筑牢数字防灾“铜墙铁壁”

□ 数字孪生是一种利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，通过多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射的技术。

□ 通过数字孪生平台，可实时查找在线监测的流量、流速等数据，为报汛工作提供参考。同时，通过自主研发的“智水”AI模型，与在线监测和人工采集数据进行比较，从而提高报汛的精度。

近期台风频繁登陆，给暴雨、洪水等灾害防御工作带来挑战。面对灾害，如何筑牢防御的“铜墙铁壁”，水利部门通过数字孪生等技术抵御洪水的做法值得借鉴。水利部信息中心副主任钱峰表示，近年来，水利部秉承“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”的原则，锚定“延长预见期与提高精准度有效统一”目标，统筹推进现代化雨水情监测预报体系建设，初步构建具有“四预”功能的数字孪生水利体系，为防汛关键期的洪水防御、突发事件处置等提供了有力支撑和坚强保障。

据了解，数字孪生是一种利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，通过多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射的技术。以长江防汛工作为例，数字孪生就如同一条被复刻至计算机的“云长江”滔滔奔涌，轻点鼠标即可身临其境地置身长江岸边，实时掌握流域防洪现状、水库运行情况、水情异常和预报趋势，直观掌控调度决策风险，充分了解调度方案的得失，并在“云端”会商研判形成调度方案。

长江委水文中游局汉口分局副局长陈静介绍，通过数字孪生平台，可实时查找在线监测的流量、流速等数据，为报汛工作提供参考。同时，通过自主研发的“智水”AI模型，采用机器学习的方法根据上下游、汉口站的水位及断面情况推算实时流量，与在线监测和人工采集数据进行比较，从而提高报汛的精度，并在今年的防汛测报工作中起到了重要作用。

钱峰表示，数字孪生水利体系发挥作用主要体现在信息感知和“四预”应用两个方面:一是构建“天空地水工”一体化监测感知体系，全覆盖、全要素、全天候、全周期感知洪水态势；二是充分发挥流域防洪“四预”功能，科学精准支撑突发事件决策指挥调度。以8月13日内蒙古老哈河突发溃口险情为例，信息中心按照水利部重大水旱灾害调度指挥机制，第一时间利用“天”——卫星遥感“宏观”掌握溃口洪水淹没总体情况；利用“空”——高点视频和无人机“中观”高精度监测洪水态势和演进趋势；水文应急监测队伍利用“地、水、工”——水位流量等监测设备“微观”精细化感知溃口形态、断面流速、水位水量、堤防高程，以及溃口上下游水库、水文站监测和预报信息等。在一体化监测感知基础上，利用水利部数字孪生平台的水力学模型在30分钟内即完成洪水预演和风险分析，发出预警信息，为预案制定、风险区人员迅速转移、溃口精准决策提供依据。

据了解，2023年以来，长江委、三峡集团等参建单位初步建成数字孪生三峡1.0版。在长江1号洪水防御工作中，数字孪生三峡行蓄洪空间开发团队根据长江水位变化，利用数字孪生行蓄洪空间平台预警研判模块，跟踪分析长江中下游超警堤防情况和洲滩民垸运用风险情况，助力长江委防御局靶向预警，向有关省份提出了可能超警堤防的名称、长度和等级，以及干流面临运用风险的洲滩民垸名录，为各地组织巡堤查险、人员转移提供了及时“叫应”提醒服务。

长江3号洪水期间，长江委根据数字孪生三峡预演分析，多次实时发出调度令，精准调度三峡及上游水库群，通过金沙江上的向家坝、溪洛渡、白鹤滩、乌东德水库和嘉陵江上的亭子口水库等拦洪，减少三峡水库入库流量至36000立方米每秒，调度三峡水库出库流量压减至27000立方米每秒；指导湖南省调度洞庭湖水系五强溪、柘溪、凤滩等水库配合拦洪，控制洞庭湖城陵矶站水位不超警，有效减轻洞庭湖区防洪压力。钱峰表示，下一步，将通过科技赋能、数字赋能，持续提升“天空地水工”一体化雨水情监测感知能力，努力提升防洪“四预”水平，支撑打赢每一场水旱灾害防御硬仗。