在(zai)當今時代，數字孿(luan)生(sheng)技術正逐漸改變我(wo)們的生(sheng)活和工(gong)作方式。在(zai)水利(li)行業，數字孿(luan)生(sheng)技術也為水利(li)行業建設和管理開啟了新篇章，推動了水利(li)工(gong)程設計的變革。
智(zhi)慧水(shui)(shui)(shui)利(li)建(jian)(jian)設(she)是推動新階(jie)段(duan)水(shui)(shui)(shui)利(li)高(gao)質(zhi)(zhi)量發(fa)展(zhan)的(de)(de)重(zhong)要(yao)(yao)(yao)路(lu)徑(jing)之一(yi)(yi)，是新階(jie)段(duan)水(shui)(shui)(shui)利(li)高(gao)質(zhi)(zhi)量發(fa)展(zhan)的(de)(de)顯著標志(zhi)。國(guo)家(jia)“十四五”規(gui)劃綱要(yao)(yao)(yao)明(ming)確要(yao)(yao)(yao)求(qiu)構建(jian)(jian)智(zhi)慧水(shui)(shui)(shui)利(li)體(ti)系，國(guo)家(jia)“十四五”新型基礎設(she)施建(jian)(jian)設(she)規(gui)劃也明(ming)確提出了要(yao)(yao)(yao)推動大(da)江大(da)河(he)大(da)湖數(shu)字(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)。2022年，水(shui)(shui)(shui)利(li)部(bu)提出要(yao)(yao)(yao)加(jia)快建(jian)(jian)設(she)數(shu)字(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)流域和數(shu)字(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)工(gong)程(cheng)。2023年，浙(zhe)江省委省政(zheng)府提出三個“一(yi)(yi)號(hao)工(gong)程(cheng)”，要(yao)(yao)(yao)求(qiu)抓好數(shu)字(zi)(zi)經濟創新提質(zhi)(zhi)“一(yi)(yi)號(hao)發(fa)展(zhan)工(gong)程(cheng)”，為(wei)(wei)走出一(yi)(yi)條高(gao)水(shui)(shui)(shui)平(ping)數(shu)字(zi)(zi)發(fa)展(zhan)道路(lu)提供浙(zhe)江范例。柯城區(qu)委區(qu)政(zheng)府緊緊圍繞水(shui)(shui)(shui)利(li)部(bu)和省委、省政(zheng)府關于數(shu)字(zi)(zi)化(hua)改革(ge)的(de)(de)要(yao)(yao)(yao)求(qiu)，搶抓機遇、立足區(qu)情，率先開展(zhan)數(shu)字(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)流域建(jian)(jian)設(she)，以(yi)(yi)數(shu)字(zi)(zi)化(hua)、網絡化(hua)、智(zhi)慧化(hua)為(wei)(wei)主線，以(yi)(yi)數(shu)字(zi)(zi)化(hua)場(chang)景、智(zhi)慧化(hua)模擬、精準化(hua)決策(ce)為(wei)(wei)路(lu)徑(jing)，打造(zao)集數(shu)據底(di)板、模型庫、知識庫以(yi)(yi)及(ji)孿(luan)生(sheng)(sheng)引擎于一(yi)(yi)體(ti)的(de)(de)數(shu)字(zi)(zi)孿(luan)生(sheng)(sheng)平(ping)臺，助力柯城水(shui)(shui)(shui)利(li)高(gao)質(zhi)(zhi)量發(fa)展(zhan)。
逆流而上 彌補空白
常山(shan)港是(shi)錢塘江(jiang)南源，上(shang)游為(wei)開化縣馬金溪，自航埠(bu)鎮(zhen)的(de)北(bei)淤村(cun)進入柯城區(qu)境內，經(jing)航埠(bu)、溝(gou)溪、河(he)東、萬川、汪村(cun)等村(cun)莊后，在雙港口(kou)匯入衢州的(de)母親河(he)——衢江(jiang)，河(he)道長度(du)175.9公里，流(liu)域面(mian)積3385平(ping)方(fang)公里。常山(shan)港屬山(shan)區(qu)性河(he)流(liu)，易(yi)暴漲(zhang)暴落，流(liu)域內的(de)航埠(bu)鎮(zhen)、溝(gou)溪鄉地(di)勢低平(ping)，歷史(shi)上(shang)洪(hong)(hong)水(shui)(shui)災(zai)害較為(wei)頻繁。據統計(ji)，建國后共發生13次(ci)較大(da)的(de)洪(hong)(hong)水(shui)(shui)，平(ping)均(jun)每4年發生一次(ci)。2011年“06.16”、“06.19”兩(liang)次(ci)洪(hong)(hong)水(shui)(shui)，造成經(jing)濟損失(shi)超(chao)過2億(yi)元，2022年發生“6.20”特大(da)洪(hong)(hong)水(shui)(shui)，北(bei)一村(cun)洪(hong)(hong)峰水(shui)(shui)位(wei)73.1米（為(wei)1958年以來(lai)的(de)最大(da)值），兩(liang)岸受(shou)淹(yan)受(shou)災(zai)嚴重(zhong)。
為(wei)進一步解決常(chang)山(shan)港(gang)防洪問題，2022年11月，柯城區將常(chang)山(shan)港(gang)流(liu)域(yu)(yu)列為(wei)數(shu)字孿生流(liu)域(yu)(yu)建(jian)設試點，完善信息基礎(chu)設施，構建(jian)常(chang)山(shan)港(gang)流(liu)域(yu)(yu)數(shu)據底板、模型(xing)平(ping)臺、知識平(ping)臺，打造數(shu)字孿生流(liu)域(yu)(yu)模擬(ni)仿真(zhen)平(ping)臺，在(zai)數(shu)字化(hua)場(chang)景(jing)下，通(tong)過“真(zhen)實”投影智慧化(hua)模擬(ni)物理流(liu)域(yu)(yu)全要素和(he)水利治(zhi)理管(guan)理活(huo)動全過程，為(wei)支撐柯城區常(chang)山(shan)港(gang)流(liu)域(yu)(yu)防洪精準調度決策，提(ti)升(sheng)流(liu)域(yu)(yu)和(he)工程預報、預警、預演、預案“四預”能力。
“數字(zi)孿(luan)生”常(chang)山(shan)港(gang)在衢州市柯城區水(shui)利局的指導下由浙江九州治水(shui)科技股份有限公(gong)司(si)進(jin)(jin)行研發。公(gong)司(si)堅持“需(xu)(xu)求牽引(yin)、應用至上、急(ji)用先行、實(shi)戰實(shi)效”的原則，從保障常(chang)山(shan)港(gang)流域防洪安(an)全(quan)、工程運行管理實(shi)際需(xu)(xu)求出發，強化組織工作，加快數字(zi)孿(luan)生常(chang)山(shan)港(gang)建設，構建智慧流域管理體系，推進(jin)(jin)新(xin)階段水(shui)利高質量(liang)發展。
項目(mu)由浙江九州(zhou)治(zhi)水公司(si)董(dong)事(shi)長和(he)總工(gong)(gong)程師為(wei)總指(zhi)導(dao)，數字工(gong)(gong)程部部長擔任(ren)項目(mu)負(fu)責人，匯聚水文、水工(gong)(gong)、測繪、軟件工(gong)(gong)程、地理(li)信息(xi)、自動化、電氣等十多個不同專業的(de)(de)技術骨(gu)干組成。面對項目(mu)實現過程中的(de)(de)重(zhong)重(zhong)挑戰，團隊成員(yuan)們(men)(men)不畏困難，全力(li)(li)以(yi)赴完成項目(mu)節點任(ren)務。老隊員(yuan)們(men)(men)經驗豐富，主動扛起重(zhong)擔，協(xie)調項目(mu)分工(gong)(gong)、分析解決實際需求(qiu)和(he)問題；新隊員(yuan)們(men)(men)朝氣蓬(peng)勃、挑燈夜戰，積(ji)極參與溝(gou)通、認真深(shen)入(ru)思考(kao)、反復(fu)實踐探索。大家凝心聚力(li)(li)、共(gong)同保障(zhang)每一項任(ren)務的(de)(de)高質量落實。
針對項(xiang)目涉及專業(ye)多、需求廣、跨(kua)度大的(de)特殊性，團隊(dui)成(cheng)員每(mei)周開(kai)展(zhan)(zhan)例會討論，大家(jia)一(yi)(yi)起想點(dian)子、談(tan)經驗，凝聚集(ji)(ji)體智慧，齊心協力解(jie)決各類技術銜接、融(rong)合(he)難題。 “數(shu)字(zi)孿(luan)生的(de)核(he)心是(shi)什么？數(shu)字(zi)孿(luan)生常山港(gang)重(zhong)點(dian)在那幾個方(fang)面？縱(zong)向(xiang)橫向(xiang)數(shu)據如(ru)何(he)打通、整合(he)？如(ru)何(he)做(zuo)好'四預(yu)'？如(ru)何(he)提高科學性、準確性、提前量？如(ru)何(he)更好地展(zhan)(zhan)示(shi)展(zhan)(zhan)現？”在一(yi)(yi)次次專題討論中，答案(an)逐漸明(ming)晰。 “眾人拾柴火(huo)焰高”，集(ji)(ji)思廣益的(de)協作(zuo)模式加快(kuai)了項(xiang)目進度，提高了大家(jia)的(de)專業(ye)水(shui)平(ping)和溝通能力、拓(tuo)寬了知識寬度、加深了思維深度。盡管(guan)項(xiang)目時間(jian)緊迫，團隊(dui)成(cheng)員仍然能夠保持求真務(wu)實的(de)工作(zuo)作(zuo)風(feng)，沉(chen)穩(wen)從容地完(wan)成(cheng)每(mei)一(yi)(yi)個模塊，達成(cheng)每(mei)一(yi)(yi)個目標，不折不扣滿足項(xiang)目要求。
在采訪中，項(xiang)目組人員表示,這次(ci)研發過(guo)程中，最(zui)大(da)的(de)(de)挑戰是技術(shu)(shu)。隨著(zhu)技術(shu)(shu)的(de)(de)不斷發展，團(tuan)隊需(xu)要(yao)(yao)不斷學(xue)習和更新自己的(de)(de)知(zhi)識儲備。有時候，為(wei)了理解(jie)新的(de)(de)技術(shu)(shu)或者解(jie)決(jue)復雜的(de)(de)技術(shu)(shu)問題，他們(men)需(xu)要(yao)(yao)花費大(da)量的(de)(de)時間和精力(li)進行(xing)(xing)研究和驗證。此外，他們(men)還(huan)需(xu)要(yao)(yao)不斷與主(zhu)管局、業主(zhu)的(de)(de)技術(shu)(shu)人員進行(xing)(xing)溝通(tong)與交流(liu)，以確(que)保開發過(guo)程中的(de)(de)技術(shu)(shu)方向正(zheng)確(que)。
自(zi)2022年11月以來，浙江(jiang)九州治水投入大量人力、物力，歷經12月的開發(fa)研究，數字孿(luan)生(sheng)常(chang)山港已(yi)具(ju)雛形(xing)。項(xiang)目團隊在無(wu)經驗借鑒、無(wu)成熟案(an)例(li)的局面下，苦心孤詣的鉆研，歷經20余次(ci)較大的方案(an)修正、上百次(ci)局部優化調整，從最開始的一個概念，逐步建立起一整套具(ju)備科學性(xing)(xing)、先進性(xing)(xing)、實(shi)時(shi)性(xing)(xing)和(he)實(shi)用性(xing)(xing)的常(chang)山港“數字孿(luan)生(sheng)”體系(xi)。
問題導(dao)向 破解(jie)痛點(dian)
數(shu)字(zi)(zi)孿生(sheng)流域(yu)建設的(de)目(mu)標是(shi)利用數(shu)字(zi)(zi)技術構建一個“多尺度(du)-分布(bu)式-多層次”的(de)全(quan)面多維精細刻畫及動態模擬流域(yu)全(quan)景過程的(de)模型(xing)系統，目(mu)標是(shi)實現對(dui)流域(yu)的(de)數(shu)字(zi)(zi)化管理與智能決(jue)策，從而(er)提高流域(yu)的(de)防洪抗旱能力，優化水資源配(pei)置，促(cu)進(jin)水生(sheng)態環境改善。
在(zai)(zai)此(ci)背景下，浙江九州治水在(zai)(zai)常山(shan)港數字(zi)孿(luan)生流域(yu)建(jian)(jian)設(she)方案的(de)(de)(de)設(she)計過程中，始終堅持(chi)問題導向，把解決(jue)流域(yu)管理中的(de)(de)(de)痛點(dian)、堵點(dian)、難點(dian)問題，作為工作的(de)(de)(de)出發點(dian)和腳點(dian)，確保建(jian)(jian)成后的(de)(de)(de)數字(zi)孿(luan)生流域(yu)建(jian)(jian)設(she)能在(zai)(zai)實(shi)戰實(shi)效中接受(shou)檢驗。為此(ci)，公司本(ben)著精(jing)益(yi)求精(jing)的(de)(de)(de)態度，堅持(chi)上下求索，努力(li)追求“技術先(xian)進、科學準確、安全可靠(kao)、簡(jian)便實(shi)用”的(de)(de)(de)效益(yi)定位。
為(wei)不斷完善(shan)項(xiang)目設(she)(she)計方案，公司組織(zhi)研(yan)發成員開展專(zhuan)題研(yan)究，對國(guo)內外關于數字(zi)孿(luan)(luan)生(sheng)流(liu)(liu)域(yu)的相關技術進(jin)(jin)(jin)行全面(mian)梳理，從先進(jin)(jin)(jin)性、適用性、經濟性等(deng)多(duo)個(ge)維度進(jin)(jin)(jin)行分(fen)析(xi)，并與當(dang)地水(shui)行政主(zhu)管(guan)部門進(jin)(jin)(jin)行溝通協商，選擇最優先進(jin)(jin)(jin)技術加以應用。還(huan)多(duo)次(ci)組織(zhi)召開常山(shan)港數字(zi)孿(luan)(luan)生(sheng)項(xiang)目建設(she)(she)需求交流(liu)(liu)會，邀請省、市、區(qu)各級水(shui)利專(zhuan)家(jia)和(he)領導進(jin)(jin)(jin)行指導，共(gong)同(tong)解(jie)決項(xiang)目推進(jin)(jin)(jin)過程中(zhong)存(cun)在的難點、卡點和(he)堵點，使數字(zi)孿(luan)(luan)生(sheng)流(liu)(liu)域(yu)建設(she)(she)更加符合國(guo)家(jia)水(shui)利工(gong)作的戰略導向和(he)規劃要(yao)求。
同時(shi)，針對常山(shan)港流(liu)域水文資料不夠(gou)全面豐富的現狀，堅持(chi)立足基層、問計(ji)于民。專門組織赴(fu)沿線鄉鎮(zhen)、村(cun)莊(zhuang)廣泛開展實地調(diao)研，詳(xiang)細了解流(liu)域歷年洪(hong)水情況(kuang)，鄉鎮(zhen)基層特(te)別是(shi)老百姓的所需所盼(pan)所求。比如(ru)：針對鄉鎮(zhen)提出的“每(mei)年防洪(hong)調(diao)度(du)中，是(shi)否能早一(yi)點預(yu)報哪些村(cun)莊(zhuang)、哪些農戶可能會進(jin)水，好(hao)安排提前開展人員轉移，哪怕是(shi)早一(yi)個小時(shi)也好(hao)”的需求，在設計(ji)當中，將洪(hong)水演進(jin)模型分析作為核心要求進(jin)行研究。
再如(ru)：遙(yao)感技術是(shi)數字孿(luan)生(sheng)流域建設的重要應用之一。自20世紀80年代開始應用于洪澇(lao)災害監(jian)測(ce)以來，遙(yao)感技術已經廣(guang)泛應用到旱情(qing)監(jian)測(ce)、水土保持(chi)監(jian)測(ce)、河湖監(jian)管、水生(sheng)態環境監(jian)測(ce)評(ping)價等業務中。這種技術的應用，使得我們能夠獲取到更(geng)為準確和(he)全面(mian)的水文數據(ju)，為決策提供重要的科學依據(ju)。
“常山(shan)港數(shu)字孿生怎么用？” “通過(guo)數(shu)字孿生技術(shu)，我(wo)們(men)可以構建一個虛擬(ni)的常山(shan)港流(liu)域系(xi)統，模擬(ni)現實世(shi)界的各(ge)種(zhong)情(qing)況，從而實現對真實世(shi)界的深入理(li)解和(he)預測。這(zhe)就(jiu)像(xiang)是為水利(li)行(xing)業打開了(le)一扇新的窗戶(hu)，讓我(wo)們(men)能(neng)夠以前所未有的方(fang)式(shi)來管理(li)和(he)利(li)用水資源。”吳(wu)有星總工說到(dao)，透過(guo)一塊屏幕，可以全(quan)方(fang)位(wei)無死角地(di)感知常山(shan)港流(liu)域的“風吹草動”,響(xiang)應各(ge)級(ji)系(xi)統預警和(he)突(tu)發事件(jian)，調度相(xiang)關單位(wei)及時(shi)處(chu)理(li)，極大(da)提高了(le)管控效率。
提高站位，視野(ye)才會開闊(kuo)；目光向(xiang)下,基礎方能堅實。在(zai)常山港(gang)探索推進數字孿生(sheng)流(liu)域(yu)建(jian)設,九州治水人有(you)著直面問題的勇氣、用心用情的態度(du)和精(jing)益(yi)求(qiu)精(jing)的作風，為的就是要在(zai)這(zhe)一(yi)領(ling)域(yu)不(bu)斷(duan)開拓進取(qu)、爭創(chuang)一(yi)流(liu)。
五大(da)場景 呵護安全
“我們把常山港(gang)(gang)縮進了(le)計算機，在(zai)電腦上(shang)打造了(le)一(yi)個與實際常山港(gang)(gang)一(yi)樣的(de)‘數字沙盤常山港(gang)(gang)’，對(dui)現(xian)實中的(de)常山港(gang)(gang)進行數字映射、智(zhi)能(neng)模(mo)擬、前瞻預演，與現(xian)實中的(de)常山港(gang)(gang)流(liu)域(yu)同(tong)步仿(fang)真運行、虛實交互、迭(die)代升級(ji)”。輕(qing)輕(qing)點擊大(da)屏幕(mu)，常山港(gang)(gang)流(liu)域(yu)的(de)自然背(bei)景、工程設施、流(liu)量動態、機電設備等可視化模(mo)型便一(yi)一(yi)呈現(xian)在(zai)眼前，這(zhe)是數字孿生常山港(gang)(gang)構建的(de)數字化場景，可以身臨(lin)其境地(di)掌(zhang)握(wo)流(liu)域(yu)現(xian)狀，像人到了(le)現(xian)場一(yi)樣，更能(neng)看到現(xian)場看不(bu)到的(de)動態數據。
浙江九州治水(shui)秉承(cheng)一張圖，一個界面理(li)念，數字孿生(sheng)常山港分為(wei)決策(ce)支持、實時監測、防(fang)汛預報、防(fang)汛救災(zai)、歷史(shi)回顧5大場(chang)(chang)景應用(yong)(yong)。隨著應用(yong)(yong)場(chang)(chang)景越來越多，數字孿生(sheng)常山港建(jian)設將深(shen)度應用(yong)(yong)到水(shui)旱災(zai)害防(fang)御工作中，成為(wei)“主力軍”之一。
“我們針對城區、薄弱鄉(xiang)鎮、水(shui)利工程(cheng)等(deng)全(quan)流(liu)域(yu)20平(ping)方公里區域(yu)內(nei)重點對象建設L3級(ji)精細化數字底板。同(tong)時(shi)(shi)，整合流(liu)域(yu)內(nei)已建泵站、水(shui)閘、AI視頻監(jian)控(kong)點、水(shui)雨(yu)情監(jian)測點等(deng)共140余處(chu)，構(gou)建全(quan)覆蓋的(de)數字底板和(he)水(shui)利感知網。”總經理助理汪(wang)小東說道。汛期(qi)時(shi)(shi)，將(jiang)常山港(gang)流(liu)域(yu)的(de)水(shui)文、水(shui)位、區域(yu)降(jiang)雨(yu)、泵站水(shui)閘運(yun)行工況等(deng)信息通(tong)過(guo)多種(zhong)手段實時(shi)(shi)匯集(ji)到數字孿(luan)生平(ping)臺，實現在虛擬世(shi)界(jie)里為常山港(gang)流(liu)域(yu)“把脈問診”，為防(fang)汛救災(zai)爭(zheng)取更多的(de)時(shi)(shi)間。
據(ju)悉，該(gai)項目建成后(hou)，將(jiang)為(wei)后(hou)期其他流域數字(zi)孿生流域、河湖庫健(jian)康評價工作(zuo)積累(lei)建設經驗，具有(you)技術攻關(guan)和示范引(yin)領的(de)作(zuo)用(yong)。
“數(shu)字(zi)孿生技術(shu)將為水利工程(cheng)運行管理(li)帶來革命(ming)性的(de)(de)變革。”浙江九州治水董事長石向榮表(biao)示，“下一步(bu)(bu)將逐步(bu)(bu)建(jian)設(she)覆蓋(gai)柯(ke)城(cheng)區(qu)(qu)域范圍(wei)的(de)(de)重(zhong)點流(liu)域、水網(wang)、水利工程(cheng)，針對沿(yan)江城(cheng)區(qu)(qu)、江心洲(zhou)島、重(zhong)要水利工程(cheng)及工程(cheng)節點等(deng)構建(jian)精細化(hua)數(shu)據底板，集成(cheng)水利感知信息，開(kai)發(fa)基于防(fang)汛抗旱、水資源調(diao)度(du)保(bao)障、河(he)湖健(jian)康復蘇、河(he)道采砂管理(li)等(deng)方面的(de)(de)業務應用，加快推進數(shu)字(zi)化(hua)轉型(xing)和(he)成(cheng)果運用，逐步(bu)(bu)構建(jian)柯(ke)城(cheng)區(qu)(qu)智慧水利體系。”