数字孪生平台搭建作物需水预报、智慧灌溉决策以及渠系配水等模型，反复模拟预演干旱天气下应需供水，5分钟便能制订未来三天的灌溉计划
迎战“赣江2024年第2号洪水”过程中，工程预报赣江洪峰到达时间偏差仅2小时，洪峰流量偏差2%
针对独居老人等群体，一旦发现用水异常，能第一时间联动社区加以关注
文 |《瞭望》新闻周刊记者 胡锦武 范帆
江西省南昌市南昌县幽兰镇桃岭村种粮大户涂世贤，承包地处于赣江下游末端，往年春灌秋灌常为用水问题犯愁。“有水没水要看上游‘脸色’，碰上干旱天气庄稼就容易‘喝不饱’。”他告诉《瞭望》新闻周刊记者。
今年夏季持续晴热高温，涂世贤不再为水焦虑。因为覆盖南昌、宜春、抚州等地的赣抚平原数字孪生灌区平台建成投用，通过准确掌握田地需水信息、科学测算调度，各区域春灌、秋灌用水需求得到保障。
农田灌溉更科学，江河防汛更前瞻，城市供水更精细……近年来，全国各地智慧水利项目陆续投入使用，在多个治水用水场景中实现科技助力，助推经济社会高质量发展。
位于长江中下游南岸的江西省，水域占全省面积10％。抓住智慧水利建设机遇，当地推进数字孪生、人工智能等技术与水利业务深度融合，以一张智慧之“网”应对旱涝不均，守护江河安澜，促进水资源可持续利用。
“需水地图”精灌农田
赣抚平原是江西重要粮仓。赣抚平原水利工程管理局供水中心主任易斌曾在基层水管站工作多年，他告诉记者，过去农田灌溉调水方案由管理人员根据天气、水位情况和往年经验拟订，是否科学精准水放完后才能判定，动态调整也相对滞后，“尤其下游地区，缺水时种粮大户给我们打电话，我们到现场核实，再向局里提出放水申请，往往耗费大半天时间。”
如何用更少的水，灌更多的田、产更多的粮？作为全国先行先试数字孪生水利建设的23个大型灌区之一，赣抚平原灌区于2024年2月正式上线数字孪生灌区平台，搭建出一张“动态水系网”。
点开赣抚平原灌区数字孪生平台，各处田地灌溉流量、作物需水量、土壤墒情等数据一目了然。赣抚平原水利工程管理局建管科科长吴志华介绍，他们用近一年时间，沿着灌区内各条水渠布设水位计、流量计等传感设施采集信息，实时掌握灌区水情、农情、墒情，为水资源优化配置和动态调度提供精准支撑。
基础数据绘制出“田间需水地图”，但具体需要多少水、何时供水效果最好，仍是调度难点。为此，数字孪生平台搭建作物需水预报、智慧灌溉决策以及渠系配水等模型，反复模拟预演干旱天气下应需供水，5分钟便能制订未来三天的灌溉计划。
依托数字孪生灌区平台，赣抚平原今年汛期来临前合理降低灌区水位，成功拦蓄两次雨洪资源，累计增加蓄水量500余万立方米。今年前8个月，当地农业用水量较往年同期减少2560万立方米。
增加用水精准度的同时，江西省近年在农田灌溉末端持续发力，统筹各类资金15亿元，安排省级补助6亿元，推动大中型灌区干、支渠向田间下延，高标准农田斗渠、农渠、毛渠上接，解决5204处共263万亩农田灌溉问题，让智慧水利带来的生产助力到达农田灌溉“最后一公里”。
“智能大脑”安澜江河
在千里赣江的极狭之处，以防洪、发电、航运为主要功能的峡江水利枢纽工程横卧江面之上，控制着赣江近2/3流域面积用水调度。2023年底，水利部数字孪生流域建设先行先试项目数字孪生峡江水利枢纽工程通过验收，“智慧传感+人工智能”开始在此发挥作用。迎战“赣江2024年第2号洪水”过程中，工程预报赣江洪峰到达时间偏差仅2小时，洪峰流量偏差2%，调度科学性、智慧化水平明显提升，有效减轻水库上下游防洪压力。
江西省峡江水利枢纽工程管理局副局长万迪文说，开发数字孪生峡江水利枢纽工程后，水位、流量、雨量信息得以实时掌握，附近的地形地貌、流域水体、水下地形有了精准画像。
枢纽工程自身安全也得到数据支撑，记者看到，工作人员只需轻点鼠标，便能获取大坝各项监测数据。例如弧形钢闸门监测及健康评估系统可在线监测其结构应力等参数，如同为每扇钢闸门安上“听诊器”。
工程承建方江西省水投江河信息技术有限公司工作人员肖储君介绍，数字孪生平台的洪水预报模型具备深度学习能力，通过分析流域未来降雨、水位流量、上游水库调度规律等，在三天预见期内实现洪水逐小时自动预报，提供水位控制、出库控制、综合控制等多种调度算法，预判洪水可能淹没范围，提供决策参考。
“通过将信息技术优势和水利工程技术优势有机结合，全省水资源配置更为精细，防灾减灾能力有效提升。”江西省水利投资集团有限公司董事长邹洪表示。
精准定位“跑冒滴漏”
在城市居民供水方面，智慧水务也为末梢管理提供助力。
抚州市东乡区地处信江和抚河水系分水岭，无过境河流，用水全靠蓄水工程提供，长期存在“靠天吃水”情况，减少水资源浪费尤为重要。
东乡区润泉供水有限公司总经理范志芳说，县城部分区域供水设施老化，水管破裂和“跑冒滴漏”时有发生，有的管网埋藏较深，小规模渗漏难以发现。为此，公司依托智慧水务平台，在供水区域管道安装流量传感器、压力传感器，实时监控管道流量及压力，实现精准定位漏点、漏水量，快速应对漏水、爆管事件。
今年5月，智慧水务平台显示金峰街道东景花苑小区每小时流量增加近100吨，疑似出现管网破裂。供水公司立刻派出工作人员，很快发现漏点，完成维修。“这个破损点位一天流失量在2000吨左右，相当于东乡区一个乡镇一天的用水量。如果没能实时监测、精准定位，排查工作量就非常大。”范志芳说，智慧水务平台上线以后，2024年东乡区自来水管网漏损率比2022年下降9个百分点，年节约水量260万吨，相当于一座小型水库的容量。
近年来，智慧水务平台已覆盖江西44个县市，服务人口超过2100万。一些地方通过智慧水务延伸服务触角。
在鹰潭市，智能水表普及率已达98.6%，10多名人员就能有效管理全市21.7万台水表。鹰潭市供水集团有限公司总经理彭灵有介绍，当智能水表检测到用水量异常波动，系统自动触发预警，向用户推送信息。针对独居老人等群体，一旦发现用水异常，还能第一时间联动社区加以关注。■
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