位山灌區(qū)：數(shù)字賦能 智引“位”來(lái) 譜寫灌區(qū)高質(zhì)量發(fā)展科技答卷

　　近年來(lái)，我市堅(jiān)持以增強(qiáng)國(guó)家糧食安全保障能力為目標(biāo)，不斷夯實(shí)灌排基礎(chǔ)設(shè)施體系，加快推進(jìn)信息化建設(shè)，積極構(gòu)建“1+3+N”數(shù)字孿生體系，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)“供水精準(zhǔn)調(diào)度、水資源優(yōu)化配置、工程智能調(diào)控、管理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范”，為新時(shí)期水利高質(zhì)量發(fā)展提供了強(qiáng)有力的科技支撐。2023年，全國(guó)數(shù)字孿生灌區(qū)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)在位山灌區(qū)召開(kāi)。

　　一、堅(jiān)持基礎(chǔ)設(shè)施先行，持續(xù)完善“自動(dòng)化”硬件。

　　以需求和問(wèn)題為導(dǎo)向，以基礎(chǔ)硬件提升為基礎(chǔ)，高標(biāo)準(zhǔn)編制數(shù)字孿生灌區(qū)先行先試建設(shè)實(shí)施方案，著力打造“1+3+N”數(shù)字孿生體系，即建設(shè)1個(gè)數(shù)字孿生平臺(tái)，突出水資源優(yōu)化調(diào)度、水旱災(zāi)害預(yù)警、輸沙減淤3項(xiàng)需求，強(qiáng)化N項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用，全面提升現(xiàn)代化管理水平和水旱災(zāi)害防御能力。一是工程監(jiān)管監(jiān)測(cè)全覆蓋。建成全自動(dòng)纜道、軌道測(cè)流設(shè)施35處，水情監(jiān)測(cè)站點(diǎn)1182處，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)骨干渠道及支渠分水口門用水監(jiān)測(cè)全覆蓋；建成高清視頻監(jiān)控1077處，其中具有智能識(shí)別功能的200余處，實(shí)現(xiàn)干渠工程監(jiān)管全覆蓋；建成灌溉試驗(yàn)站，增設(shè)土壤墑情等監(jiān)測(cè)設(shè)備148套，實(shí)現(xiàn)典型區(qū)域數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)全覆蓋。二是遠(yuǎn)程傳輸控制高效化。沿渠敷設(shè)光纜247公里，覆蓋骨干渠道全線，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)穩(wěn)定高效傳輸。同時(shí)建成11處大型節(jié)制閘和39處支渠閘遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)閘門遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)控啟閉，水利工程運(yùn)轉(zhuǎn)效率顯著提高，為數(shù)字孿生建設(shè)提供了重要保障。三是續(xù)建配套與改造現(xiàn)代化。積極融入全省“國(guó)家省級(jí)水網(wǎng)先導(dǎo)區(qū)”建設(shè)實(shí)施大局，突出抓好大型灌區(qū)續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造，基本建成“功能完整、節(jié)水顯著、運(yùn)行可靠、調(diào)控靈活”的骨干工程體系，市管工程完好率90%以上，水資源調(diào)配和水旱災(zāi)害防御能力大幅提升。

　　二、堅(jiān)持“數(shù)據(jù)引擎”驅(qū)動(dòng)，持續(xù)加強(qiáng)“數(shù)字化”軟件。

　　整合現(xiàn)有平臺(tái)資源，利用海量歷史數(shù)據(jù)，推進(jìn)仿真模型建設(shè)，全面提升“三算”能力。啟動(dòng)三干渠數(shù)字孿生先行先試，建成以周店三干渠首及上下游渠道8公里為區(qū)域的數(shù)字孿生試點(diǎn)。一是注重積累，構(gòu)建灌區(qū)信息“數(shù)據(jù)庫(kù)”。從1982年開(kāi)始水沙測(cè)驗(yàn)，40多年形成了工情、水情、沙情、灌溉、水量調(diào)度等海量高質(zhì)量數(shù)據(jù)資產(chǎn)，其中僅灌溉試驗(yàn)站累計(jì)采集的長(zhǎng)序列監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)2000多萬(wàn)條以上。同時(shí)，圍繞水資源優(yōu)化調(diào)度配置與泥沙科學(xué)處置，利用數(shù)據(jù)建立灌區(qū)仿真數(shù)據(jù)模型，推進(jìn)水資源優(yōu)化配置、水沙科學(xué)調(diào)度管理及“四預(yù)”開(kāi)展。二是優(yōu)化升級(jí)，繪制數(shù)字孿生“新地圖”。集成已有水情、閘控、量測(cè)等，對(duì)已建立的灌區(qū)配水調(diào)度平面概化圖進(jìn)行拓展升級(jí)，全面展示灌區(qū)工程分布、灌溉面積、流域水系分布、堤防確權(quán)邊界、管理范圍等。截至目前，灌區(qū)264公里渠道、800多處建筑物、4.63萬(wàn)畝堤防確權(quán)證書(shū)等全部實(shí)現(xiàn)數(shù)字上圖、一圖管理。三是打破壁壘，建設(shè)數(shù)字管理“云大腦”。在原有灌區(qū)E平臺(tái)基礎(chǔ)上，從底層整合量測(cè)水、水量整編、閘門遠(yuǎn)程控制、視頻監(jiān)控、灌溉試驗(yàn)信息化管理等系統(tǒng)，升級(jí)形成統(tǒng)一的位山數(shù)字孿生平臺(tái)，強(qiáng)力承載灌區(qū)水資源調(diào)度、工程調(diào)控、標(biāo)準(zhǔn)管理、科學(xué)決策等。目前，已建成智慧調(diào)度中心1處、分中心15處，調(diào)度中心機(jī)房現(xiàn)有視頻存儲(chǔ)、平臺(tái)、業(yè)務(wù)應(yīng)用等服務(wù)器12臺(tái)，配備安全邊界、防御設(shè)備14臺(tái)，支撐數(shù)字孿生平臺(tái)安全高效運(yùn)行。

　　三、堅(jiān)持?jǐn)?shù)字融合創(chuàng)新，持續(xù)增強(qiáng)“智能化”應(yīng)用。

　　以“數(shù)字+場(chǎng)景應(yīng)用”為手段，全面推動(dòng)灌區(qū)“智能化”應(yīng)用水平不斷提升。一是“數(shù)字+預(yù)警”，供水保障更精準(zhǔn)。利用空天地感知網(wǎng)、三維仿真場(chǎng)景、旱情預(yù)報(bào)預(yù)警模型等，對(duì)各縣（市、區(qū)）受旱狀況進(jìn)行模擬分析、預(yù)報(bào)預(yù)警，有效預(yù)留“提前量”，實(shí)現(xiàn)“憑經(jīng)驗(yàn)要水”到“按數(shù)據(jù)供水”的轉(zhuǎn)變。灌區(qū)有效灌溉面積增加10萬(wàn)畝以上，位于灌區(qū)下游的高唐縣琉寺鎮(zhèn)、楊屯鎮(zhèn)、臨清市唐園鎮(zhèn)耕地時(shí)隔十余年再次用上黃河水。二是“數(shù)字+管理”，取水用水更節(jié)約。堅(jiān)持總量控制、定額管理，大力實(shí)施“以電折水”，建成后姜支渠末級(jí)供水示范區(qū)，通過(guò)射頻卡刷卡灌溉，地表水和地下水一卡通用、綜合管控，供水效率提高20%，畝均用水量由170立方米降至140立方米。近年來(lái)，灌區(qū)農(nóng)業(yè)年引黃用水量由5.1億立方米降至4.5億立方米，節(jié)水6000余萬(wàn)立方米。三是“數(shù)字+治理”，治水治沙更高效。配置15輛工程巡查專用車、5架無(wú)人機(jī)，依托車載感知設(shè)備，連通灌區(qū)感知網(wǎng)，打造“智能巡渠”場(chǎng)景。利用手機(jī)APP對(duì)巡檢過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，形成“水域岸線全監(jiān)測(cè)、巡檢軌跡實(shí)時(shí)查、異常情況隨手拍、巡查資料網(wǎng)上管”的巡查管理機(jī)制。同時(shí)，設(shè)立司法協(xié)作模塊，建立水政與司法協(xié)作機(jī)制，對(duì)河湖“四亂”等違法行為，分類同步推送至公安、檢察院、法院和河湖長(zhǎng)制信息平臺(tái)，及時(shí)反饋處理，實(shí)現(xiàn)“無(wú)人值守智獲證據(jù)、協(xié)作流程數(shù)字可視、問(wèn)題處置線上聯(lián)動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)確認(rèn)閉環(huán)管理”，維護(hù)“渠暢、水清、岸綠、景美”的幸福河湖。利用泥沙動(dòng)力模型，探究不同工況下水流特性及泥沙淤積分布規(guī)律，結(jié)合群閘調(diào)控，推進(jìn)渠道泥沙淤積最優(yōu)化調(diào)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)泥沙科學(xué)輸送與處置。