無人機巡河軌跡掠過河湖上空，實時傳回流域動態(tài)；堤壩、閘站、水庫中數(shù)千個傳感器不間斷運轉(zhuǎn)，水位、流量等數(shù)據(jù)秒級更新；數(shù)字孿生錢塘江系統(tǒng)精準推演洪峰演進，為調(diào)度決策提供“智慧大腦”……如今，一場以數(shù)字孿生為核心的水利變革在浙江全面鋪開，以“數(shù)字賦能”引領(lǐng)行業(yè)向智能化、精細化加速邁進，繪就水利現(xiàn)代化建設(shè)嶄新圖景。
謀篇布局：系統(tǒng)規(guī)劃筑牢“孿生根基”
數(shù)字孿生，是通過數(shù)字化手段在虛擬空間構(gòu)建與物理實體高度匹配、實時聯(lián)動的“數(shù)字鏡像”，實現(xiàn)對實體的監(jiān)測、分析、模擬與優(yōu)化。
“數(shù)字孿生水利不是簡單的‘數(shù)字復(fù)刻’，而是要打造一個能監(jiān)測、會分析、可預(yù)報的‘虛擬水利系統(tǒng)’。”浙江省水利廳相關(guān)負責(zé)人介紹，以水庫為例，其數(shù)字孿生體不僅能同步水位、庫容等實時數(shù)據(jù)，還能給出汛期暴雨、干旱缺水等場景下的調(diào)度方案，為防洪調(diào)度、供水保障提供科學(xué)依據(jù)。
七大水系防洪預(yù)報調(diào)度實現(xiàn)分鐘級模擬計算；“省級—區(qū)域—市級”三級協(xié)同的數(shù)字孿生水網(wǎng)格局初步成型；69個數(shù)字孿生工程落地見效……早在2022年，浙江便啟動數(shù)字孿生水利建設(shè)，如今已實現(xiàn)從“點上突破”到“擴面提質(zhì)”的跨越。
這一跨越背后，是清晰的頂層設(shè)計在引路。浙江率先構(gòu)建“1+3+N”數(shù)字孿生水利規(guī)劃體系，以《浙江省數(shù)字孿生水利建設(shè)實施方案》為核心，提出浙江省數(shù)字孿生水利“1136”總體框架，通過1張全域水利感知網(wǎng)、1個省級數(shù)字孿生基礎(chǔ)平臺，聯(lián)動3個孿生體系與6個智能業(yè)務(wù)應(yīng)用，實現(xiàn)“規(guī)劃一張圖、建設(shè)一盤棋”；配套流域、水網(wǎng)、工程三大建設(shè)方案及N個專項方案，明確“路線圖”與“施工圖”。
智聯(lián)萬物：天空地水工織密“感知網(wǎng)”
“以前山洪預(yù)警要等30分鐘，現(xiàn)在15分鐘就能精準推送，為群眾轉(zhuǎn)移搶出寶貴時間！”浙江省水文管理中心副主任童增來感慨水文監(jiān)測升級帶來的變化。
小流域山洪是浙江防汛防臺的重難點，提升預(yù)警時效，核心在于加快數(shù)據(jù)采集傳輸速度。浙江對69個山洪災(zāi)害防治縣的1.15萬個重點村落逐一摸排，按照“先梅雨影響區(qū)，后臺風(fēng)影響區(qū)”原則升級改造水文測站遙測終端。
如今，浙江雨量站平均密度達每6.2平方公里1個，基本實現(xiàn)“鎮(zhèn)鎮(zhèn)有水位、村村有雨量”。今年6月梅雨期，全省7649個關(guān)聯(lián)水文站實戰(zhàn)“大考”，96期山洪災(zāi)害點對點短臨預(yù)警均實現(xiàn)“15分鐘響應(yīng)”，預(yù)警效率較此前提升50%。
這是浙江水利感知體系建設(shè)的縮影。如果說數(shù)字孿生是水利工程的“智慧大腦”，感知網(wǎng)絡(luò)便是連接物理世界與數(shù)字空間的“神經(jīng)末梢”。
近年來，浙江整合“天、空、地、水、工”五大維度資源，構(gòu)建起全方位、立體化、高精度感知網(wǎng)絡(luò)：“天”依托衛(wèi)星遙感、北斗技術(shù)等實現(xiàn)全域監(jiān)測與數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸；“空”通過雷達與無人機填補盲區(qū)、升級河湖管護；“地”織密視頻監(jiān)控與預(yù)警設(shè)備網(wǎng)，覆蓋重點區(qū)域；“水”加密水文站網(wǎng)、強化生態(tài)流量監(jiān)測；“工”搭建工程安全監(jiān)測系統(tǒng)，為數(shù)字孿生模型提供更精準、全面的數(shù)據(jù)支撐。
數(shù)字孿生水網(wǎng)：讓水資源“聯(lián)得通、配得優(yōu)、管得精”
“幸虧浙東引水工程給我們送來及時水，不然我這700多畝晚稻種不下去，至少損失20多萬元！”寧波余姚泗門鎮(zhèn)種糧大戶魏其炎指著長勢喜人的秧苗，笑得合不攏嘴。
2024年8月，余姚地區(qū)遭遇干旱天氣。浙東數(shù)字孿生水網(wǎng)模型緊急啟動“診斷”模式：一邊精準拆解當前水資源調(diào)度細節(jié)，一邊模擬推演常規(guī)引水、北線優(yōu)先引水、南北均衡引水等方案效果。經(jīng)過多輪篩選比對，浙江省錢塘江流域中心根據(jù)預(yù)演結(jié)果，實施15天不間斷引水，通過蕭山樞紐累計引水7540萬立方米，有效緩解余姚市旱情。
在水資源管理領(lǐng)域，寧波的實踐也頗具代表性。作為資源性缺水城市，寧波布設(shè)超1.4萬個監(jiān)測感知點位，覆蓋水庫、供水等七大類水利工程，海量數(shù)據(jù)實時匯聚指揮中樞。在此基礎(chǔ)上，寧波構(gòu)建“庫群互聯(lián)、三網(wǎng)協(xié)同”智慧水網(wǎng)體系，建成數(shù)字孿生水網(wǎng)系統(tǒng)，結(jié)合供水、雨水、污水“孿生三網(wǎng)”，實現(xiàn)“源頭—水廠—龍頭”全鏈條監(jiān)管。
“輸入100天供水需求，系統(tǒng)會自動優(yōu)化水庫、水廠調(diào)配方案，甚至規(guī)劃備用水源啟用?！睂幉ㄊ兴Y源管理中心周陽靖介紹。2024年抗旱期間，寧波通過數(shù)字孿生水網(wǎng)統(tǒng)籌水庫蓄水、協(xié)調(diào)跨區(qū)域引水，累計向城區(qū)增供原水2100萬立方米，將城區(qū)供水保證率穩(wěn)定在99.8%。
從頂層設(shè)計到基層落地，從技術(shù)突破到民生實效，浙江數(shù)字孿生水利建設(shè)已實現(xiàn)從“技術(shù)有感”到“民生有效”的跨越。
“下一步，我們將持續(xù)以數(shù)字孿生技術(shù)推動水利新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展，持續(xù)推進天空地水工一體化監(jiān)測感知，深化水利專業(yè)模型建設(shè)，加快構(gòu)建更具韌性、更智能、更惠民的現(xiàn)代化水網(wǎng)，為全國貢獻更多可復(fù)制、可推廣的‘浙江經(jīng)驗’?！鄙鲜鲐撠?zé)人表示。