文|王雅洁　杨佳琪

日前，一张图全国数字孪生灌区建设现场会在聊城举行，山东数字省灌山东省最大灌区——位山灌区数字孪生灌区的统筹推进建设工作被给予充分肯定。

山东省水利厅党组书记、孪生厅长黄红光介绍，灌区高标山东以4处试点灌区为重点，先行先试推动建设省级灌区运行管理系统，准打造全高标准打造“业务引领、一张图智慧驱动”的山东数字省灌全省灌区“一张图”。今年年内，统筹推进山东省级层面将完成灌区运行管理系统建设。孪生

“人工经验决策”向“智慧精准决策”转变

位山灌区是灌区高标山东省最大灌区，也是先行先试黄河第二大灌区，承担着聊城65%耕地面积的准打造全农业灌溉用水，兼顾生活、一张图生产、生态用水，同时承担为天津、河北等地跨流域调水任务。通过“智慧”配水与科学管理，位山灌区每年可为聊城市节水6000万立方米。这背后，离不开数字孪生技术在位山灌区的试点应用。

在聊城位山灌区智慧调度中心，显示屏上动态显示灌区供水、用水情况，各类水利工程设施在屏幕上一目了然。

“这是灌区的数字孪生平台，可实时监控各渠系、闸站的水位、流量等数据，也能对灌区干渠系统输配水过程进行场景化动态模拟，实现配水调度预演可视化。”位山灌区管理服务中心信息化科负责人梁以昌一边介绍，一边操作预演界面，只见蓝色的“河水”在屏幕上的“渠道”中缓缓流动，“通过平台，可以精准查看预演水流的时间、流量等数据，系统还能通过卫星遥感分析验证灌溉进度和面积，及时修正模型参数，提高水资源的集约高效利用水平。”

过去，受水县申请农业用水计划，位山灌区管理服务中心需要统筹各方因素，制订静态配水计划，容易出现配水不及时等问题。如今，锚定供用水管理节约集约这一发展需求，位山灌区利用数字孪生手段制订各区域需水过程条件下的最优调度方案，使供用水管理从“人工经验决策”向“智慧精准决策”转变。

“以前人工启闭闸门，平均每个每次需要半小时。现在通过远程闸门启闭系统，一人就能操作全部闸门，2分钟内就能完成任一闸门启闭。”位山灌区管理服务中心主任王会忠介绍，作为智慧水利建设的重要内容，数字孪生灌区能有效提升灌区建设管理水平。

据悉，目前该灌区建成13处大型节制闸和39处支渠闸远程控制系统，35处全自动缆道、轨道测流设施，1182处水情监测站点，实现灌区重点闸门远程自动化监控启闭和骨干渠道用水监测全覆盖，指令传达网络化、工程调控自动化得以实现。

黄河作为位山灌区重要水源，其含沙量和输沙量均为世界大河之最，长期以来，泥沙问题一直是灌区的治理难点。如今，位山灌区利用“天空地”感知设备获取监测数据，通过旱情预报模型对灌区受旱状况进行模拟分析、预报预警，有效预留“提前量”；利用配水调度、水动力学仿真等手段，促使灌区供用水管理从经验决策向模型智慧精准决策转变，供用水管理由“粗放低效”变“节约集约”；利用泥沙动力学模型，探究不同工况下水流特性及泥沙淤积分布规律，结合群闸调控，推进渠道泥沙淤积最优化调节，最终实现泥沙科学输送与处置，解决引黄灌区治理的难点。

目前，位山灌区285公里渠道、800多处建筑物、4.63万亩确权范围等，全部实现数字上图、一图管理。同时，远程闸控、自动量测和智能整编系统的广泛应用，实现了指令传达网络化、工程调控自动化、水情整编数字化、决策支持精准化。农户“智能灌溉”一卡通用，轻松取水灌溉，用水、用电信息同步上传到县级、市级数字灌区平台，形成动态数据。

供水调配由“拼脑力”转为“拼算力”

为灌溉用水决策提供前瞻性、科学性、精准性、安全性支持，离不开数字孪生灌区的建设。

所谓“数字孪生灌区”，其实是通过对灌区进行全面数字化建模，同步仿真运行、虚实交互、迭代优化，实现对灌区的实时监控、发现问题、优化调度的新型基础设施。

去年12月，水利部启动数字孪生灌区先行先试建设，全国49处大中型灌区纳入试点。在山东，除了位山灌区，还有滨州市属灌区、德州豆腐窝灌区和东营路庄灌区共4处灌区入选全国试点，数量居全国第一。

不仅数量居前，山东试点灌区以更高标准，全力打造现代化灌区示范。

当天的全国数字孪生灌区建设现场会上，通报了数字孪生灌区先行先试进展，公布了13个数字孪生灌区模型推荐清单，总结交流相关省份和灌区典型经验做法，分析存在的问题和原因，研究推动数字孪生灌区先行先试建设。

“围绕国家省级水网先导区建设，山东将‘数字强水’作为‘六水共治’发展思路之一，提出了包括数字灌区在内的全省数字水利建设总体框架。”黄红光在现场会上介绍，目前，山东正以信息化工程设施为基础，以水情、工情、墒情多元数据融合为手段，以4处试点灌区为重点，推动建设省级灌区运行管理系统，高标准打造“业务引领、智慧驱动”的全省灌区“一张图”。

数据采集是数字孪生的基础。“十三五”以来，山东累计实施106处大中型灌区节水改造，在渠首和重要分水口建设自动量测水、视频监控和闸泵远程测控设施，建成灌区信息中心122处、通信光缆969公里，实现干支渠重要水情、工情在线传输。

目前山东4处试点灌区新建218套水位、流量和墒情监测点，819处视频监控点，140套闸门测控等设备。德州、滨州等地打造“智能巡渠”场景，在重点渠段运用智能视频技术，第一时间识别、处置涉水违法活动。路庄灌区智慧水利平台，实现旱涝灾害预报、违规用水预警、极端天气预演、粮食产量预判“新四预”目标。引黄灌区综合分析旱情遥感、墒情监测、气象预报等数据，科学测定需水量，制订供水计划，实时监测渠系流量和受益面积，供水调配由“拼脑力”转为“拼算力”，春灌周期可缩短3至5天。

黄红光透露，“下一步，山东将持续加大现代化灌区建设力度，省级层面年内将完成灌区运行管理系统建设，整合全省灌区水情、工情信息接入平台，后续还将逐年配套完善监测硬件设施，推广试点经验。”