加快建設(shè)數(shù)字孿生流域提升國家水安全保障能力

水利部黨組書記、部長李國英

習(xí)近平總書記對(duì)加快建設(shè)科技強(qiáng)國，實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)作出了一系列重大決策部署，強(qiáng)調(diào)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(shè)施數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平的明確要求。當(dāng)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(yīng)用不斷涌現(xiàn)。對(duì)表對(duì)標(biāo)習(xí)近平總書記重要講話指示批示精神，必須錨定全面提升國家水安全保障能力目標(biāo)，把握世界科技發(fā)展新形勢(shì)、新趨勢(shì)，加強(qiáng)數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)、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(shù)字孿生流域建設(shè)，大力提升流域治理管理的數(shù)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(qiáng)勁驅(qū)動(dòng)力。

建設(shè)數(shù)字孿生流域，即以物理流域?yàn)閱卧?、時(shí)空數(shù)據(jù)為底座、數(shù)學(xué)模型為核心、水利知識(shí)為驅(qū)動(dòng)，對(duì)物理流域全要素和水利治理管理全過程進(jìn)行數(shù)字化映射、智能化模擬，實(shí)現(xiàn)與物理流域同步仿真運(yùn)行、虛實(shí)交互、迭代優(yōu)化。水利部堅(jiān)持把建設(shè)數(shù)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(shù)字孿生流域建設(shè)在水利行業(yè)全面展開，數(shù)字孿生流域建設(shè)技術(shù)大綱、技術(shù)導(dǎo)則、共建共享管理辦法和水利業(yè)務(wù)“四預(yù)”（預(yù)報(bào)預(yù)警預(yù)演預(yù)案）基本技術(shù)要求等系列技術(shù)規(guī)范全面建立，全國七大江河數(shù)字孿生流域建設(shè)方案編制完成，94項(xiàng)數(shù)字孿生流域和數(shù)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(biāo)進(jìn)軍的新征程中，水利部門將深入貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記重要講話指示批示精神，按照需求牽引、應(yīng)用至上、數(shù)字賦能、提升能力的要求，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為主線，以算據(jù)、算法、算力建設(shè)為支撐，以數(shù)字化場景、智能化模擬、精準(zhǔn)化決策為路徑，加快建設(shè)、持續(xù)完善具有強(qiáng)大“四預(yù)”功能的數(shù)字孿生流域。

構(gòu)建數(shù)字化場景。以自然地理、干支流水系、河道流場、水利工程、經(jīng)濟(jì)社會(huì)信息等為主要內(nèi)容，對(duì)物理流域進(jìn)行全要素?cái)?shù)字化映射。構(gòu)建天、空、地一體化水利感知網(wǎng)，優(yōu)化地面監(jiān)測(cè)，加強(qiáng)遙感監(jiān)測(cè)，推進(jìn)物理流域監(jiān)測(cè)系統(tǒng)科學(xué)建設(shè)和高頻乃至在線運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)物理流域與數(shù)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(zhǔn)性、同步性、及時(shí)性。構(gòu)建全國統(tǒng)一、及時(shí)更新的數(shù)據(jù)底板，對(duì)物理流域產(chǎn)生的不同類型、不同形態(tài)、不同來源的數(shù)據(jù)進(jìn)行有序組織，為水利治理管理提供詳實(shí)的基礎(chǔ)底圖。

開展智能化模擬。在數(shù)字化場景的基礎(chǔ)上，通過集成耦合多維多時(shí)空尺度的水利專業(yè)模型、智能分析模型、仿真可視化模型，構(gòu)建支撐水利業(yè)務(wù)全要素“四預(yù)”功能的數(shù)字孿生流域模擬仿真平臺(tái)。深入研究流域自然規(guī)律，融合流域多源信息，升級(jí)改造流域產(chǎn)匯流、土壤侵蝕、水沙輸移、水資源調(diào)配、工程調(diào)度等模型，統(tǒng)籌運(yùn)用好基于機(jī)理揭示和規(guī)律把握的數(shù)學(xué)模型，以及基于數(shù)理統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的數(shù)學(xué)模型，確保數(shù)字孿生流域模擬過程和流域物理過程實(shí)現(xiàn)高保真。建設(shè)水利業(yè)務(wù)智能仿真模型，構(gòu)建水利業(yè)務(wù)遙感和視頻人工智能識(shí)別模型，實(shí)現(xiàn)水利工程運(yùn)行和安全監(jiān)測(cè)、應(yīng)急突發(fā)水事件等自動(dòng)化精準(zhǔn)識(shí)別。

支撐精準(zhǔn)化決策。堅(jiān)持大系統(tǒng)設(shè)計(jì)、分系統(tǒng)建設(shè)、模塊化鏈接，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、互為融通、共享共用的水利智能業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，全面覆蓋流域防洪抗旱、水資源管理調(diào)配等流域治理管理各項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)提前發(fā)現(xiàn)、預(yù)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(zhǔn)有效。一方面，根據(jù)預(yù)報(bào)預(yù)警結(jié)果，“正向”預(yù)演出風(fēng)險(xiǎn)形勢(shì)和影響，以在未萌之時(shí)、成災(zāi)之前發(fā)現(xiàn)問題、提出對(duì)策；另一方面，根據(jù)調(diào)度目標(biāo)，“逆向”推演出水利工程安全運(yùn)行限制條件，制定和優(yōu)化調(diào)度方案，實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)與調(diào)度的動(dòng)態(tài)耦合模擬，進(jìn)一步提高預(yù)案的科學(xué)性、實(shí)用性和可操作性，為科學(xué)高效有序應(yīng)對(duì)江河洪水、山洪災(zāi)害、漬澇災(zāi)害、冰凌災(zāi)害、工程災(zāi)害、干旱災(zāi)害、水資源危機(jī)、水生態(tài)損害等各類水災(zāi)害事件提供強(qiáng)大科技支撐，進(jìn)一步提升國家水安全保障能力。■

（原載《光明日?qǐng)?bào)》2022年8月10日4版）