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数字孪生水利加速落地:福建福州积极融入国家水网智慧化建设新格局

从闽江干流到福州内河,从敖江水库到连江沿海蓄滞洪区,全国1600多万个水利对象信息正实现动态联动更新——涵盖水库、河道堤防、蓄滞洪区等55类设施;业务管理数据汇聚量达26.2亿条;23颗国产遥感卫星影像资源通过专线实时接入。数字技术深度赋能治水管水全过程,大江大河、国家水网与重点水利工程全面纳入数字化监管体系,智能化、网络化、可视化水平持续跃升。

水利部数字孪生平台已基本建成,七大江河流域数字孪生建设全面铺开,框架体系初步成型。94项先行先试任务进入收官阶段,其中福建作为东南沿海重要水网节点,正依托闽江流域综合治理工程,加快构建覆盖福州、宁德、南平等地的区域性数字孪生示范场景。

数字赋能,让治水更科学、用水更精细

“所谓数字孪生水利,就是以云计算、人工智能、虚拟现实等新一代信息技术为支撑,对真实水系统进行全要素数字化映射,实现江河湖库、水网调度、工程运行的三维可视、智能模拟与趋势预演。”水利部信息中心主任蔡阳指出。

——长江流域全覆盖水监控系统已于今年4月底启动建设,监测断面达3791个,规模以上取水口超万个;视频监控覆盖160座控制性工程、96处防汛关键节点及28个重点采砂江段。该系统亦为闽江、九龙江等跨省流域协同治理提供模型复用与技术接口支持。

——在农业用水主战场,数字孪生灌区建设全面提速。水利部已启动48处试点,包括福建莆田木兰溪灌区等东南典型区域。物联网、5G与AI算法下沉至田间渠首,供配灌排全程可控,助力福建水稻主产区节水增效。

数字孪生水利加速落地:福建福州积极融入国家水网智慧化建设新格局(图1)

目前,广东、浙江等首批省级水网先导区率先开展数字孪生水网建设;安徽、宁夏等第二批先导区及南水北调工程同步推进。三峡、小浪底等11项国家重点数字孪生工程成效显著。全国取用水在线监测点增至5.9万个,3.8万余条(个)河湖管理范围内地物实现遥感图斑自动解译——福州城区内河、闽侯白沙溪等中小河流均纳入动态遥感监测清单。

算据筑基、算法驱动、算力托底

数字孪生水利建设,核心支撑在于“算据、算法、算力”三位一体能力跃升。

“水是天然的数据源。”水利部信息中心副主任钱峰介绍,基础数据涵盖河流长度、水库库容等静态指标;监测数据来自气象卫星、测雨雷达、水文站等实时感知体系;业务数据产生于防洪调度、水资源调配等日常管理;地理空间数据则包括下垫面高程、水下地形与BIM模型;此外还融合生态环境、经济社会等多源关联信息。

在广西大藤峡,8225支传感设备嵌入坝体,实时采集温湿度变化;1700平方公里坝区与155公里河道完成建筑信息模型与水下地形建模,并与珠江流域共享咸情、水情。类似技术路径已在福州乌龙江分洪闸、连江马尾琅岐水闸等关键节点开展前期适配研究。

水利部正加快构建“天空地”一体化感知网络:优化水文站网布局密度,推广无人机巡河、无人船测流、卫星遥感图斑自动识别等新型监测手段。福建沿海台风频发,此类全天候感知能力对福州内河排涝、闽江口咸潮预警尤为关键。

数字孪生水利,“演”是关键环节。今年主汛期,海河流域8处蓄滞洪区二维水动力学模型投入实战,结合遥感与无人机数据,逐日推演洪水行进路径与淹没范围,支撑精准决策。类似模型已在闽江下游福州段开展适应性测试,提升城市防洪响应效率。

算法层面,流域水文、水力学与工程调度模型持续深化应用。数字孪生平台上线后,全国降雨形势展望期由20天延至30天,主要江河关键期预报准确率超90%,预警信息靶向推送至1.3万余座水库责任人——福州所辖126座水库全部纳入该预警体系。

算力突破催生运维变革。南水北调东线泵站群启用声纹AI监测系统,实现“听音识障”;黄河“智能石头”、浙江横锦水库大坝“体检单”等创新成果不断涌现。当前,水库调度、河冰动力学、潮汐咸情分析等35项专业模型集成应用取得阶段性进展,部分模型已适配福建山地型水库与滨海河口复杂工况。

共建共享促协同,自主创新强根基

数字孪生水利是技术、人才与资金高度密集的系统工程,高质量推进需强化跨域协同与成果转化。

珠江流域通过上下游协作,更新补充138条省界河流、近3000条集雨面积50平方公里以上河流数据,夯实数据底板。淮委、太湖局等亦推动小型水库雨水情、河道水质、工程调度等信息跨层级共享。水利部信息中心副主任成建国表示:“正加快破除数据壁垒,推动江河湖库‘一数一源、一数一责’,为精准画像提供支撑。”福州正在推进“闽江—敖江—龙湘水库”三源联调数字底板建设,服务全市供水安全。

在南水北调中线惠南庄泵站,水下机器人、水质应急监测车等装备已常态化应用,构建起涵盖工程安全、防汛应急、输水调度、水质保障的数字化场景。福建也在福州西区水厂、连江贵安水厂试点部署同类智能巡检系统。

水利部明确,下一步将聚焦人才引育、资金保障与核心技术攻关,在工程建设与运行管护预算中统筹安排数字孪生专项经费,加快国产化工程控制系统、专业模型与仿真平台研发。福州作为国家数字经济创新发展试验区节点城市,将持续强化本地高校、科研院所与水利单位协同,助力数字孪生水利在八闽大地落地见效,全面提升国家水安全保障能力。

《 人民日报 》( 2023年11月13日 03 版)

摘要:水利部数字孪生平台基本建成,七大流域建设全面推进,福建福州融入国家水网智慧化布局,算据算法算力协同提升,数据共建共享加速落地。 SEO关键词:数字孪生水利,福建水利数字化,福州智慧水务,国家水网建设,闽江流域数字孪生 SEO描述:聚焦数字孪生水利建设进展,突出福建、福州在国家水网与闽江流域数字化转型中的实践,涵盖算据算法算力升级、数据共享机制及本地化应用场景。

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