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央廣網六安10月15日消息(記者趙家慧)為政之要,其樞在水。1950年,淮河成為新中國成立后第一條全面系統治理的大河;1958年開工,歷時14年建成的淠史杭灌區,是新中國成立后全國最大灌區。它們的水利建設發展,書寫了治水安邦、興水利民的恢宏史詩上極有分量的一頁。
虛實交互,“電子淮河”
在淮河水利委員會治淮陳列館里,繡著毛澤東主席親筆題詞“一定要把淮河修好”的錦旗熠熠生輝。新中國治淮75年來,先后掀起了三次大規模治淮高潮,在科技飛速發展的今天,傳統的水利行業如何煥發出新的生機與活力?答案就藏在數字孿生技術里。
簡單來講,所謂“數字孿生”,就是在數字世界中為真實的水利工程打造一模一樣的“雙胞胎”,運用大數據、云計算、人工智能等前沿技術,對整個工程進行實時映射和精準模擬,真實世界發生了什么,數字世界就會同步什么。
這一技術正以“虛實交互、動態映射”的方式,為重大水利工程項目建設注入現代化新動能。

電子大屏上的淮河流域數字孿生水利體系(央廣網記者 趙家慧攝)
在淮河水利委員會,電腦大屏上正“流動”著一條“電子淮河”。如果說包括預報、預警、預演、預案的防洪“四預”系統是淮河流域防汛備汛的重要支撐,那么數字孿生淮河就是其重要的技術“底座”。
它利用無人機應用系統、視頻級聯集控平臺,并接入約50個工程節點實時視頻監控信息,研發精細化水文水動力耦合模型,建成了一個淮河流域數字孿生水利體系。
據水利部淮河水利委員會水文局(信息中心)水情氣象處副處長趙夢杰介紹,該系統已成為支撐淮河防洪調度工作的核心業務系統,經實踐檢驗,淮河干流控制站最大流量預報相對誤差基本在10%以內,洪水預報預見期基本能夠達到3—7天,在近兩年淮河防洪調度演練及多場次洪水防御工作中均取得良好效果。
以2024年淮河流域5次編號洪水應對為例,系統提前7天預報洪澤湖最高水位13.60米(全力預泄情況下),水位預報誤差僅有3公分,精準預報有力支撐了洪水調度工作,避免了洪水對淮河入海水道二期在建工程的影響。
“加強淮河治理的科學管理,最重要的就是實現數字化、可控制、全方面的管理。”水利部淮河水利委員會總工程師華偉中表示,要繼續發展感知系統和傳輸系統,讓“四預”系統的“觸角”更加敏銳,“過去進行河湖管理,我們靠得是人去現場。可人力有限,觀察也有局限性。”而通過衛星遙感,再進行AI智能識別,數字與人力的結合能夠使得治理更精準、更高效。
今天的淮河,靠著逐漸完善中的數字孿生技術,萬壑歸流,水清岸綠。
數字孿生,賦能淠史杭灌區
從流域到灌區,數字孿生技術在江淮大地上的應用起到越來越重要的作用。
實灌面積、來水預報、需水預測……走進淠史杭灌區管理總局調度中心,2063處水情站、1430處雨情站、40處墑情站等灌區“神經末梢”傳回的信息組成“灌區一張圖”,構建起數字孿生灌區。

淠史杭數字孿生灌區綜合業務平臺(央廣網發 淠史杭灌區供圖)
2022年,水利部選取了48處大中型灌區開展數字(孿生)灌區先行先試工作,同步印發的數字(孿生)灌區建設技術指南(試行)。淠史杭灌區入選首批先行先試名單。
淠史杭灌區啟動數字灌區的規劃與建設開始于2020年,以模擬仿真、AI、云計算等技術構建空間,通過對淠史杭灌區關鍵數據的精準描述和計算,讓心系灌區的老水利人能夠用更便捷、更及時、更有效的方式,掌握更多的水情、雨情、水位等數據,進而感知信息、資源共享、遠程操作,甚至提供決策支持。
“全面掌握灌區有多少水是最直接的目的。通過數字孿生平臺的蓄水監測模型,能夠實時掌握灌區水庫及塘壩蓄水量,利用來水預報模型可以分析出未來10天的來水量。”安徽省淠史杭灌區管理總局灌溉調度處處長朱善斌說。

淠河灌區渠首橫排頭樞紐工程(央廣網發 安徽日報供圖)
多個關鍵樞紐的“數字孿生”已經成型。在整個淠史杭最重要的樞紐——淠河總干渠渠首橫排頭管理處,三維的橫排頭渠首栩栩如生呈現在數字孿生平臺的屏幕上。中控室的每一個數據都對應著現實中的灌區用水情況,仿佛一個精妙的“智能大腦”在運籌帷幄。
隨著模型的逐漸發展與完善,淠史杭數字(孿生)灌區初步實現了灌區“四預”功能,處于國內領先水平。
“灌區以前是靠大量人員收集工情、水情等數據,一層一層上報,再進一步分析和制定方案。靠的是歷史經驗和大量人力。”淠史杭灌區淠河總干渠戚家橋管理分局局長張棋說:“如今靠系統,短時間內就有結果,方案更是能動態優化的。具體到助力農業上,淠史杭骨干渠道已做到管理精細化,農情的監測和水雨情預報基本覆蓋整個灌區。”
從淮河治理到淠史杭灌區調度,數字孿生水利建設正在深入推進。今年6月,《關于全面推進江河保護治理的意見》中提出以數字孿生流域為重點,系統謀劃推進數字孿生水利體系建設。水利部明確,促進數字孿生工程與數字孿生流域、數字孿生水網互聯互通與信息共享,到2027年初步建成運行管理智能應用體系。一幅數字化、智能化、科技化的治水圖景正在中華大地上徐徐展開。
編輯:吳孫民