在當今時代，數字孿(luan)生技術正逐漸改變(bian)我(wo)們的生活和(he)工作(zuo)方式。在水利(li)(li)行業，數字孿(luan)生技術也為水利(li)(li)行業建設(she)和(he)管理(li)開啟了新篇章，推動了水利(li)(li)工程設(she)計(ji)的變(bian)革。
智慧水利(li)(li)建(jian)設是推(tui)動新階段(duan)水利(li)(li)高(gao)質(zhi)量發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)的重要(yao)路(lu)徑之一(yi)，是新階段(duan)水利(li)(li)高(gao)質(zhi)量發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)的顯著標志。國家“十(shi)四五(wu)”規劃綱要(yao)明確要(yao)求(qiu)構(gou)建(jian)智慧水利(li)(li)體(ti)系，國家“十(shi)四五(wu)”新型基礎設施建(jian)設規劃也明確提出(chu)了要(yao)推(tui)動大江大河大湖(hu)數(shu)(shu)(shu)字(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)。2022年(nian)，水利(li)(li)部提出(chu)要(yao)加快建(jian)設數(shu)(shu)(shu)字(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)流域(yu)和數(shu)(shu)(shu)字(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)工(gong)程(cheng)。2023年(nian)，浙江省委(wei)省政(zheng)府(fu)提出(chu)三個(ge)“一(yi)號(hao)工(gong)程(cheng)”，要(yao)求(qiu)抓好數(shu)(shu)(shu)字(zi)(zi)經濟創新提質(zhi)“一(yi)號(hao)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)工(gong)程(cheng)”，為(wei)走出(chu)一(yi)條高(gao)水平(ping)數(shu)(shu)(shu)字(zi)(zi)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)道(dao)路(lu)提供(gong)浙江范例。柯城(cheng)區(qu)委(wei)區(qu)政(zheng)府(fu)緊(jin)緊(jin)圍繞水利(li)(li)部和省委(wei)、省政(zheng)府(fu)關于(yu)數(shu)(shu)(shu)字(zi)(zi)化(hua)(hua)改革的要(yao)求(qiu)，搶(qiang)抓機遇(yu)、立足區(qu)情，率先(xian)開展(zhan)(zhan)數(shu)(shu)(shu)字(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)流域(yu)建(jian)設，以(yi)數(shu)(shu)(shu)字(zi)(zi)化(hua)(hua)、網絡化(hua)(hua)、智慧化(hua)(hua)為(wei)主線，以(yi)數(shu)(shu)(shu)字(zi)(zi)化(hua)(hua)場景、智慧化(hua)(hua)模(mo)擬、精準化(hua)(hua)決(jue)策為(wei)路(lu)徑，打造集數(shu)(shu)(shu)據(ju)底板、模(mo)型庫(ku)、知識庫(ku)以(yi)及孿(luan)生(sheng)引擎于(yu)一(yi)體(ti)的數(shu)(shu)(shu)字(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)平(ping)臺，助力柯城(cheng)水利(li)(li)高(gao)質(zhi)量發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)。
逆流而上 彌補空白
常山港是錢塘江南源，上(shang)游(you)為(wei)(wei)開(kai)化縣(xian)馬金溪(xi)(xi)，自航(hang)埠鎮(zhen)的(de)(de)北(bei)(bei)淤村進入柯城區(qu)(qu)境內，經航(hang)埠、溝溪(xi)(xi)、河(he)(he)東、萬川(chuan)、汪村等村莊后，在雙港口匯入衢州(zhou)的(de)(de)母親河(he)(he)——衢江，河(he)(he)道長度175.9公里，流(liu)域(yu)面積3385平(ping)方公里。常山港屬山區(qu)(qu)性河(he)(he)流(liu)，易暴漲暴落，流(liu)域(yu)內的(de)(de)航(hang)埠鎮(zhen)、溝溪(xi)(xi)鄉地勢低平(ping)，歷史(shi)上(shang)洪水(shui)災(zai)害較(jiao)為(wei)(wei)頻繁。據統計，建國(guo)后共(gong)發(fa)生13次較(jiao)大(da)的(de)(de)洪水(shui)，平(ping)均每4年發(fa)生一次。2011年“06.16”、“06.19”兩次洪水(shui)，造成(cheng)經濟損失(shi)超過2億元，2022年發(fa)生“6.20”特大(da)洪水(shui)，北(bei)(bei)一村洪峰水(shui)位73.1米(mi)（為(wei)(wei)1958年以來的(de)(de)最大(da)值），兩岸受(shou)淹受(shou)災(zai)嚴(yan)重。
為進一步解決常山(shan)(shan)港(gang)防(fang)洪問題，2022年11月，柯城區將常山(shan)(shan)港(gang)流(liu)(liu)域(yu)列為數(shu)字(zi)孿(luan)(luan)生(sheng)流(liu)(liu)域(yu)建(jian)設(she)(she)試點，完善信息基礎設(she)(she)施，構建(jian)常山(shan)(shan)港(gang)流(liu)(liu)域(yu)數(shu)據(ju)底板、模型(xing)平(ping)臺(tai)(tai)、知識平(ping)臺(tai)(tai)，打(da)造數(shu)字(zi)孿(luan)(luan)生(sheng)流(liu)(liu)域(yu)模擬(ni)仿真(zhen)平(ping)臺(tai)(tai)，在數(shu)字(zi)化場景(jing)下，通過“真(zhen)實”投影智慧化模擬(ni)物理流(liu)(liu)域(yu)全要素和(he)水(shui)利(li)治理管理活動全過程，為支撐柯城區常山(shan)(shan)港(gang)流(liu)(liu)域(yu)防(fang)洪精準調(diao)度決策，提升流(liu)(liu)域(yu)和(he)工程預(yu)報、預(yu)警、預(yu)演、預(yu)案“四預(yu)”能(neng)力。
“數(shu)字(zi)孿(luan)生”常山港(gang)在衢州(zhou)(zhou)市柯城區水(shui)(shui)利(li)局(ju)的指(zhi)導下由浙江九(jiu)州(zhou)(zhou)治(zhi)水(shui)(shui)科技(ji)股份有限公(gong)司進行(xing)研發。公(gong)司堅持“需求牽引、應(ying)用(yong)至上、急(ji)用(yong)先行(xing)、實(shi)戰實(shi)效”的原則(ze)，從保(bao)障常山港(gang)流域防洪安全、工程運行(xing)管理(li)實(shi)際需求出發，強化組織工作，加快數(shu)字(zi)孿(luan)生常山港(gang)建設，構建智慧流域管理(li)體(ti)系，推進新階段(duan)水(shui)(shui)利(li)高質量發展(zhan)。
項(xiang)(xiang)目(mu)由浙江九州(zhou)治水公司董(dong)事長和總工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)師(shi)為總指導(dao)，數字(zi)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)部(bu)部(bu)長擔任(ren)(ren)項(xiang)(xiang)目(mu)負責(ze)人，匯聚(ju)水文、水工(gong)(gong)、測繪(hui)、軟件(jian)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)、地理信息、自(zi)動化(hua)、電氣等十多個(ge)不同(tong)專業的技(ji)術骨(gu)干(gan)組成。面對(dui)項(xiang)(xiang)目(mu)實現過(guo)程(cheng)(cheng)中的重(zhong)重(zhong)挑戰，團(tuan)隊成員(yuan)們不畏(wei)困難，全力以赴完(wan)成項(xiang)(xiang)目(mu)節點任(ren)(ren)務。老隊員(yuan)們經(jing)驗豐(feng)富，主動扛起重(zhong)擔，協調項(xiang)(xiang)目(mu)分工(gong)(gong)、分析解決實際(ji)需(xu)求和問題；新隊員(yuan)們朝(chao)氣蓬勃、挑燈(deng)夜戰，積極參與(yu)溝通、認真(zhen)深(shen)入(ru)思考、反復實踐探索。大家凝心聚(ju)力、共(gong)同(tong)保障每一項(xiang)(xiang)任(ren)(ren)務的高質(zhi)量落(luo)實。
針對項目涉及專業(ye)多、需(xu)求廣、跨(kua)度(du)(du)大(da)的(de)特殊(shu)性，團(tuan)隊成員(yuan)每周開展例會討論，大(da)家一起想點(dian)子、談經驗，凝聚(ju)集(ji)體智慧，齊心(xin)協力(li)解(jie)決各(ge)類(lei)技術銜接、融合難題。 “數字(zi)孿生的(de)核心(xin)是什么？數字(zi)孿生常山(shan)港重點(dian)在(zai)那(nei)幾個(ge)(ge)方面？縱(zong)向(xiang)橫(heng)向(xiang)數據如何(he)打通、整合？如何(he)做好'四(si)預'？如何(he)提(ti)(ti)高科學性、準確(que)性、提(ti)(ti)前量？如何(he)更好地(di)展示展現？”在(zai)一次(ci)次(ci)專題討論中(zhong)，答案(an)逐漸明晰。 “眾人拾柴火焰高”，集(ji)思(si)廣益的(de)協作(zuo)模式加快了(le)項目進(jin)度(du)(du)，提(ti)(ti)高了(le)大(da)家的(de)專業(ye)水(shui)平和(he)溝(gou)通能力(li)、拓寬了(le)知識寬度(du)(du)、加深了(le)思(si)維(wei)深度(du)(du)。盡管項目時間緊迫，團(tuan)隊成員(yuan)仍然能夠保持求真務實的(de)工作(zuo)作(zuo)風，沉(chen)穩從(cong)容地(di)完成每一個(ge)(ge)模塊，達(da)成每一個(ge)(ge)目標，不折不扣(kou)滿足項目要求。
在采訪中，項目(mu)組人(ren)員表示,這(zhe)次(ci)研發(fa)(fa)過(guo)程中，最(zui)大的(de)挑戰是技術(shu)。隨著(zhu)技術(shu)的(de)不斷(duan)發(fa)(fa)展，團隊需(xu)(xu)要不斷(duan)學習和(he)更新(xin)自己的(de)知識儲備。有時(shi)候，為了理(li)解(jie)新(xin)的(de)技術(shu)或者解(jie)決(jue)復雜(za)的(de)技術(shu)問題，他們需(xu)(xu)要花費大量的(de)時(shi)間和(he)精力進行研究和(he)驗(yan)證。此外，他們還(huan)需(xu)(xu)要不斷(duan)與主管(guan)局、業主的(de)技術(shu)人(ren)員進行溝(gou)通與交流，以確(que)保開發(fa)(fa)過(guo)程中的(de)技術(shu)方向(xiang)正確(que)。
自2022年11月(yue)以(yi)來，浙(zhe)江九(jiu)州治水(shui)投入大(da)(da)量人力、物(wu)力，歷經12月(yue)的(de)開(kai)發研(yan)究，數字(zi)孿(luan)生(sheng)常山港已(yi)具雛形。項(xiang)目團隊(dui)在無經驗(yan)借鑒、無成熟案例的(de)局面下，苦心孤詣的(de)鉆研(yan)，歷經20余次較大(da)(da)的(de)方案修正(zheng)、上百次局部優化調整，從最開(kai)始的(de)一(yi)個(ge)概念，逐步(bu)建立起一(yi)整套(tao)具備科學性(xing)、先進性(xing)、實時性(xing)和(he)實用性(xing)的(de)常山港“數字(zi)孿(luan)生(sheng)”體(ti)系。
問題導向 破解痛點
數(shu)字孿生流(liu)(liu)域建設(she)的(de)目(mu)標是利(li)用數(shu)字技術構建一(yi)個“多(duo)尺度-分布(bu)式-多(duo)層(ceng)次”的(de)全面(mian)多(duo)維精(jing)細(xi)刻畫及動(dong)態(tai)模(mo)擬流(liu)(liu)域全景過(guo)程的(de)模(mo)型(xing)系(xi)統，目(mu)標是實(shi)現對流(liu)(liu)域的(de)數(shu)字化管理與(yu)智能(neng)(neng)決策，從(cong)而提高流(liu)(liu)域的(de)防洪抗旱能(neng)(neng)力，優化水(shui)資源配(pei)置(zhi)，促進水(shui)生態(tai)環境改善(shan)。
在此(ci)背景下，浙(zhe)江九(jiu)州治水在常山港數字(zi)孿(luan)生流(liu)域建(jian)設(she)(she)方案的(de)設(she)(she)計(ji)過程中(zhong)，始(shi)終堅持問(wen)題(ti)導向，把解決流(liu)域管理中(zhong)的(de)痛點、堵(du)點、難點問(wen)題(ti)，作(zuo)為工作(zuo)的(de)出發點和腳點，確(que)保建(jian)成后的(de)數字(zi)孿(luan)生流(liu)域建(jian)設(she)(she)能在實戰實效(xiao)中(zhong)接受檢驗。為此(ci)，公(gong)司本著精(jing)益(yi)求(qiu)精(jing)的(de)態(tai)度，堅持上下求(qiu)索，努力(li)追(zhui)求(qiu)“技術先進、科學準確(que)、安全(quan)可靠、簡(jian)便實用”的(de)效(xiao)益(yi)定位。
為不斷完善項(xiang)目設計方案，公(gong)司組(zu)織(zhi)研發成員開展專(zhuan)題研究(jiu)，對國(guo)內外關(guan)于數(shu)字(zi)孿生(sheng)流(liu)(liu)域(yu)的相關(guan)技(ji)術(shu)進行全(quan)面梳理(li)，從先進性(xing)、適用性(xing)、經濟性(xing)等多個維度進行分析(xi)，并與當地(di)水(shui)行政主(zhu)管部門進行溝通協商(shang)，選擇(ze)最優先進技(ji)術(shu)加以應(ying)用。還多次組(zu)織(zhi)召開常山(shan)港(gang)數(shu)字(zi)孿生(sheng)項(xiang)目建設需(xu)求交(jiao)流(liu)(liu)會(hui)，邀請省、市、區(qu)各(ge)級(ji)水(shui)利專(zhuan)家和(he)領導(dao)進行指導(dao)，共(gong)同解決(jue)項(xiang)目推(tui)進過程(cheng)中存在(zai)的難點(dian)、卡(ka)點(dian)和(he)堵(du)點(dian)，使數(shu)字(zi)孿生(sheng)流(liu)(liu)域(yu)建設更(geng)加符合國(guo)家水(shui)利工作(zuo)的戰略導(dao)向和(he)規劃要求。
同時，針(zhen)對常山港流(liu)域水(shui)文資料不(bu)夠全面豐富的(de)現狀，堅(jian)持立足基層(ceng)、問計(ji)于民。專門組(zu)織赴沿(yan)線鄉(xiang)(xiang)鎮(zhen)(zhen)、村莊廣泛開(kai)展實地(di)調研，詳細(xi)了解流(liu)域歷年洪水(shui)情況(kuang)，鄉(xiang)(xiang)鎮(zhen)(zhen)基層(ceng)特別是老(lao)百姓的(de)所需(xu)所盼所求。比如：針(zhen)對鄉(xiang)(xiang)鎮(zhen)(zhen)提(ti)出的(de)“每(mei)年防洪調度中，是否能(neng)早一(yi)點預報哪些村莊、哪些農戶可能(neng)會(hui)進(jin)水(shui)，好安排提(ti)前(qian)開(kai)展人員轉(zhuan)移(yi)，哪怕是早一(yi)個小時也(ye)好”的(de)需(xu)求，在設計(ji)當中，將洪水(shui)演進(jin)模型分析作為核心要求進(jin)行(xing)研究。
再如：遙感技(ji)術是(shi)數字孿(luan)生(sheng)流域(yu)建設的重要應(ying)用之一。自20世紀80年代開始應(ying)用于洪澇(lao)災(zai)害監(jian)(jian)(jian)測(ce)以來，遙感技(ji)術已經廣泛應(ying)用到旱情監(jian)(jian)(jian)測(ce)、水(shui)土保持監(jian)(jian)(jian)測(ce)、河湖監(jian)(jian)(jian)管、水(shui)生(sheng)態環境監(jian)(jian)(jian)測(ce)評價等業務中(zhong)。這種技(ji)術的應(ying)用，使得我們(men)能夠(gou)獲取到更為(wei)準確和全面的水(shui)文數據(ju)，為(wei)決策(ce)提供重要的科學(xue)依據(ju)。
“常(chang)山港(gang)數(shu)字(zi)孿生怎么(me)用(yong)(yong)？” “通(tong)過數(shu)字(zi)孿生技(ji)術，我們可(ke)以構建一個虛擬(ni)的(de)(de)(de)常(chang)山港(gang)流域系(xi)統，模擬(ni)現實(shi)世界的(de)(de)(de)各(ge)種情況(kuang)，從而實(shi)現對真實(shi)世界的(de)(de)(de)深入理解和預測(ce)。這就像是為水利行(xing)業(ye)打開了(le)一扇新的(de)(de)(de)窗戶，讓我們能夠以前(qian)所未有的(de)(de)(de)方式(shi)來管理和利用(yong)(yong)水資源。”吳有星(xing)總(zong)工說到，透過一塊(kuai)屏(ping)幕(mu)，可(ke)以全方位無(wu)死角地感知(zhi)常(chang)山港(gang)流域的(de)(de)(de)“風吹草動”,響應各(ge)級系(xi)統預警(jing)和突(tu)發事(shi)件，調(diao)度相關(guan)單位及時(shi)處理，極(ji)大提高了(le)管控(kong)效(xiao)率。
提高(gao)站位，視野才會開(kai)闊(kuo)；目(mu)光向下,基(ji)礎方能(neng)堅實。在常山港(gang)探(tan)索推(tui)進數字孿生流(liu)域建設(she),九州治水人有(you)著(zhu)直(zhi)面問題的(de)(de)勇氣、用心(xin)用情的(de)(de)態度和精益求(qiu)精的(de)(de)作風，為的(de)(de)就是要在這一領域不(bu)斷(duan)開(kai)拓進取(qu)、爭(zheng)創一流(liu)。
五(wu)大場景(jing) 呵(he)護安全
“我們把常山(shan)(shan)港(gang)(gang)(gang)縮進了(le)計算機，在電腦上(shang)打(da)造(zao)了(le)一(yi)(yi)個與實際常山(shan)(shan)港(gang)(gang)(gang)一(yi)(yi)樣的(de)(de)‘數(shu)字(zi)沙盤(pan)常山(shan)(shan)港(gang)(gang)(gang)’，對(dui)現(xian)(xian)實中的(de)(de)常山(shan)(shan)港(gang)(gang)(gang)進行(xing)數(shu)字(zi)映射、智能(neng)模擬、前(qian)(qian)瞻(zhan)預(yu)演，與現(xian)(xian)實中的(de)(de)常山(shan)(shan)港(gang)(gang)(gang)流(liu)(liu)域同步(bu)仿真(zhen)運(yun)行(xing)、虛(xu)實交互、迭(die)代升級”。輕(qing)(qing)輕(qing)(qing)點擊大屏幕，常山(shan)(shan)港(gang)(gang)(gang)流(liu)(liu)域的(de)(de)自(zi)然背景(jing)、工(gong)程設施、流(liu)(liu)量(liang)動態、機電設備等可(ke)視化(hua)模型便一(yi)(yi)一(yi)(yi)呈現(xian)(xian)在眼前(qian)(qian)，這是數(shu)字(zi)孿(luan)生(sheng)常山(shan)(shan)港(gang)(gang)(gang)構建的(de)(de)數(shu)字(zi)化(hua)場景(jing)，可(ke)以身臨其境地(di)掌(zhang)握流(liu)(liu)域現(xian)(xian)狀，像人到了(le)現(xian)(xian)場一(yi)(yi)樣，更能(neng)看到現(xian)(xian)場看不到的(de)(de)動態數(shu)據。
浙江(jiang)九州治水秉(bing)承一(yi)張圖，一(yi)個界面理念，數字(zi)孿(luan)生常山(shan)港(gang)(gang)分(fen)為決策支持、實時監測、防(fang)汛預報、防(fang)汛救災、歷(li)史回(hui)顧5大場(chang)景應用(yong)。隨著應用(yong)場(chang)景越來越多，數字(zi)孿(luan)生常山(shan)港(gang)(gang)建設(she)將深度(du)應用(yong)到水旱災害防(fang)御工作中，成為“主(zhu)力軍(jun)”之(zhi)一(yi)。
“我們針對(dui)城區(qu)、薄弱鄉(xiang)鎮、水利工程等(deng)(deng)(deng)全流域(yu)(yu)20平方公里(li)區(qu)域(yu)(yu)內重(zhong)點(dian)對(dui)象建(jian)設L3級精(jing)細(xi)化(hua)數(shu)字(zi)底板(ban)。同時(shi)(shi)，整(zheng)合流域(yu)(yu)內已(yi)建(jian)泵(beng)(beng)站(zhan)、水閘、AI視頻監控點(dian)、水雨情監測(ce)點(dian)等(deng)(deng)(deng)共140余處，構建(jian)全覆蓋的(de)數(shu)字(zi)底板(ban)和水利感知網。”總經理助(zhu)理汪小(xiao)東說道(dao)。汛期時(shi)(shi)，將常山港(gang)流域(yu)(yu)的(de)水文、水位、區(qu)域(yu)(yu)降雨、泵(beng)(beng)站(zhan)水閘運行工況等(deng)(deng)(deng)信息(xi)通過多種(zhong)手段實時(shi)(shi)匯集到數(shu)字(zi)孿生平臺，實現(xian)在虛擬(ni)世界(jie)里(li)為常山港(gang)流域(yu)(yu)“把脈問診(zhen)”，為防汛救災爭取更多的(de)時(shi)(shi)間(jian)。
據悉，該項目建(jian)(jian)成后，將為后期其他流(liu)域(yu)數字孿生流(liu)域(yu)、河湖庫健康評價(jia)工作(zuo)積累(lei)建(jian)(jian)設經驗，具有技術(shu)攻關和示(shi)范引領的作(zuo)用。
“數(shu)字孿生技術將為水(shui)(shui)(shui)利工(gong)程運(yun)行管理帶來革(ge)命性的變革(ge)。”浙江(jiang)九(jiu)州治水(shui)(shui)(shui)董(dong)事(shi)長石(shi)向榮表示，“下一步(bu)將逐(zhu)步(bu)建設覆蓋柯城區(qu)域(yu)范圍的重點流域(yu)、水(shui)(shui)(shui)網、水(shui)(shui)(shui)利工(gong)程，針對(dui)沿江(jiang)城區(qu)、江(jiang)心洲島、重要水(shui)(shui)(shui)利工(gong)程及工(gong)程節點等構建精細化數(shu)據(ju)底板，集成水(shui)(shui)(shui)利感知信息，開發基(ji)于防汛(xun)抗旱(han)、水(shui)(shui)(shui)資源調度保障、河(he)湖健康復蘇、河(he)道采砂(sha)管理等方面(mian)的業(ye)務應用，加快推進數(shu)字化轉型和成果運(yun)用，逐(zhu)步(bu)構建柯城區(qu)智(zhi)慧水(shui)(shui)(shui)利體系。”