加快建設數字孿生流域 提升國家水安全保障能力
【一把手談科技文化】
作者:李國英(水利部黨(dang) 組書(shu) 記、部長)
習(xi) 近平總書(shu) 記對加快建設科技強國,實現高水平科技自立自強作出了一係列重大決(jue) 策部署,強調科技創新是核心,抓住了科技創新就抓住了牽動我國發展全局的牛鼻子,並提出了提升流域設施數字化、網絡化、智能化水平的明確要求。當前,新一輪科技革命和產(chan) 業(ye) 變革加速演進,新興(xing) 科技快速發展,各種新技術新應用不斷湧現。對表對標習(xi) 近平總書(shu) 記重要講話指示批示精神,必須錨定全麵提升國家水安全保障能力目標,把握世界科技發展新形勢、新趨勢,加強數字孿生、大數據、人工智能等新一代信息技術與(yu) 水利業(ye) 務的深度融合,加快數字孿生流域建設,大力提升流域治理管理的數字化、網絡化、智能化水平,賦能推動新階段水利高質量發展的先進引領力和強勁驅動力。
建設數字孿生流域,即以物理流域為(wei) 單元、時空數據為(wei) 底座、數學模型為(wei) 核心、水利知識為(wei) 驅動,對物理流域全要素和水利治理管理全過程進行數字化映射、智能化模擬,實現與(yu) 物理流域同步仿真運行、虛實交互、迭代優(you) 化。水利部堅持把建設數字孿生流域作為(wei) 推動新階段水利高質量發展的重要路徑,推動數字孿生流域建設在水利行業(ye) 全麵展開,數字孿生流域建設技術大綱、技術導則、共建共享管理辦法和水利業(ye) 務“四預”(預報預警預演預案)基本技術要求等係列技術規範全麵建立,全國七大江河數字孿生流域建設方案編製完成,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實施。
在向第二個(ge) 百年奮鬥目標進軍(jun) 的新征程中,水利部門將深入貫徹落實習(xi) 近平總書(shu) 記重要講話指示批示精神,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、網絡化、智能化為(wei) 主線,以算據、算法、算力建設為(wei) 支撐,以數字化場景、智能化模擬、精準化決(jue) 策為(wei) 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。
構建數字化場景。以自然地理、幹支流水係、河道流場、水利工程、經濟社會(hui) 信息等為(wei) 主要內(nei) 容,對物理流域進行全要素數字化映射。構建天、空、地一體(ti) 化水利感知網,優(you) 化地麵監測,加強遙感監測,推進物理流域監測係統科學建設和高頻乃至在線運行,實現物理流域與(yu) 數字流域之間的動態、實時信息交互和深度融合,保持交互的精準性、同步性、及時性。構建全國統一、及時更新的數據底板,對物理流域產(chan) 生的不同類型、不同形態、不同來源的數據進行有序組織,為(wei) 水利治理管理提供詳實的基礎底圖。
開展智能化模擬。在數字化場景的基礎上,通過集成耦合多維多時空尺度的水利專(zhuan) 業(ye) 模型、智能分析模型、仿真可視化模型,構建支撐水利業(ye) 務全要素“四預”功能的數字孿生流域模擬仿真平台。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(chan) 匯流、土壤侵蝕、水沙輸移、水資源調配、工程調度等模型,統籌運用好基於(yu) 機理揭示和規律把握的數學模型,以及基於(yu) 數理統計和數據挖掘技術的數學模型,確保數字孿生流域模擬過程和流域物理過程實現高保真。建設水利業(ye) 務智能仿真模型,構建水利業(ye) 務遙感和視頻人工智能識別模型,實現水利工程運行和安全監測、應急突發水事件等自動化精準識別。
支撐精準化決(jue) 策。堅持大係統設計、分係統建設、模塊化鏈接,構建標準統一、互為(wei) 融通、共享共用的水利智能業(ye) 務應用係統,全麵覆蓋流域防洪抗旱、水資源管理調配等流域治理管理各項業(ye) 務應用,實現風險提前發現、預警提前發布、方案提前製定、措施提前實施,確保水利決(jue) 策迅速果斷精準有效。一方麵,根據預報預警結果,“正向”預演出風險形勢和影響,以在未萌之時、成災之前發現問題、提出對策;另一方麵,根據調度目標,“逆向”推演出水利工程安全運行限製條件,製定和優(you) 化調度方案,實現預報與(yu) 調度的動態耦合模擬,進一步提高預案的科學性、實用性和可操作性,為(wei) 科學高效有序應對江河洪水、山洪災害、漬澇災害、冰淩災害、工程災害、幹旱災害、水資源危機、水生態損害等各類水災害事件提供強大科技支撐,進一步提升國家水安全保障能力。
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