数字孪生技术赋能水利现代化 我国智慧治水体系框架初具规模

清晨的南水北调中线陶岔渠首——调度中心工作人员轻点鼠标——屏幕上的数字孪生模型迅速生成闸门操作指令,实现对总干渠水位、流量的精准控制。此幕生动诠释了数字孪生水利体系如何以数智之力守护每一滴水的有序流淌。 数字孪生水利体系是通过大数据、云计算、人工智能等先进技术与水利业务深度融合,将江河湖泊、水利工程等现实水利系统数字空间中进行精准映射和智能模拟,为水旱灾害防御、水资源管理与调配等工作提供决策支撑的创新体系。这一体系由数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生水利工程三大核心部分组成,三者各有侧重、互联互通、信息共享,共同构成完整的智慧治水"大脑"。 建设数字孪生水利体系是实现水利现代化的关键举措。我国水情复杂,人多水少,水资源分布不均,传统治水方式面临诸多挑战。在新发展阶段,推动水利高质量发展、保障国家水安全,必须抓住数字化、网络化、智能化发展机遇,将先进的数智技术融入水利工作全过程。水利部副部长王宝恩表示,"十四五"期间,各级水利部门按照"需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力"原则,加快构建具有预报、预警、预演、预案功能的数字孪生水利体系,为流域安全、水资源调配、工程安全筑牢数字屏障。 目前,我国数字孪生水利体系建设已收效良好。在数字孪生流域建设上,全面完成94项先行先试任务,打造出一批可复制、可推广的典型实践案例。数字孪生水网建设上,分批推进14个省级水网先导区对应的建设,逐步提升水网数字化管控效能。数字孪生水利工程建设上,数字孪生三峡、南水北调等11个重点工程已投入实战应用,49处数字孪生灌区先行先试、230个数字孪生农村供水工程建设取得阶段性成效。 防洪预报是数字孪生水利体系的重要应用领域。依托"天空地水工"一体化监测感知系统,通过气象卫星、天气雷达、测雨雷达以及雨量站、水文站共同组成的雨水情监测预报"三道防线",可实时掌握"云中雨—落地雨—河中水"暴雨洪水动态,开展滚动递进预报。水利部水旱灾害防御司司长姚文广介绍,"十四五"以来,水利部门累计发布洪水预报272万站次,全国大江大河洪水预见期从3天延长至10天,主要江河关键期洪水预报准确率达90%,这充分表明了数字孪生技术在防灾减灾中的显著效能。 输水调度是另一个关键应用场景。传统输水调度需要工作人员反复测算,效率低下且容易出现偏差。通过南水北调中线数字孪生输水调度模型的应用,针对陶岔渠首至总干末端调减流量等典型工况,可实现总干渠闸门调度指令序列的一键生成,大幅提升工作效率,推动中线工程输水调度实现从传统人工调度向系统精准调度的转型升级。 水资源精细化管理是保障用水安全的重要基础。水利部水资源管理司司长于琪洋介绍,水利部门同步推进取用水管理、地下水管理、生态流量管理等8个与水资源监管相关的业务平台模块建设。汇集的各类相关数据已实现与流域管理机构和省级水行政主管部门共享互用,为科学决策提供了有力支撑。 王宝恩表示,建设数字孪生水利体系既能积极融入数字中国建设全局,依托广阔应用场景、丰富数据资源、完善政策支持和良好创新生态,为水利事业发展赢得主动,也能推动大数据、云计算、人工智能等数智技术在水利行业落地转化应用,为发展水利新质生产力提供坚实支撑、注入强大动能。

治水之要,在于"看得清、算得准、调得快、管得住"。数字孪生水利把江河湖泊与工程系统映射到数字空间,不只是技术升级,更是治理方式的变革。面向未来,只有持续坚持应用牵引,完善数据共享与标准体系,推动模型与业务深度融合,才能让数字化能力在防灾减灾、供水保障、生态修复等关键领域利用作用,以更高水平的水安全支撑高质量发展。