加快建設數字孿生流域提升國家水安全保障能力
水利部黨組書(shū)記、部長(cháng)? 李國英
習近平總書(shū)記對加快建設科技強國，實(shí)現高水平科技自立自強作出了一系列重大決策部署，強調科技創(chuàng )新是核心，抓住了科技創(chuàng )新就抓住了牽動(dòng)我國發(fā)展全局的牛鼻子，并提出了提升流域設施數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化水平的明確要求。當前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速演進(jìn)，新興科技快速發(fā)展，各種新技術(shù)新應用不斷涌現。對表對標習近平總書(shū)記重要講話(huà)指示批示精神，必須錨定全面提升國家水安全保障能力目標，把握世界科技發(fā)展新形勢、新趨勢，加強數字孿生、大數據、人工智能等新一代信息技術(shù)與水利業(yè)務(wù)的深度融合，加快數字孿生流域建設，大力提升流域治理管理的數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化水平，賦能推動(dòng)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的先進(jìn)引領(lǐng)力和強勁驅動(dòng)力。
建設數字孿生流域，即以物理流域為單元、時(shí)空數據為底座、數學(xué)模型為核心、水利知識為驅動(dòng)，對物理流域全要素和水利治理管理全過(guò)程進(jìn)行數字化映射、智能化模擬，實(shí)現與物理流域同步仿真運行、虛實(shí)交互、迭代優(yōu)化。水利部堅持把建設數字孿生流域作為推動(dòng)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的重要路徑，推動(dòng)數字孿生流域建設在水利行業(yè)全面展開(kāi)，數字孿生流域建設技術(shù)大綱、技術(shù)導則、共建共享管理辦法和水利業(yè)務(wù)“四預”（預報預警預演預案）基本技術(shù)要求等系列技術(shù)規范全面建立，全國七大江河數字孿生流域建設方案編制完成，94項數字孿生流域和數字孿生水利工程先行先試工作啟動(dòng)實(shí)施。
在向第二個(gè)百年奮斗目標進(jìn)軍的新征程中，水利部門(mén)將深入貫徹落實(shí)習近平總書(shū)記重要講話(huà)指示批示精神，按照需求牽引、應用至上、數字賦能、提升能力的要求，以數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化為主線(xiàn)，以算據、算法、算力建設為支撐，以數字化場(chǎng)景、智能化模擬、精準化決策為路徑，加快建設、持續完善具有強大“四預”功能的數字孿生流域。
構建數字化場(chǎng)景。以自然地理、干支流水系、河道流場(chǎng)、水利工程、經(jīng)濟社會(huì )信息等為主要內容，對物理流域進(jìn)行全要素數字化映射。構建天、空、地一體化水利感知網(wǎng)，優(yōu)化地面監測，加強遙感監測，推進(jìn)物理流域監測系統科學(xué)建設和高頻乃至在線(xiàn)運行，實(shí)現物理流域與數字流域之間的動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)信息交互和深度融合，保持交互的精準性、同步性、及時(shí)性。構建全國統一、及時(shí)更新的數據底板，對物理流域產(chǎn)生的不同類(lèi)型、不同形態(tài)、不同來(lái)源的數據進(jìn)行有序組織，為水利治理管理提供詳實(shí)的基礎底圖。
開(kāi)展智能化模擬。在數字化場(chǎng)景的基礎上，通過(guò)集成耦合多維多時(shí)空尺度的水利專(zhuān)業(yè)模型、智能分析模型、仿真可視化模型，構建支撐水利業(yè)務(wù)全要素“四預”功能的數字孿生流域模擬仿真平臺。深入研究流域自然規律，融合流域多源信息，升級改造流域產(chǎn)匯流、土壤侵蝕、水沙輸移、水資源調配、工程調度等模型，統籌運用好基于機理揭示和規律把握的數學(xué)模型，以及基于數理統計和數據挖掘技術(shù)的數學(xué)模型，確保數字孿生流域模擬過(guò)程和流域物理過(guò)程實(shí)現高保真。建設水利業(yè)務(wù)智能仿真模型，構建水利業(yè)務(wù)遙感和視頻人工智能識別模型，實(shí)現水利工程運行和安全監測、應急突發(fā)水事件等自動(dòng)化精準識別。
支撐精準化決策。堅持大系統設計、分系統建設、模塊化鏈接，構建標準統一、互為融通、共享共用的水利智能業(yè)務(wù)應用系統，全面覆蓋流域防洪抗旱、水資源管理調配等流域治理管理各項業(yè)務(wù)應用，實(shí)現風(fēng)險提前發(fā)現、預警提前發(fā)布、方案提前制定、措施提前實(shí)施，確保水利決策迅速果斷精準有效。一方面，根據預報預警結果，“正向”預演出風(fēng)險形勢和影響，以在未萌之時(shí)、成災之前發(fā)現問(wèn)題、提出對策；另一方面，根據調度目標，“逆向”推演出水利工程安全運行限制條件，制定和優(yōu)化調度方案，實(shí)現預報與調度的動(dòng)態(tài)耦合模擬，進(jìn)一步提高預案的科學(xué)性、實(shí)用性和可操作性，為科學(xué)高效有序應對江河洪水、山洪災害、漬澇災害、冰凌災害、工程災害、干旱災害、水資源危機、水生態(tài)損害等各類(lèi)水災害事件提供強大科技支撐，進(jìn)一步提升國家水安全保障能力。
來(lái)源｜光明日報