如何精準調配水資源？數(shù)字孿生為山東灌區(qū)裝上“智慧大腦”—

如何精準調配水資源？數(shù)字孿生為山東灌區(qū)裝上“智慧大腦”

作者: 來源: 發(fā)表時間： 2025-01-07 08:57

2024年我國糧食總產首次突破1.4萬億斤，豐收背后，水利的支撐和保障不可或缺。

數(shù)字孿生

為灌區(qū)配水裝上“智慧大腦”

開年以來，全國不少灌區(qū)正在加快進行數(shù)字孿生建設，精準調配水資源，讓每一滴水都發(fā)揮最大價值。在山東位山灌區(qū)，眼下已經開始提前進行春灌蓄水工作。

位山灌區(qū)是黃河第二大灌區(qū)，也是山東省最大的灌區(qū)。為確保500多萬畝農作物開春后能及時喝上黃河水，灌區(qū)提早啟動了春灌蓄水工作。在灌區(qū)的智慧調度中心，工作人員操作數(shù)字孿生系統(tǒng)，通過對灌區(qū)干渠系統(tǒng)輸配水過程進行場景化動態(tài)模擬預演，觀察渠道水位、水流時間、流量等各項數(shù)據(jù)的變化。

山東省聊城市位山灌區(qū)管理服務中心信息化科副科長梁以昌：我們將渠道的物理要素，像渠道水利用系數(shù)、糙率、邊坡系數(shù)等，全部都納入數(shù)字孿生平臺，進行方案的預演。

配水調度一直是水利上的一個難題，以前灌區(qū)配水基本就是靠經驗，原本3天即可完成灌溉任務，有時可能會持續(xù)供水4到5天，還有時上下游、渠系間用水不均衡，難免造成水資源的浪費，而通過模型預演，灌區(qū)配水從經驗決策向模型智慧精準決策轉變。

山東省聊城市位山灌區(qū)管理服務中心副主任楊玉廣：作物是否需要水，需要多少水，可以通過需水預測模型進行科學計算，配合配水調度、水動力仿真等模型的使用，能夠模擬預演供水過程，生成最優(yōu)配水調度方案。

系統(tǒng)的最末端是農田節(jié)水灌溉控制器，農戶一刷卡，原本直接漫灌到地的黃河水，現(xiàn)在經提水泵站提至地下低壓管道，就能實現(xiàn)精量化灌溉。

通過數(shù)字孿生灌區(qū)建設，位山灌區(qū)畝均可節(jié)水近30立方米，擴大灌溉面積10萬畝，在節(jié)水的同時，畝產比其他同類型灌區(qū)高出20%。

建設改造數(shù)字灌區(qū)

目前已初顯成效

“十四五”期間，我國安排中央資金達2000億元，對2500多處大中型灌區(qū)進行現(xiàn)代化建設和改造，選擇49個灌區(qū)推進數(shù)字孿生灌區(qū)先行先試。目前，這些建設已經成效初顯。在江蘇，新年伊始，新禹河灌區(qū)的現(xiàn)代化改造已完成建設。

在江蘇南京新禹河灌區(qū)現(xiàn)代化改造工程日前建設完成，新建成的數(shù)字孿生平臺不僅能夠精準把脈灌區(qū)內的每一道泵站設施，實現(xiàn)智能化巡檢與調度；同時還可以實時匯聚海量數(shù)據(jù)，為農戶定制科學灌溉方案。

南京市六合區(qū)水務局農村水利科科長蔣榮杰：在農田灌溉用水季，我們模擬作物生長發(fā)育特性，通過田間氣象、墑情、水位等數(shù)據(jù)，依托數(shù)字孿生灌區(qū)平臺，制定科學的灌溉方案，用最短的灌溉距離，最少的灌溉用水，獲得最大的農業(yè)產出。

2022年底，水利部在全國遴選了49處大中型灌區(qū)開展數(shù)字孿生灌區(qū)先行先試建設。在2024年春灌和抗旱保灌溉中，數(shù)字灌區(qū)成效初顯，總體提升水資源利用效率約10%。

水利部農村水利水電司灌溉節(jié)水處處長張翔：下一步，我們結合國家水網重大工程建設，在一些水土資源條件比較好的地方，再新建一批節(jié)水型、生態(tài)型灌區(qū)。另外加快實施一批灌區(qū)現(xiàn)代化改造，優(yōu)先把大中型灌區(qū)建成高標準農田，為我們新增千億斤糧食產能作出更大的水利貢獻。

加快數(shù)字孿生水利建設

精準調配水資源

不僅僅是全國的灌區(qū)，實際上“數(shù)字孿生”技術已經深入到河流流域、水利工程建設。

黃柏河是長江一級支流，也是湖北宜昌的“母親河”，承擔著200萬人安全飲水、116萬畝農田灌溉和100公里河道生態(tài)補水重任。開年以來，黃柏河根據(jù)下游需求連續(xù)抬閘放水，依托數(shù)字孿生系統(tǒng)，精準調配水資源，守護流域安瀾。