習(xí)近平總書記對加快建設(shè)科技強國,實現(xiàn)高水平科技自立自強作出了一系列重大決策部署,強調(diào)科技創(chuàng)新是核心,抓住了科技創(chuàng)新就抓住了牽動我國發(fā)展全局的牛鼻子,并提出了提升流域設(shè)施數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平的明確要求。當(dāng)前,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速演進,新興科技快速發(fā)展,各種新技術(shù)新應(yīng)用不斷涌現(xiàn)。對表對標(biāo)習(xí)近平總書記重要講話指示批示精神,必須錨定全面提升國家水安全保障能力目標(biāo),把握世界科技發(fā)展新形勢、新趨勢,加強數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)與水利業(yè)務(wù)的深度融合,加快數(shù)字孿生流域建設(shè),大力提升流域治理管理的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平,賦能推動新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的先進引領(lǐng)力和強勁驅(qū)動力。
建設(shè)數(shù)字孿生流域,即以物理流域為單元、時空數(shù)據(jù)為底座、數(shù)學(xué)模型為核心、水利知識為驅(qū)動,對物理流域全要素和水利治理管理全過程進行數(shù)字化映射、智能化模擬,實現(xiàn)與物理流域同步仿真運行、虛實交互、迭代優(yōu)化。水利部堅持把建設(shè)數(shù)字孿生流域作為推動新階段水利高質(zhì)量發(fā)展的重要路徑,推動數(shù)字孿生流域建設(shè)在水利行業(yè)全面展開,數(shù)字孿生流域建設(shè)技術(shù)大綱、技術(shù)導(dǎo)則、共建共享管理辦法和水利業(yè)務(wù)“四預(yù)”(預(yù)報預(yù)警預(yù)演預(yù)案)基本技術(shù)要求等系列技術(shù)規(guī)范全面建立,全國七大江河數(shù)字孿生流域建設(shè)方案編制完成,94項數(shù)字孿生流域和數(shù)字孿生水利工程先行先試工作啟動實施。
在向第二個百年奮斗目標(biāo)進軍的新征程中,水利部門將深入貫徹落實習(xí)近平總書記重要講話指示批示精神,按照需求牽引、應(yīng)用至上、數(shù)字賦能、提升能力的要求,以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為主線,以算據(jù)、算法、算力建設(shè)為支撐,以數(shù)字化場景、智能化模擬、精準(zhǔn)化決策為路徑,加快建設(shè)、持續(xù)完善具有強大“四預(yù)”功能的數(shù)字孿生流域。
構(gòu)建數(shù)字化場景。以自然地理、干支流水系、河道流場、水利工程、經(jīng)濟社會信息等為主要內(nèi)容,對物理流域進行全要素數(shù)字化映射。構(gòu)建天、空、地一體化水利感知網(wǎng),優(yōu)化地面監(jiān)測,加強遙感監(jiān)測,推進物理流域監(jiān)測系統(tǒng)科學(xué)建設(shè)和高頻乃至在線運行,實現(xiàn)物理流域與數(shù)字流域之間的動態(tài)、實時信息交互和深度融合,保持交互的精準(zhǔn)性、同步性、及時性。構(gòu)建全國統(tǒng)一、及時更新的數(shù)據(jù)底板,對物理流域產(chǎn)生的不同類型、不同形態(tài)、不同來源的數(shù)據(jù)進行有序組織,為水利治理管理提供詳實的基礎(chǔ)底圖。
開展智能化模擬。在數(shù)字化場景的基礎(chǔ)上,通過集成耦合多維多時空尺度的水利專業(yè)模型、智能分析模型、仿真可視化模型,構(gòu)建支撐水利業(yè)務(wù)全要素“四預(yù)”功能的數(shù)字孿生流域模擬仿真平臺。深入研究流域自然規(guī)律,融合流域多源信息,升級改造流域產(chǎn)匯流、土壤侵蝕、水沙輸移、水資源調(diào)配、工程調(diào)度等模型,統(tǒng)籌運用好基于機理揭示和規(guī)律把握的數(shù)學(xué)模型,以及基于數(shù)理統(tǒng)計和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的數(shù)學(xué)模型,確保數(shù)字孿生流域模擬過程和流域物理過程實現(xiàn)高保真。建設(shè)水利業(yè)務(wù)智能仿真模型,構(gòu)建水利業(yè)務(wù)遙感和視頻人工智能識別模型,實現(xiàn)水利工程運行和安全監(jiān)測、應(yīng)急突發(fā)水事件等自動化精準(zhǔn)識別。
支撐精準(zhǔn)化決策。堅持大系統(tǒng)設(shè)計、分系統(tǒng)建設(shè)、模塊化鏈接,構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、互為融通、共享共用的水利智能業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng),全面覆蓋流域防洪抗旱、水資源管理調(diào)配等流域治理管理各項業(yè)務(wù)應(yīng)用,實現(xiàn)風(fēng)險提前發(fā)現(xiàn)、預(yù)警提前發(fā)布、方案提前制定、措施提前實施,確保水利決策迅速果斷精準(zhǔn)有效。一方面,根據(jù)預(yù)報預(yù)警結(jié)果,“正向”預(yù)演出風(fēng)險形勢和影響,以在未萌之時、成災(zāi)之前發(fā)現(xiàn)問題、提出對策;另一方面,根據(jù)調(diào)度目標(biāo),“逆向”推演出水利工程安全運行限制條件,制定和優(yōu)化調(diào)度方案,實現(xiàn)預(yù)報與調(diào)度的動態(tài)耦合模擬,進一步提高預(yù)案的科學(xué)性、實用性和可操作性,為科學(xué)高效有序應(yīng)對江河洪水、山洪災(zāi)害、漬澇災(zāi)害、冰凌災(zāi)害、工程災(zāi)害、干旱災(zāi)害、水資源危機、水生態(tài)損害等各類水災(zāi)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。
水利部黨組書記、部長 李國英