱,、水資源管理與調(diào)配等提供科學決策。

　　――智慧管理,，用水更集約,。

　　坐落在成都平原上的都江堰灌區(qū)渠系交織，保障取水用水,。“過去,，因測量精度不高,、標準不一，灌區(qū)用水效率有待提升,?！彼拇ㄊ《冀咚l(fā)展中心科信處處長雷剛介紹，灌區(qū)因渠制宜,，安裝先進計量設(shè)施,，打造15款標準化量水秤。上百米寬的主干渠水位高,、波浪大,，安裝側(cè)掃雷達量水秤；幾米寬的支渠和斗渠，水量小,，配置接觸式水位計量水秤,。水量、水位等數(shù)據(jù)實時測量,，用多少水,，就放多少水，量水秤量出明白賬,。

　　大中型灌區(qū)是保障糧食安全的重要基礎(chǔ)設(shè)施,。物聯(lián)網(wǎng)、人工智能,、5G等現(xiàn)代信息技術(shù)覆蓋田間地頭,，供、輸,、配,、灌、排更智能,，農(nóng)業(yè)用水更有保障,。水利部全面啟動48處數(shù)字孿生灌區(qū)建設(shè)。

　　數(shù)字孿生流域,、數(shù)字孿生水網(wǎng),、數(shù)字孿生工程等建設(shè)不斷推進。廣東,、浙江等第一批省級水網(wǎng)先導區(qū),，安徽、寧夏等第二批省級水網(wǎng)先導區(qū)以及南水北調(diào)工程啟動數(shù)字孿生水網(wǎng)建設(shè),；三峽,、小浪底等11個重點數(shù)字孿生水利工程建設(shè)取得顯著成效。目前全國取用水在線監(jiān)測計量點增至5.9萬個,，3.8萬多條(個)河湖管理范圍內(nèi)地物實現(xiàn)遙感圖斑在線解譯,。

　　算據(jù)、算法,、算力同步提升

　　推進數(shù)字孿生水利建設(shè),，離不開算據(jù)、算法和算力的支撐,。

　　數(shù)字孿生水利,，基礎(chǔ)在“數(shù)”?！八墚a(chǎn)生巨量數(shù)據(jù),?！彼啃畔⒅行母敝魅五X峰介紹，河流長度,、水庫庫容等相對固定的指標,，形成了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。氣象衛(wèi)星和測雨雷達,、雨量站,、水文(水位)站等實時數(shù)據(jù)，形成了監(jiān)測數(shù)據(jù),。在流域防洪,、水資源管理與調(diào)配等業(yè)務(wù)工作中生成的數(shù)據(jù)，形成了業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù),。下墊面高程,、水下地形、BIM(建筑信息模型)等形成了地理空間數(shù)據(jù),。此外,，經(jīng)濟社會、生態(tài)環(huán)境等其他領(lǐng)域也會產(chǎn)生與水利相關(guān)的大量數(shù)據(jù),。

　　數(shù)據(jù)龐雜豐富,，如何收集？奔騰的黔江上,，大藤峽水庫大壩高聳,，8225支儀器深埋大壩中，實時感知溫度,、濕度,；約1700平方公里的壩區(qū)和155公里河道的建筑信息模型、水下地形等數(shù)據(jù)實現(xiàn)完整收集,，與珠江流域共享水情,、咸情信息?！拔覀兂闪?shù)據(jù)中心,，完成24個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集結(jié)，建立數(shù)據(jù)表1985張,，接入548GB數(shù)據(jù)資源，構(gòu)建了18個部門專題可視化頁面及4個大屏頁面,，為建設(shè)數(shù)字孿生大藤峽提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ),。”廣西大藤峽水利樞紐開發(fā)有限責任公司信息中心信息科副科長劉斌介紹,。

　　全息感知,，萬物皆“數(shù)”,。水利部提出著力加強“天空地”一體化的感知系統(tǒng)建設(shè)，統(tǒng)籌完善水文,、水資源,、水利工程、水土保持等地面監(jiān)測站網(wǎng)的結(jié)構(gòu),、布局,、密度，強化衛(wèi)星遙感解譯以及無人機,、無人船圖像快速采集與自動識別等新型監(jiān)測技術(shù)應用等,。

　　數(shù)字孿生水利，重點在“演”,。今年主汛期,，水利部信息中心構(gòu)建海河流域8處蓄滯洪區(qū)的二維水動力學洪水演進模型，利用遙感,、無人機等監(jiān)測信息,，動態(tài)識別水體范圍和行進速度等洪水演進信息，逐日推演洪水演進趨勢,，有效支撐精準化決策,。

　　水利部門夯實算法支撐，深化流域水文,、水力學,、工程調(diào)度等模型的研發(fā)應用。水利部數(shù)字孿生平臺投入運行以來,，率先賦能流域防洪“預報,、預警、預演,、預案”,。目前，全國降雨形勢展望期由20天延長至30天,，主要江河關(guān)鍵期預報準確率達90%以上,，預警信息靶式覆蓋1.3萬多座水庫責任人。

　　數(shù)字孿生水利,，關(guān)鍵在“算”,。在南水北調(diào)東線工程，大型泵站接力提水,，長江水攀爬65米北上,。“大型泵站機電耦合,，技術(shù)復雜,，僅靠人工巡查隱患,，難免會有疏漏?！蹦纤闭{(diào)東線江蘇水源有限責任公司科技信息分公司總經(jīng)理莫兆祥說,，聲紋AI監(jiān)測模型讓巡檢從聽聲音變?yōu)椤八恪甭曇簟ＤＰ途邆涓咝阅芩懔?，能夠從聲音大?shù)據(jù)庫中精準捕捉異常,，及時發(fā)出預警。精細管理,，為大型泵站群持續(xù)健康運行增添保障,。

　　看全國，算力突破催生技術(shù)之變,。黃河物聯(lián)網(wǎng)“智能石頭”,、浙江橫錦水庫大壩安全“體檢單”、國產(chǎn)重力衛(wèi)星高分辨率地下水儲量變化反演技術(shù)等一批創(chuàng)新應用涌現(xiàn),。水庫調(diào)度,、河冰動力學、潮汐上溯影響及咸情分析等35項水利專業(yè)模型集成應用取得階段性進展,。

　　數(shù)據(jù)共建共享,，科技成果加快轉(zhuǎn)化

　　數(shù)字孿生水利建設(shè)，是一項技術(shù)密集,、人才密集,、資金密集的創(chuàng)新工程，實現(xiàn)高質(zhì)量推進任重道遠,。

　　共建共享,，讓數(shù)據(jù)流動起來。

　　1.7萬多座水庫,、385座報汛水文監(jiān)測站,、5萬多個取水口……各類數(shù)據(jù)源源不斷匯集，助力數(shù)字孿生珠江建設(shè),?！霸谏舷掠巍⒏芍Я鞴餐瑓f(xié)作下,，珠江流域(片)138條省界河流,、近3000條集雨面積50平方公里以上的河流數(shù)據(jù)得到更新補充，完善了珠江流域數(shù)據(jù)底板,?！敝榻瘑T會珠江水利綜合技術(shù)中心信息室副主任何虹說。

　　七大流域全力推動數(shù)據(jù)共建共享?；春铀瘑T會獲取安徽省2000余座小型水庫雨水情監(jiān)測信息，集成了約300GB的山洪災害,、洪水風險圖和水利普查數(shù)據(jù),。太湖流域管理局擴大省際、涉水部門信息共享,，印發(fā)信息共享清單,，新增53座水利工程調(diào)度及水量信息、40個河道斷面水質(zhì)信息,?！八块T加強數(shù)據(jù)資源跨地區(qū)、跨部門,、跨層級的統(tǒng)籌管理,，推動解決數(shù)據(jù)碎片化問題，為江河湖庫精準畫像,?！彼啃畔⒅行母敝魅纬山▏榻B。水利部將建立全覆蓋的數(shù)字孿生資源共享平臺,，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集,、處理等協(xié)調(diào)推進。

　　自主創(chuàng)新,，加快科技成果轉(zhuǎn)化,。

　　位于北京市房山區(qū)的南水北調(diào)中線惠南莊泵站，是“南水”入京重要節(jié)點,。多部門聯(lián)合攻關(guān),、新技術(shù)先行先試，水下機器人,、水質(zhì)應急監(jiān)測車等設(shè)備應用到工程管護中,。“軟件,、硬件同步提升,，構(gòu)建了集工程安全監(jiān)測、防汛應急,、輸水調(diào)度,、水質(zhì)安全保障為一體的數(shù)字化場景?！敝袊纤闭{(diào)集團中線有限公司北京分公司分調(diào)度中心副處長耿興寧介紹,。

　　水利部有關(guān)負責人表示，接下來將繼續(xù)聚焦人才,、資金,、技術(shù)等關(guān)鍵要素,，強化資源整合和力量協(xié)同，引導在水利工程建設(shè)和運行管護預算中科學安排資金,，推進自主知識產(chǎn)權(quán)的工程控制體系,、專業(yè)模型、模擬仿真等關(guān)鍵技術(shù)問題研究,，持續(xù)優(yōu)化人才培養(yǎng)引進,，大力推進數(shù)字孿生水利建設(shè)，為全面提升國家水安全保障能力提供更有力支撐,。

　　本報記者 王 浩