央廣網(wǎng)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(guó)成立后第一條全面系統(tǒng)治理的大河;1958年開(kāi)工,歷時(shí)14年建成的淠史杭灌區(qū),是新中國(guó)成立后全國(guó)最大灌區(qū)。它們的水利建設(shè)發(fā)展,書寫了治水安邦、興水利民的恢宏史詩(shī)上極有分量的一頁(yè)。
虛實(shí)交互,“電子淮河”
在淮河水利委員會(huì)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(guó)治淮75年來(lái),先后掀起了三次大規(guī)模治淮高潮,在科技飛速發(fā)展的今天,傳統(tǒng)的水利行業(yè)如何煥發(fā)出新的生機(jī)與活力?答案就藏在數(shù)字孿生技術(shù)里。
簡(jiǎn)單來(lái)講,所謂“數(shù)字孿生”,就是在數(shù)字世界中為真實(shí)的水利工程打造一模一樣的“雙胞胎”,運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等前沿技術(shù),對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行實(shí)時(shí)映射和精準(zhǔn)模擬,真實(shí)世界發(fā)生了什么,數(shù)字世界就會(huì)同步什么。
這一技術(shù)正以“虛實(shí)交互、動(dòng)態(tài)映射”的方式,為重大水利工程項(xiàng)目建設(shè)注入現(xiàn)代化新動(dòng)能。
電子大屏上的淮河流域數(shù)字孿生水利體系(央廣網(wǎng)記者 趙家慧攝)
在淮河水利委員會(huì),電腦大屏上正“流動(dòng)”著一條“電子淮河”。如果說(shuō)包括預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案的防洪“四預(yù)”系統(tǒng)是淮河流域防汛備汛的重要支撐,那么數(shù)字孿生淮河就是其重要的技術(shù)“底座”。
它利用無(wú)人機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)、視頻級(jí)聯(lián)集控平臺(tái),并接入約50個(gè)工程節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控信息,研發(fā)精細(xì)化水文水動(dòng)力耦合模型,建成了一個(gè)淮河流域數(shù)字孿生水利體系。
據(jù)水利部淮河水利委員會(huì)水文局(信息中心)水情氣象處副處長(zhǎng)趙夢(mèng)杰介紹,該系統(tǒng)已成為支撐淮河防洪調(diào)度工作的核心業(yè)務(wù)系統(tǒng),經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn),淮河干流控制站最大流量預(yù)報(bào)相對(duì)誤差基本在10%以內(nèi),洪水預(yù)報(bào)預(yù)見(jiàn)期基本能夠達(dá)到3—7天,在近兩年淮河防洪調(diào)度演練及多場(chǎng)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(hào)洪水應(yīng)對(duì)為例,系統(tǒng)提前7天預(yù)報(bào)洪澤湖最高水位13.60米(全力預(yù)泄情況下),水位預(yù)報(bào)誤差僅有3公分,精準(zhǔn)預(yù)報(bào)有力支撐了洪水調(diào)度工作,避免了洪水對(duì)淮河入海水道二期在建工程的影響。
“加強(qiáng)淮河治理的科學(xué)管理,最重要的就是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、可控制、全方面的管理!彼炕春铀瘑T會(huì)總工程師華偉中表示,要繼續(xù)發(fā)展感知系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng),讓“四預(yù)”系統(tǒng)的“觸角”更加敏銳,“過(guò)去進(jìn)行河湖管理,我們靠得是人去現(xiàn)場(chǎng)?扇肆τ邢,觀察也有局限性!倍ㄟ^(guò)衛(wèi)星遙感,再進(jìn)行AI智能識(shí)別,數(shù)字與人力的結(jié)合能夠使得治理更精準(zhǔn)、更高效。
今天的淮河,靠著逐漸完善中的數(shù)字孿生技術(shù),萬(wàn)壑歸流,水清岸綠。
數(shù)字孿生,賦能淠史杭灌區(qū)
從流域到灌區(qū),數(shù)字孿生技術(shù)在江淮大地上的應(yīng)用起到越來(lái)越重要的作用。
實(shí)灌面積、來(lái)水預(yù)報(bào)、需水預(yù)測(cè)……走進(jìn)淠史杭灌區(qū)管理總局調(diào)度中心,2063處水情站、1430處雨情站、40處墑情站等灌區(qū)“神經(jīng)末梢”傳回的信息組成“灌區(qū)一張圖”,構(gòu)建起數(shù)字孿生灌區(qū)。
淠史杭數(shù)字孿生灌區(qū)綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)(央廣網(wǎng)發(fā) 淠史杭灌區(qū)供圖)
2022年,水利部選取了48處大中型灌區(qū)開(kāi)展數(shù)字(孿生)灌區(qū)先行先試工作,同步印發(fā)的數(shù)字(孿生)灌區(qū)建設(shè)技術(shù)指南(試行)。淠史杭灌區(qū)入選首批先行先試名單。
淠史杭灌區(qū)啟動(dòng)數(shù)字灌區(qū)的規(guī)劃與建設(shè)開(kāi)始于2020年,以模擬仿真、AI、云計(jì)算等技術(shù)構(gòu)建空間,通過(guò)對(duì)淠史杭灌區(qū)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)描述和計(jì)算,讓心系灌區(qū)的老水利人能夠用更便捷、更及時(shí)、更有效的方式,掌握更多的水情、雨情、水位等數(shù)據(jù),進(jìn)而感知信息、資源共享、遠(yuǎn)程操作,甚至提供決策支持。
“全面掌握灌區(qū)有多少水是最直接的目的。通過(guò)數(shù)字孿生平臺(tái)的蓄水監(jiān)測(cè)模型,能夠?qū)崟r(shí)掌握灌區(qū)水庫(kù)及塘壩蓄水量,利用來(lái)水預(yù)報(bào)模型可以分析出未來(lái)10天的來(lái)水量!卑不帐′氖泛脊鄥^(qū)管理總局灌溉調(diào)度處處長(zhǎng)朱善斌說(shuō)。
淠河灌區(qū)渠首橫排頭樞紐工程(央廣網(wǎng)發(fā) 安徽日?qǐng)?bào)供圖)
多個(gè)關(guān)鍵樞紐的“數(shù)字孿生”已經(jīng)成型。在整個(gè)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(xiàn)在數(shù)字孿生平臺(tái)的屏幕上。中控室的每一個(gè)數(shù)據(jù)都對(duì)應(yīng)著現(xiàn)實(shí)中的灌區(qū)用水情況,仿佛一個(gè)精妙的“智能大腦”在運(yùn)籌帷幄。
隨著模型的逐漸發(fā)展與完善,淠史杭數(shù)字(孿生)灌區(qū)初步實(shí)現(xiàn)了灌區(qū)“四預(yù)”功能,處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
“灌區(qū)以前是靠大量人員收集工情、水情等數(shù)據(jù),一層一層上報(bào),再進(jìn)一步分析和制定方案?康氖菤v史經(jīng)驗(yàn)和大量人力!变氖泛脊鄥^(qū)淠河總干渠戚家橋管理分局局長(zhǎng)張棋說(shuō):“如今靠系統(tǒng),短時(shí)間內(nèi)就有結(jié)果,方案更是能動(dòng)態(tài)優(yōu)化的。具體到助力農(nóng)業(yè)上,淠史杭骨干渠道已做到管理精細(xì)化,農(nóng)情的監(jiān)測(cè)和水雨情預(yù)報(bào)基本覆蓋整個(gè)灌區(qū)。”
從淮河治理到淠史杭灌區(qū)調(diào)度,數(shù)字孿生水利建設(shè)正在深入推進(jìn)。今年6月,《關(guān)于全面推進(jìn)江河保護(hù)治理的意見(jiàn)》中提出以數(shù)字孿生流域?yàn)橹攸c(diǎn),系統(tǒng)謀劃推進(jìn)數(shù)字孿生水利體系建設(shè)。水利部明確,促進(jìn)數(shù)字孿生工程與數(shù)字孿生流域、數(shù)字孿生水網(wǎng)互聯(lián)互通與信息共享,到2027年初步建成運(yùn)行管理智能應(yīng)用體系。一幅數(shù)字化、智能化、科技化的治水圖景正在中華大地上徐徐展開(kāi)。

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