中宏网北京12月19日电(记者 韩鹏飞)12月16日,水利部召开“十四五”时期数字孪生水利体系建设进展成效新闻发布会,系统介绍我国数字孪生水利体系建设五年来的突破性进展。发布会现场,一组组翔实数据、一个个实战案例,勾勒出数智技术与水利业务深度融合的发展图景——数字孪生水利体系框架基本形成,“天空地水工”一体化监测感知网络全面织密,“四预”(预报、预警、预演、预案)功能实战效能凸显,为保障国家水安全、推动水利高质量发展注入强劲数字动能。
“数字孪生水利体系,通俗来说,就是通过大数据、云计算、人工智能等数智技术和水利业务深度融合,将江河湖泊、水利工程‘搬进’数字世界进行智能模拟、调度预演,为水旱灾害防御、水资源管理与调配等水利工作提供智慧‘大脑’。”水利部信息中心主任付静的解读,生动诠释了这一新生事物的核心价值。水利部副部长王宝恩在发布会上明确表示,面向“十五五”,坚持“需求牵引、应用至上,数智赋能、提升能力”,加快完善数字孪生水利体系,有效提升水利治理管理数智化水平。
体系构建实现多点突破,数字孪生矩阵初步成型。在数字孪生流域建设领域,94项先行先试任务全面完成,打造出一批可复制、可推广的典型案例;14个省级水网先导区建设分批推进,逐步构建起跨区域物理水流过程的数字化场景;数字孪生水利工程建设更是成果丰硕,三峡、南水北调、小浪底等11个重点工程投入实战应用,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,启动12座智能大坝建设、32处数字孪生调水工程和98处数字孪生蓄滞洪区建设。形成了覆盖流域、水网、工程的全链条建设格局。
监测感知网络持续织密,为数字孪生建设筑牢数据根基。发布会披露,我国已建成涵盖34颗遥感卫星、180余部测雨雷达、13.6万处地面水文报汛站、30多万处工程安全监测点的“天空地水工”一体化监测感知系统,实时掌握“云中雨—落地雨—河中水”等暴雨洪水态势并开展滚动递进预报,基本覆盖水旱灾害防御、水资源管理与调配等核心水利业务需求。依托这一网络,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%,为精准防控水旱灾害提供了关键支撑。
数智赋能成效显著,在重大水利工作中彰显实战价值。在水旱灾害防御领域,数字孪生系统多次发挥关键作用,为成功应对海河“23·7”流域性特大洪水、珠江流域北江1915年以来最大洪水等历史罕见灾害提供了有力技术保障。今年长江流域主汛期来水显著偏少,数字孪生系统助力流域58座控制性水库汛末蓄水量达1081亿立方米,再创历史新高。在水资源管理领域,数字孪生南水北调系统有效保障了工程安全、供水安全和水质安全,支撑“一泓清水永续北上”;数字孪生灌区实现水资源优化调配和自动精准灌溉,大幅提升水资源利用效率。在河湖管理领域,通过卫星遥感智能监测,实现了河湖库“四乱”问题图斑推送、整改销号全链条在线操作,累计推动清理整治问题14万余个。
保障体系不断完善,为长远发展夯实基础。水利部统筹推进由数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生水利工程组成的数字孪生水利体系建设。
数字孪生流域以支撑流域“统一规划、统一治理、统一调度、统一管理”为目标,赋能流域水旱灾害防御、水资源节约集约利用、水资源优化配置、水生态保护治理,实现流域多要素、多对象、多目标治理管理的“帕累托最优”。
数字孪生水网以支撑构建“系统完备、安全可靠,集约高效、绿色智能,循环通畅、调控有序”的水网为目标,立足跨流域、跨区域特点,建立映射物理水流过程及其响应过程的数字化场景,实现物理水网与数字水网间动态实时信息交互和深度融合。
数字孪生水利工程以保障水利工程安全、效益充分发挥为目标,立足水库、堤防、蓄滞洪区、水闸、调水工程、灌区、农村供水等水利工程全生命周期,全面、实时、准确分析诊断工程和环境的安全性、稳定性、可靠性、联动性,对风险及态势进行精准识别、预警、处置,提升工程安全高效、可持续运行水平。
组织开展两批数字孪生水利方向卓越水利工程师培养工程,遴选培养了一批既懂水利又熟悉数字应用技术的专业人员。全国19所高校设立了智慧水利本科专业。重新建构面向水利新质生产力的数字孪生水利标准体系,为监测感知、算法模型、“四预”业务应用建设提供有效指导。
展望“十五五”,数字孪生水利建设将迈向更高水平。王宝恩表示,水利部将科学编制“十五五”数字孪生水利体系建设实施方案,聚焦“夯基、提能、扩面”目标,一体化推进数字孪生流域、水网、水利工程建设。围绕数字孪生水利体系对高精度、高频次、高可靠感知数据的需求,深入实施“天空地水工”一体化监测感知夯基提能行动,加强遥感卫星、水利北斗、无人机、水利测雨雷达统筹应用,加快先进智能的监测感知新技术新装备研发应用,支撑全面、连续、准确地采集获取水利各类数据信息。构建水利部、流域管理机构协同高效、动态计算的数字孪生平台;持续推进产汇流、洪水演进、水资源配置等各类专业模型研发应用、评估验证,强化“正向—逆向—正向”推演功能,努力实现数学模拟过程和物理过程的“高保真”。通过实战实用,使数字孪生水利体系在水旱灾害防御、国家水网调度、水利民生服务中真正做到“用得上、靠得住、效果好”。
从数字赋能到智能引领,从试点突破到体系构建,“十四五”时期的数字孪生水利建设,不仅重塑了水利治理的理念与模式,更为保障国家水安全、推动经济社会高质量发展提供了坚实支撑。随着“十五五”建设的深入推进,数字孪生技术将持续为水利事业注入新动能,书写新时代治水兴水的崭新篇章。
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