2024年我國糧食總產(chǎn)首次突破1.4萬億斤，豐收背后，水利的支撐和保障不可或缺。

　　數(shù)字孿生

　　為灌區(qū)配水裝上“智慧大腦”

　　開年以來，全國不少灌區(qū)正在加快進(jìn)行數(shù)字孿生建設(shè)，精準(zhǔn)調(diào)配水資源，讓每一滴水都發(fā)揮最大價值。在山東位山灌區(qū)，眼下已經(jīng)開始提前進(jìn)行春灌蓄水工作。

　　位山灌區(qū)是黃河第二大灌區(qū)，也是山東省最大的灌區(qū)。為確保500多萬畝農(nóng)作物開春后能及時喝上黃河水，灌區(qū)提早啟動了春灌蓄水工作。在灌區(qū)的智慧調(diào)度中心，工作人員操作數(shù)字孿生系統(tǒng)，通過對灌區(qū)干渠系統(tǒng)輸配水過程進(jìn)行場景化動態(tài)模擬預(yù)演，觀察渠道水位、水流時間、流量等各項數(shù)據(jù)的變化。

　　山東省聊城市位山灌區(qū)管理服務(wù)中心信息化科副科長 梁以昌：我們將渠道的物理要素，像渠道水利用系數(shù)、糙率、邊坡系數(shù)等，全部都納入數(shù)字孿生平臺，進(jìn)行方案的預(yù)演。

　　配水調(diào)度一直是水利上的一個難題，以前灌區(qū)配水基本就是靠經(jīng)驗，原本3天即可完成灌溉任務(wù)，有時可能會持續(xù)供水4到5天，還有時上下游、渠系間用水不均衡，難免造成水資源的浪費(fèi)，而通過模型預(yù)演，灌區(qū)配水從經(jīng)驗決策向模型智慧精準(zhǔn)決策轉(zhuǎn)變。

　　山東省聊城市位山灌區(qū)管理服務(wù)中心副主任 楊玉廣：作物是否需要水，需要多少水，可以通過需水預(yù)測模型進(jìn)行科學(xué)計算，配合配水調(diào)度、水動力仿真等模型的使用，能夠模擬預(yù)演供水過程，生成最優(yōu)配水調(diào)度方案。

　　系統(tǒng)的最末端是農(nóng)田節(jié)水灌溉控制器，農(nóng)戶一刷卡，原本直接漫灌到地的黃河水，現(xiàn)在經(jīng)提水泵站提至地下低壓管道，就能實現(xiàn)精量化灌溉。

　　通過數(shù)字孿生灌區(qū)建設(shè)，位山灌區(qū)畝均可節(jié)水近30立方米，擴(kuò)大灌溉面積10萬畝，在節(jié)水的同時，畝產(chǎn)比其他同類型灌區(qū)高出20%。

　　建設(shè)改造數(shù)字灌區(qū)

　　目前已初顯成效

　　“十四五”期間，我國安排中央資金達(dá)2000億元，對2500多處大中型灌區(qū)進(jìn)行現(xiàn)代化建設(shè)和改造，選擇49個灌區(qū)推進(jìn)數(shù)字孿生灌區(qū)先行先試。目前，這些建設(shè)已經(jīng)成效初顯。在江蘇，新年伊始，新禹河灌區(qū)的現(xiàn)代化改造已完成建設(shè)。

　　在江蘇南京新禹河灌區(qū)現(xiàn)代化改造工程日前建設(shè)完成，新建成的數(shù)字孿生平臺不僅能夠精準(zhǔn)把脈灌區(qū)內(nèi)的每一道泵站設(shè)施，實現(xiàn)智能化巡檢與調(diào)度；同時還可以實時匯聚海量數(shù)據(jù)，為農(nóng)戶定制科學(xué)灌溉方案。

　　南京市六合區(qū)水務(wù)局農(nóng)村水利科科長 蔣榮杰：在農(nóng)田灌溉用水季，我們模擬作物生長發(fā)育特性，通過田間氣象、墑情、水位等數(shù)據(jù)，依托數(shù)字孿生灌區(qū)平臺，制定科學(xué)的灌溉方案，用最短的灌溉距離，最少的灌溉用水，獲得最大的農(nóng)業(yè)產(chǎn)出。

　　2022年底，水利部在全國遴選了49處大中型灌區(qū)開展數(shù)字孿生灌區(qū)先行先試建設(shè)。在2024年春灌和抗旱保灌溉中，數(shù)字灌區(qū)成效初顯，總體提升水資源利用效率約10%。

　　水利部農(nóng)村水利水電司灌溉節(jié)水處處長 張翔：下一步，我們結(jié)合國家水網(wǎng)重大工程建設(shè)，在一些水土資源條件比較好的地方，再新建一批節(jié)水型、生態(tài)型灌區(qū)。另外加快實施一批灌區(qū)現(xiàn)代化改造，優(yōu)先把大中型灌區(qū)建成高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田，為我們新增千億斤糧食產(chǎn)能作出更大的水利貢獻(xiàn)。

　　加快數(shù)字孿生水利建設(shè)

　　精準(zhǔn)調(diào)配水資源

　　不僅僅是全國的灌區(qū)，實際上“數(shù)字孿生”技術(shù)已經(jīng)深入到河流流域、水利工程建設(shè)。

　　黃柏河是長江一級支流，也是湖北宜昌的“母親河”，承擔(dān)著200萬人安全飲水、116萬畝農(nóng)田灌溉和100公里河道生態(tài)補(bǔ)水重任。開年以來，黃柏河根據(jù)下游需求連續(xù)抬閘放水，依托數(shù)字孿生系統(tǒng)，精準(zhǔn)調(diào)配水資源，守護(hù)流域安瀾。

　　近日，根據(jù)下游用水需求，黃柏河尚家河水電站開啟閘門向渠道下游放水。和往年不同，現(xiàn)在閘門抬升多少厘米、向下游放多少水，調(diào)度方案的出具不再依靠人工測算和研判，而是數(shù)字孿生系統(tǒng)。

　　走進(jìn)宜昌市黃柏河流域管理局調(diào)度指揮中心，在大屏上可以看到，數(shù)字孿生黃柏河系統(tǒng)綜合運(yùn)用“天空地水工”一體化感知設(shè)備，將黃柏河動支流域1∶1“克隆”到了系統(tǒng)之中。

　　宜昌市黃柏河流域管理局調(diào)度中心主任 鄭偉：在電腦上可以很清楚地知道流域的降雨、來水、泄洪等水雨情情況，以及水庫大壩電站的工況運(yùn)行情況。

　　目前，我國正在加快實施長江流域全覆蓋水監(jiān)控系統(tǒng)項目，面向七大流域，積極推進(jìn)數(shù)字孿生流域建設(shè)。

　　在數(shù)字孿生水網(wǎng)方面，浙江、山東等10個省級先導(dǎo)區(qū)數(shù)字孿生水網(wǎng)已經(jīng)建成投用，初步建成河套、淠史杭等49處數(shù)字孿生灌區(qū)，全國建成709個縣域農(nóng)村供水?dāng)?shù)字化管理平臺。(央視新聞客戶端)