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11月6日，在都江堰灌區(qū)指揮中心大廳內(nèi)，工作人員在電腦系統(tǒng)內(nèi)輸入一個開度為200毫米的指令，107公裡外的東風渠西南干渠9號放水洞閘門同步開啟，渠水經(jīng)放水洞流出，數(shù)據(jù)實時傳輸回指揮大廳。

“這是我們今年新投運的指揮中心大廳。”順著都江堰灌區(qū)指揮中心負責人李勁手指的方向，一塊長30.72米、高5.76米的巨幅液晶顯示屏展示著整個都江堰灌區(qū)的地形地貌、渠系分布等，而智能化的遠程控制則覆蓋到灌區(qū)末級渠系的小型閘門。

作為全國第一大灌區(qū)，都江堰灌區(qū)的服務、管理不斷迎來新挑戰(zhàn)，如何採用現(xiàn)代數(shù)字化手段提升管理水平，成為近年來灌區(qū)發(fā)展的一大看點。

“智慧大腦”

建成全國大型灌區(qū)中運算存儲能力最大的云計算數(shù)據(jù)中心，更好服務灌區(qū)建設(shè)與管理

在四川省都江堰水利發(fā)展中心（簡稱都發(fā)中心）的一間會議室內(nèi)，兩幅并排掛在墻上的地圖格外引人注目。左邊一幅是1949年以前的都江堰灌溉區(qū)平面圖，當時的都江堰隻灌溉了14個縣共計282萬畝農(nóng)田。右邊一幅是今年新繪制的都江堰灌溉區(qū)域圖，以都江堰水利工程為頂沖點，整個灌區(qū)的范圍變得更大了。

都發(fā)中心副主任吳鑒介紹，目前都江堰灌區(qū)面積達2.86萬平方公裡，灌溉面積達1133.2萬畝，覆蓋7市40個縣（市、區(qū)），服務2800多萬人口。

經(jīng)過2200多年的發(fā)展，都江堰已成為由渠首樞紐、灌區(qū)各級引水渠道，各類工程建筑物及大中小型水庫和塘堰等構(gòu)成的一個龐大的工程系統(tǒng)，有著“歷史跨度大、工程規(guī)模大、灌區(qū)范圍大、社會經(jīng)濟效益大”等特點。

隨著灌溉面積持續(xù)擴大、功能不斷拓展，要實現(xiàn)對全域水資源的科學調(diào)配，絕不能再依靠過去“經(jīng)驗式”的管理手段。

近年來，都江堰灌區(qū)在智慧水利方面“成長”喜人，從治水開始向“智水”時代邁進。

以灌區(qū)水資源精細化管理需求為導向，都發(fā)中心綜合考慮區(qū)域輸、供、排水及防汛減災要求，形成“數(shù)字化場景、智慧化模擬、精準化決策”的水網(wǎng)體系，完成各關(guān)鍵制口水資源精準計量和精準調(diào)度。

“過去，巡渠、控制閘門全靠人工，一些大點的閘站可能要配備十幾名甚至幾十名工作人員。”都發(fā)中心科學技術(shù)與信息化處處長雷剛以都江堰灌區(qū)目前布設(shè)的1200多處視頻監(jiān)控點位舉例，現(xiàn)在可實現(xiàn)對灌區(qū)工程運行的實時監(jiān)測甚至遠程操作，不僅減少了人的工作強度，還提高了效率。

海量數(shù)據(jù)的分析離不開“智慧大腦”。目前，都江堰灌區(qū)建成全國大型灌區(qū)中運算存儲能力最大的云計算數(shù)據(jù)中心，運算能力達到236萬億次/秒，以及709TB存儲能力，不僅更好地服務灌區(qū)建設(shè)與管理，還可為全省水利行業(yè)信息化系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)存儲和計算服務。

“數(shù)字孿生”

為物理灌區(qū)建造一個數(shù)字“雙胞胎兄弟”，最終實現(xiàn)實時監(jiān)控、優(yōu)化調(diào)度等

2022年底，在數(shù)字孿生流域都江堰（渠首樞紐）先行先試全面完成的基礎(chǔ)上，都江堰灌區(qū)又被水利部納入數(shù)字孿生灌區(qū)先行先試建設(shè)名單。在試點過程中，數(shù)字孿生技術(shù)的應用正為這個古老灌區(qū)注入新活力。

何為數(shù)字孿生灌區(qū)？中國水利水電科學研究院水利研究所所長李益農(nóng)介紹，數(shù)字孿生灌區(qū)是一種新型基礎(chǔ)設(shè)施，它以物理灌區(qū)為單元、時空數(shù)據(jù)為底座、數(shù)學模型為核心、水利知識為驅(qū)動，對物理灌區(qū)全要素和建設(shè)運行全過程進行數(shù)字映射、智能模擬、前瞻預演。

“通俗來說，數(shù)字孿生灌區(qū)建設(shè)就是為物理灌區(qū)建造一個數(shù)字‘雙胞胎兄弟’。”雷剛表示，數(shù)字孿生灌區(qū)建設(shè)的最終目的是與物理灌區(qū)同步仿真運行、虛實交互、迭代優(yōu)化，進而實現(xiàn)對物理灌區(qū)的實時監(jiān)控、發(fā)現(xiàn)問題、優(yōu)化調(diào)度。

先行先試一年來，都發(fā)中心完成了對都江堰渠首樞紐26.7平方公裡傾斜攝影及實景建模、23座水閘BIM建模、48幅水下地形模型、200余公裡東風渠干渠高精度傾斜攝影和水利專業(yè)模型、智能識別模型、可視化仿真模型。與此同時，都江堰灌區(qū)已初步建成渠首數(shù)字孿生平臺。

在上述平臺上，都江堰渠首數(shù)字孿生平臺已基本能夠?qū)崿F(xiàn)對物理渠首全要素和運行全過程進行數(shù)字映射、智能模擬、前瞻預演，實現(xiàn)對渠首樞紐運行管理和水資源調(diào)配精細化、趨勢預測精準化。

以今年6月都發(fā)中心舉行的一次“實景模擬+仿真推演”防汛演練為例，當時首次引入渠首數(shù)字孿生平臺，模擬岷江上游普降暴雨，紫坪鋪水庫入庫流量已超3000立方米/秒……

“開啟外江閘！”演練過程中，伴隨一聲令下，都江堰灌區(qū)指揮中心大屏幕上出現(xiàn)泄洪仿真畫面，各種水位、流量、工程安全、水質(zhì)以及閘控等信息一目了然。

李勁表示，這種直觀的場景模擬得益于渠首數(shù)字孿生平臺的建設(shè)，通過對水資源調(diào)度方案的執(zhí)行影響進行模擬，并在二叁維數(shù)字場景下動態(tài)展示水資源調(diào)度的各個關(guān)鍵環(huán)節(jié)與水位流量演進全過程，為決策者提供直觀、準確的輔助信息，有效提升水資源調(diào)度決策速度、精度。

都發(fā)中心相關(guān)負責人表示，待都江堰數(shù)字孿生灌區(qū)全面建成后，可實現(xiàn)自我判斷、自我決策和自我執(zhí)行，實現(xiàn)無人值班、少人值守。目前，都江堰數(shù)字孿生灌區(qū)建設(shè)正逐步鋪開，下一步將從渠首拓展至全灌區(qū)。

來源：四川日報