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在2026數(shù)字中國創(chuàng)新大賽·信創(chuàng)賽道全國總決賽中，浙江省水利廳和浙江省錢塘江流域中心報送的“全鏈自主可控的數(shù)字孿生浙東區(qū)域水網(wǎng)”項目榮獲三等獎，成為浙江省唯一獲得決賽獎項的項目。數(shù)字孿生浙東區(qū)域水網(wǎng)是什么？它有哪些關(guān)鍵核心技術(shù)和功能？一起關(guān)注~
一 給浙東區(qū)域水網(wǎng)裝上“神經(jīng)末梢”
浙東引水工程是習(xí)近平總書記親自部署、親自推動的重大水資源配置工程，也是我省有史以來跨流域跨區(qū)域最多、引調(diào)水線路最長、投資規(guī)模最大的工程。2021年全線貫通，多年平均引水量8.9億立方米，惠及浙東地區(qū)18個縣(市、區(qū))1750多萬人口。
數(shù)字孿生浙東區(qū)域水網(wǎng)是2023年水利部首批數(shù)字孿生水網(wǎng)建設(shè)先行先試項目，以物理水網(wǎng)為基礎(chǔ)，運(yùn)用數(shù)字孿生技術(shù)全棧國產(chǎn)化開發(fā)，通過構(gòu)建一系列水利專業(yè)模型，實現(xiàn)了對浙東區(qū)域開放式復(fù)雜平原河網(wǎng)的精準(zhǔn)映射與科學(xué)調(diào)度。
在物理空間，多波束、傾斜攝影等技術(shù)完成了對浙東引水工程73平方公里水下及兩岸地形的采集，2103處感知點位實時監(jiān)測水位、水質(zhì)、流速、流量、墑情等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，相當(dāng)于給浙東區(qū)域水網(wǎng)裝上“神經(jīng)末梢”，實時匯集第一手?jǐn)?shù)據(jù)。
在虛擬空間，16個國產(chǎn)水網(wǎng)專業(yè)模型、4大核心關(guān)鍵技術(shù)協(xié)同發(fā)力，織起一張覆蓋6000平方公里、串聯(lián)7000多條平原河道的智慧區(qū)域水網(wǎng)。通過平臺駕駛艙，蕭山樞紐等4大取水口引水條件實時可見，15個河區(qū)的生活、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生態(tài)取水動態(tài)盡在掌握，各河區(qū)的水位、可調(diào)蓄水量、保供天數(shù)、納蓄能力一屏統(tǒng)覽。
更關(guān)鍵的是，通過數(shù)字化手段，數(shù)字孿生浙東區(qū)域水網(wǎng)實現(xiàn)了“虛實結(jié)合”。系統(tǒng)通過遙感、北斗、測雨雷達(dá)、無人機(jī)監(jiān)測的水雨情數(shù)據(jù)深度融合，共享工業(yè)用水、生態(tài)環(huán)境等跨部門信息，為實現(xiàn)具有預(yù)測、預(yù)報、預(yù)警、預(yù)案功能的系統(tǒng)打下了堅實基礎(chǔ)。
二 從“經(jīng)驗研判”向“智能調(diào)度”
數(shù)字孿生浙東區(qū)域水網(wǎng)立足供水、排澇、航運(yùn)、生態(tài)四大核心使命，謀劃覆蓋日常、干旱、洪澇、生態(tài)、工程應(yīng)急、突發(fā)水污染處置等六大應(yīng)用場景的調(diào)度格局，實現(xiàn)不同場景下調(diào)度方案的快速生成、比選與優(yōu)化，服務(wù)保障300萬畝農(nóng)田灌溉、547個工業(yè)取水口取水、舟山大陸引水和10個應(yīng)急取水口的生活取水，兼顧水環(huán)境改善、運(yùn)河通航等重大民生保障場景。
不同于單一水庫或封閉管道，平原河網(wǎng)“牽一發(fā)而動全身”。系統(tǒng)最核心的突破，就是立足河網(wǎng)密布、河道縱橫、水文條件復(fù)雜的實際，研發(fā)了復(fù)雜河網(wǎng)地區(qū)的水資源調(diào)度耦合模型系統(tǒng)，將河網(wǎng)水系進(jìn)行系統(tǒng)概化，把人工閘泵調(diào)控規(guī)則化、算法化，構(gòu)建了從“降雨預(yù)報-匯流預(yù)報-供水預(yù)測-需水預(yù)測-水量平衡-水資源調(diào)配-輸水過程模擬-調(diào)度方案生成”的全鏈條模型鏈。
系統(tǒng)每天上午定時自動計算“當(dāng)前調(diào)度方案”“控運(yùn)方案”“不引水方案”三種情況下未來7天的水網(wǎng)狀態(tài)，為當(dāng)日調(diào)度決策提供研判依據(jù)。一旦某河區(qū)缺水，系統(tǒng)會啟動“正向-逆向-正向”推演，即先正向模擬缺水影響，再逆向反算補(bǔ)水量，最后正向生成具體閘泵操作指令，從而對調(diào)度方案進(jìn)行及時調(diào)整。
這一功能在抗旱保供、農(nóng)業(yè)灌溉、防洪防臺等方面大顯身手：
2023年11月浙東旱情期間，系統(tǒng)預(yù)判湯浦水庫僅剩10天供水量并提前預(yù)警，通過多方案預(yù)演優(yōu)選蕭山樞紐以50m³/s流量引水、多工程聯(lián)合調(diào)度，1天左右恢復(fù)紹興水網(wǎng)至4m高水位，連續(xù)科學(xué)調(diào)度98天，從河道引取生活用水1.06億m³，有力保障了沿線生活、生產(chǎn)、生態(tài)用水，滿足了百姓春節(jié)用水需求。
2024年8月，受長期高溫少雨影響，余姚10萬畝農(nóng)田的灌溉遭遇困境。系統(tǒng)通過多方案比選，敲定“南北均衡引水方案”，成功保障了晚稻秧苗及玉米等農(nóng)作物的灌溉需求，守住了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)底線。
2025年7月臺風(fēng)“竹節(jié)草”防御工作中，系統(tǒng)依托精準(zhǔn)潮位預(yù)報技術(shù)提前6天作出停引決策，結(jié)合降雨預(yù)測提前3天給出預(yù)泄建議，最終實現(xiàn)浙東區(qū)域平均納蓄降雨能力超200mm，有效減輕了姚江流域的防臺壓力，筑牢了防汛安全防線。
除“開放式復(fù)雜平原河網(wǎng)的水資源調(diào)度耦合模型”外，項目還有其他三項關(guān)鍵技術(shù)，一起來看看！
01 強(qiáng)潮河口引水條件預(yù)報技術(shù)
河口潮位與含氯度是浙東引水頭部工程蕭山樞紐的重要引水指標(biāo)，預(yù)報難度巨大。針對錢塘江強(qiáng)涌潮、高含沙量、河床劇烈變形的獨(dú)特復(fù)雜性，項目構(gòu)建了錢塘江河口區(qū)域含氯度(咸潮)預(yù)報模型，模擬鹽水入侵過程，實現(xiàn)貼合實際的中長期含氯度預(yù)報；同時構(gòu)建了基于深度學(xué)習(xí)的潮位預(yù)報模型，將預(yù)報時間窗延長至7天，并在長預(yù)見期內(nèi)保持較高精度。潮位與含氯兩大關(guān)鍵要素預(yù)報同步提升，為沿江取水口提供關(guān)鍵決策依據(jù)。
02 平原河網(wǎng)水質(zhì)預(yù)演技術(shù)
項目構(gòu)建了覆蓋浙東河網(wǎng)的精細(xì)化一維水質(zhì)模型，可對突發(fā)水污染場景下的污染物擴(kuò)散進(jìn)行預(yù)報。它結(jié)合異步計算與渲染技術(shù)，可實時、流暢地將復(fù)雜的污染物擴(kuò)散過程進(jìn)行動態(tài)可視化演示?；谀M結(jié)果，系統(tǒng)自動分析并智能生成攔截位置，為決策者提供用戶可靈活配置調(diào)度方案，實現(xiàn)污染事件從被動應(yīng)對到主動預(yù)演的轉(zhuǎn)變。
03 水網(wǎng)樞紐工程健康狀態(tài)評估模型技術(shù)
水網(wǎng)樞紐工程健康狀態(tài)評估模型技術(shù)，推動樞紐工程從“事后維修”向“預(yù)見性維護(hù)”轉(zhuǎn)變。以浙東引水蕭山樞紐為例，其依托該模型布設(shè)了549個測點，在實時采集數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，融合機(jī)組、金結(jié)等多維度算法得出健康評分，可對未來1-7天的機(jī)組健康趨勢進(jìn)行研判，提前發(fā)現(xiàn)隱患。
三 日常管理調(diào)度閉環(huán)
浙東區(qū)域水網(wǎng)以數(shù)字化打破傳統(tǒng)管理瓶頸，不僅將用水統(tǒng)計、效益分析等日常業(yè)務(wù)進(jìn)行了規(guī)范化整合，還將調(diào)度執(zhí)行的每一個環(huán)節(jié)都納入閉環(huán)管控。
調(diào)度方案確定后，多部門可在線開展會商且全程留痕；會商達(dá)成一致，系統(tǒng)一鍵生成帶電子簽章的調(diào)度令直達(dá)一線；指令下達(dá)后，實時監(jiān)測閘站運(yùn)行數(shù)據(jù)，一旦出現(xiàn)偏差超標(biāo)，系統(tǒng)自動報警。“方案-會商-指令-執(zhí)行-反饋”的全流程數(shù)字化讓治水指令落地有聲、全程可溯。
更值得一提的是，借助系統(tǒng)的幫助，核心樞紐工程的應(yīng)急能力得到了顯著提升。在應(yīng)急演練方面，依托數(shù)字孿生平臺和省地聯(lián)動機(jī)制，演練模式實現(xiàn)了實戰(zhàn)化創(chuàng)新，可在“調(diào)度會商-確定方案-執(zhí)行檢查-查看效果”的標(biāo)準(zhǔn)流程下進(jìn)行多種方案的模擬與閉環(huán)驗證，切實錘煉了應(yīng)急本領(lǐng)。同時，系統(tǒng)搭建的一體化應(yīng)急模塊能夠精準(zhǔn)應(yīng)對極端干旱、突發(fā)水污染等各類緊急狀況，穩(wěn)穩(wěn)筑牢了應(yīng)急防線，有效提升了抵御風(fēng)險的能力。
“全鏈自主可控的數(shù)字孿生浙東區(qū)域水網(wǎng)”項目孕育了豐碩的理論與技術(shù)創(chuàng)新成果：斬獲8項新型專利、12項軟件著作權(quán)，發(fā)表5篇專業(yè)論文，并制定了3項標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。項目全面實現(xiàn)了供水、水質(zhì)與工程安全的預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案“四預(yù)”核心功能，成功為全國閘泵站的智慧化管理提供了可復(fù)制的實踐范式。這不僅為水網(wǎng)的智慧調(diào)度探索出了一條清晰的工作路徑，更為全國水網(wǎng)建設(shè)貢獻(xiàn)了寶貴的國產(chǎn)化模型系統(tǒng)范本。
來源：廳數(shù)改辦，廳科技處，省錢塘江流域中心
原標(biāo)題：水網(wǎng)智慧化調(diào)度全國標(biāo)桿，如何煉成？
浙公網(wǎng)安備 33010602000006號
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