11月6日，在都江堰灌區指揮中心大廳內，工作人員在電腦系統內輸入一個開度為200毫米的指令，107公裡外的東風渠西南干渠9號放水洞閘門同步開啟，渠水經放水洞流出，數據實時傳輸回指揮大廳。
“這是我們今年新投運的指揮中心大廳。”順著都江堰灌區指揮中心負責人李勁手指的方向，一塊長30.72米、高5.76米的巨幅液晶顯示屏展示著整個都江堰灌區的地形地貌、渠系分布等，而智能化的遠程控制則覆蓋到灌區末級渠系的小型閘門。
作為全國第一大灌區，都江堰灌區的服務、管理不斷迎來新挑戰，如何採用現代數字化手段提升管理水平，成為近年來灌區發展的一大看點。
“智慧大腦” 建成全國大型灌區中運算存儲能力最大的云計算數據中心，更好服務灌區建設與管理
在四川省都江堰水利發展中心（簡稱都發中心）的一間會議室內，兩幅并排掛在墻上的地圖格外引人注目。左邊一幅是1949年以前的都江堰灌溉區平面圖，當時的都江堰隻灌溉了14個縣共計282萬畝農田。右邊一幅是今年新繪制的都江堰灌溉區域圖，以都江堰水利工程為頂沖點，整個灌區的范圍變得更大了。
都發中心副主任吳鑒介紹，目前都江堰灌區面積達2.86萬平方公裡，灌溉面積達1133.2萬畝，覆蓋7市40個縣（市、區），服務2800多萬人口。
經過2200多年的發展，都江堰已成為由渠首樞紐、灌區各級引水渠道，各類工程建筑物及大中小型水庫和塘堰等構成的一個龐大的工程系統，有著“歷史跨度大、工程規模大、灌區范圍大、社會經濟效益大”等特點。
隨著灌溉面積持續擴大、功能不斷拓展，要實現對全域水資源的科學調配，絕不能再依靠過去“經驗式”的管理手段。
近年來，都江堰灌區在智慧水利方面“成長”喜人，從治水開始向“智水”時代邁進。
以灌區水資源精細化管理需求為導向，都發中心綜合考慮區域輸、供、排水及防汛減災要求，形成“數字化場景、智慧化模擬、精準化決策”的水網體系，完成各關鍵制口水資源精準計量和精準調度。
“過去，巡渠、控制閘門全靠人工，一些大點的閘站可能要配備十幾名甚至幾十名工作人員。”都發中心科學技術與信息化處處長雷剛以都江堰灌區目前布設的1200多處視頻監控點位舉例，現在可實現對灌區工程運行的實時監測甚至遠程操作，不僅減少了人的工作強度，還提高了效率。
海量數據的分析離不開“智慧大腦”。目前，都江堰灌區建成全國大型灌區中運算存儲能力最大的云計算數據中心，運算能力達到236萬億次/秒，以及709TB存儲能力，不僅更好地服務灌區建設與管理，還可為全省水利行業信息化系統提供數據存儲和計算服務。
“數字孿生” 為物理灌區建造一個數字“雙胞胎兄弟”，最終實現實時監控、優化調度等
2022年底，在數字孿生流域都江堰（渠首樞紐）先行先試全面完成的基礎上，都江堰灌區又被水利部納入數字孿生灌區先行先試建設名單。在試點過程中，數字孿生技術的應用正為這個古老灌區注入新活力。
何為數字孿生灌區？中國水利水電科學研究院水利研究所所長李益農介紹，數字孿生灌區是一種新型基礎設施，它以物理灌區為單元、時空數據為底座、數學模型為核心、水利知識為驅動，對物理灌區全要素和建設運行全過程進行數字映射、智能模擬、前瞻預演。
“通俗來說，數字孿生灌區建設就是為物理灌區建造一個數字‘雙胞胎兄弟’。”雷剛表示，數字孿生灌區建設的最終目的是與物理灌區同步仿真運行、虛實交互、迭代優化，進而實現對物理灌區的實時監控、發現問題、優化調度。
先行先試一年來，都發中心完成了對都江堰渠首樞紐26.7平方公裡傾斜攝影及實景建模、23座水閘BIM建模、48幅水下地形模型、200余公裡東風渠干渠高精度傾斜攝影和水利專業模型、智能識別模型、可視化仿真模型。與此同時，都江堰灌區已初步建成渠首數字孿生平臺。
在上述平臺上，都江堰渠首數字孿生平臺已基本能夠實現對物理渠首全要素和運行全過程進行數字映射、智能模擬、前瞻預演，實現對渠首樞紐運行管理和水資源調配精細化、趨勢預測精準化。
以今年6月都發中心舉行的一次“實景模擬+仿真推演”防汛演練為例，當時首次引入渠首數字孿生平臺，模擬岷江上游普降暴雨，紫坪鋪水庫入庫流量已超3000立方米/秒……
“開啟外江閘！”演練過程中，伴隨一聲令下，都江堰灌區指揮中心大屏幕上出現泄洪仿真畫面，各種水位、流量、工程安全、水質以及閘控等信息一目了然。
李勁表示，這種直觀的場景模擬得益于渠首數字孿生平臺的建設，通過對水資源調度方案的執行影響進行模擬，并在二叁維數字場景下動態展示水資源調度的各個關鍵環節與水位流量演進全過程，為決策者提供直觀、準確的輔助信息，有效提升水資源調度決策速度、精度。
都發中心相關負責人表示，待都江堰數字孿生灌區全面建成后，可實現自我判斷、自我決策和自我執行，實現無人值班、少人值守。目前，都江堰數字孿生灌區建設正逐步鋪開，下一步將從渠首拓展至全灌區。
來源：四川日報
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