人均水資源占有量不足全國平均的十分之一，地處黃河下游的聊城，曾長期為水所困。如今，一場以科技創(chuàng)新為引領(lǐng)的“用水革命”正在這里悄然發(fā)生。11月26-27日，水利部宣教中心組織的“沿著水網(wǎng)看山東”采訪團走進山東聊城，海報新聞記者先后深入位山灌區(qū)、冠縣、陽谷縣等地，循著水的脈絡(luò)，見證聊城如何將“缺水壓力”轉(zhuǎn)化為“節(jié)水動力”。
數(shù)字孿生賦能灌區(qū)煥新生 “在這個平臺上，位山灌區(qū)的水位、流量、土壤墑情、作物需水一目了然。通過技術(shù)預(yù)測、科學(xué)配水、優(yōu)化調(diào)度，灌區(qū)的配水效率提高了11%。”在聊城市位山灌區(qū)管理服務(wù)中心，工作人員詳細介紹了位山灌區(qū)數(shù)字孿生平臺。
位山灌區(qū)數(shù)字孿生平臺
作為全國第五大、山東省最大的灌區(qū)，位山灌區(qū)設(shè)計灌溉面積518萬畝，占聊城總耕地面積的65%，保障了聊城市絕大部分農(nóng)田灌溉、沿線200余萬城鄉(xiāng)居民生活、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)和河湖水系生態(tài)用水，同時擔(dān)負引黃入冀（補白洋淀）跨流域調(diào)水任務(wù)。灌區(qū)投入運行以來，累計供水超過610億立方米，其中跨流域調(diào)水121億立方米。
為破解傳統(tǒng)灌區(qū)人工上報、經(jīng)驗決策的短板，位山灌區(qū)構(gòu)建了“1+3+N”數(shù)字孿生體系，即1個孿生平臺，突出“水資源優(yōu)化調(diào)度、水旱災(zāi)害預(yù)警、輸沙減淤”3項需求，強化N項業(yè)務(wù)應(yīng)用，構(gòu)建“天空地水工”感知體系，實現(xiàn)供水感知全覆蓋。
工作人員用一組數(shù)據(jù)直觀展示出位山灌區(qū)“水大腦”的強大數(shù)字基底：目前已建成全自動纜道、軌道、時差法測流設(shè)施28處、水情監(jiān)測站點1182處，實現(xiàn)灌區(qū)用水監(jiān)測全覆蓋、計量率100%；高清視頻監(jiān)控1100余處，建成11處干渠節(jié)制閘和50處支渠閘遠程控制系統(tǒng)；沿渠鋪設(shè)光纜247公里，覆蓋骨干渠道全線，保障業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)高效傳輸。
位山灌區(qū)二干渠與三干渠渠首的周店水利樞紐，也是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。記者在閘站內(nèi)部看到了幾臺節(jié)制閘門的啟閉機，位山灌區(qū)管理服務(wù)中心周店管理所所長吳桂磊介紹，當(dāng)機器的控制按鈕撥到“遠方”模式時，位山灌區(qū)數(shù)字孿生平臺就可以遠程控制閘門起降，灌溉季節(jié)和跨流域調(diào)水時根據(jù)需求精準調(diào)控水位，既保障供水又節(jié)約水資源。
“我們閘站所有的工作動態(tài)可以通過拍照上傳的方式錄入數(shù)字孿生平臺，上級部門可以直接使用平臺對我們的工作進行監(jiān)督、考核，極大程度上節(jié)省人工成本。”吳桂磊說。
循環(huán)利用破局工業(yè)節(jié)水增效益 作為北方資源型缺水城市，開辟“第二水源”成為聊城的必然選擇。在冠縣，記者看到了一個關(guān)于“水循環(huán)”的典型示范。
冠縣人均水資源占有量僅156m3，屬于人均占有量小于500m3的嚴重缺水地區(qū)。隨著城市化進程加快，工業(yè)、服務(wù)業(yè)、城鎮(zhèn)生活等領(lǐng)域用水需求持續(xù)增長，傳統(tǒng)水源難以滿足需求，再生水（中水）作為“城市第二水源”，成為緩解供需矛盾的關(guān)鍵。
冠縣工業(yè)水廠
轉(zhuǎn)折始于一座投資1.4億元建成的工業(yè)水廠，設(shè)計日供水能力70000m3，2023年3月投產(chǎn)運營。該項目的關(guān)鍵突破在于構(gòu)建“取水-凈化-回用-再凈化”閉環(huán)系統(tǒng)，企業(yè)使用再生水后產(chǎn)生的廢水，重新回流至污水處理廠，經(jīng)處理后的中水再次進入濕地與水廠循環(huán)利用，這一內(nèi)部循環(huán)鏈徹底打破傳統(tǒng)用水模式，大幅減少新鮮地下水開采量，實現(xiàn)了水資源高效循環(huán)。
“原來用自來水價格是5.7元/噸，現(xiàn)在用再生水只要1.71元/噸，每天能節(jié)約近9000元，全年工期按照300天來算，能節(jié)省270萬元。”在冠縣經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，山東坤昇環(huán)保科技有限公司副總經(jīng)理李騰給記者算了一筆節(jié)水賬。
當(dāng)記者問到再生水給企業(yè)帶來哪些影響時，李騰毫不猶豫地說道，企業(yè)通過使用再生水實現(xiàn)了成本下降與產(chǎn)能提升的雙贏。“我們只需要調(diào)整相關(guān)的生產(chǎn)工藝就可以使用再生水完成生產(chǎn)，并且設(shè)備更新的投入也很少，所以用再生水對我們企業(yè)來說是非常有利的。”
今年10月20日，山東省2025年重點用水企業(yè)水效“領(lǐng)跑者”名單公布，這家日均用水量2200立方米的造紙企業(yè)成功入選，單位產(chǎn)品取水量10.42立方米每噸，水重復(fù)利用率達94.8%,位居全省造紙行業(yè)第二，為全市再生水利用提供樣板經(jīng)驗。
記者在采訪中了解到，目前冠縣工業(yè)水廠供水管網(wǎng)已覆蓋冠縣工業(yè)園區(qū)138家企業(yè)及城區(qū)內(nèi)部分學(xué)校、醫(yī)院。再生水替代地下水，有效壓減地下水開采量，為地下水環(huán)境修復(fù)“減負”。今年4月1日，冠縣平均地下水埋深13.91米，較2024年同期回升0.82米；地下水漏斗區(qū)面積為863平方千米，較2024年同期減少15平方千米。
農(nóng)水技術(shù)革新節(jié)地節(jié)水雙豐收 “使用傳統(tǒng)模式灌溉排水，一畝地要投資1000多元，我們這套灌排肥一體化管網(wǎng)只要400到800元，而且埋到地下也不占用耕地。”
在陽谷縣灌排肥一體化示范基地，山東東信塑膠科技有限公司工作人員現(xiàn)場介紹了技術(shù)優(yōu)勢。這套系統(tǒng)通過地下管網(wǎng)實現(xiàn)灌溉、排澇、施肥一體化，采用ABR材質(zhì)的主管道，具有透水性強、過濾性好、抗沉降等特點，管網(wǎng)埋于地下不占用耕地，且能承受重型農(nóng)機碾壓。
“雨季時，這套系統(tǒng)可以快速排出田間積水，1小時內(nèi)可排凈大雨積水，2小時內(nèi)排出暴雨積水；旱季時可配合微噴、滴灌實現(xiàn)精準灌溉，還能同步完成精準施肥。”
在南方水田功能演示區(qū)，工作人員打開水閘放水，模擬田間積水的情況。排水時，積水分散涌向各個排水口，進入地下的排水管網(wǎng)。雨季只需開啟一個集控閥門，田間井樁即可自動啟動排澇功能，快速排出積水。
目前，該技術(shù)已在山東、河南、河北等地推廣應(yīng)用20萬畝，有效解決了黃淮海地區(qū)農(nóng)田“旱不能澆、澇不能排”的難題。
在聊城茌平區(qū)小劉新村，信發(fā)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園的節(jié)水模式同樣亮眼。
信發(fā)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園的草莓棚均采用精準滴灌技術(shù)
園區(qū)內(nèi)2000余畝的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園重點發(fā)展了草莓、櫻桃、鱸魚養(yǎng)殖三大產(chǎn)業(yè)。連片的草莓棚采用精準滴灌技術(shù)，根據(jù)植物不同生長期的需求，通過芯片精準控制滴灌水量，全自動水肥閉合循環(huán)系統(tǒng)可收集和重新利用營養(yǎng)液，實現(xiàn)水和肥料的循環(huán)利用，實現(xiàn)單株耗水節(jié)約66％。在櫻桃大棚里，則靠著人工智能控制技術(shù)，給櫻桃樹“變換四季”，實現(xiàn)錯峰成熟，填補國內(nèi)2、3、4月優(yōu)質(zhì)櫻桃的市場空白期。
在鱸魚養(yǎng)殖基地，村支書張玉兵向記者介紹了一系列的“循環(huán)”。通過電廠熱交換的形式，實現(xiàn)鱸魚養(yǎng)殖水體恒溫23-25℃，目前園區(qū)內(nèi)共有養(yǎng)殖箱600多個，采用循環(huán)水、高密度、集約化、無污染恒溫養(yǎng)殖技術(shù)，配套數(shù)字化智能控制系統(tǒng)，畝產(chǎn)魚150000斤，是普通坑塘養(yǎng)殖的30倍。養(yǎng)殖鱸魚產(chǎn)生的廢水經(jīng)處理后，富含氮磷等養(yǎng)分，成為櫻桃、草莓的天然肥料；滴灌多余的水分通過帶坡度的槽體回收，經(jīng)沉淀處理后循環(huán)利用。
“我們在節(jié)水這方面追求精準控制，循環(huán)利用。”張玉兵說。
數(shù)字孿生讓灌區(qū)“智慧”起來，再生水循環(huán)讓工業(yè)發(fā)展“輕”起來，灌排肥一體化讓現(xiàn)代農(nóng)業(yè)“綠”起來。聊城通過科技創(chuàng)新和系統(tǒng)治理，正將水資源約束轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)生動力。這片古老而充滿活力的土地，正以水為脈，為經(jīng)濟社會的高質(zhì)量發(fā)展注入源源不斷的“水動力”。
來源：海報新聞
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