位山灌區(qū)：數(shù)字賦能 智引“位”來 譜寫灌區(qū)高質(zhì)量發(fā)展科技答卷

　　近年來，我市堅持以增強國家糧食安全保障能力為目標，不斷夯實灌排基礎(chǔ)設(shè)施體系，加快推進信息化建設(shè)，積極構(gòu)建“1+3+N”數(shù)字孿生體系，推動實現(xiàn)“供水精準調(diào)度、水資源優(yōu)化配置、工程智能調(diào)控、管理標準規(guī)范”，為新時期水利高質(zhì)量發(fā)展提供了強有力的科技支撐。2023年，全國數(shù)字孿生灌區(qū)現(xiàn)場會在位山灌區(qū)召開。

　　一、堅持基礎(chǔ)設(shè)施先行，持續(xù)完善“自動化”硬件。

　　以需求和問題為導(dǎo)向，以基礎(chǔ)硬件提升為基礎(chǔ)，高標準編制數(shù)字孿生灌區(qū)先行先試建設(shè)實施方案，著力打造“1+3+N”數(shù)字孿生體系，即建設(shè)1個數(shù)字孿生平臺，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，全面提升現(xiàn)代化管理水平和水旱災(zāi)害防御能力。一是工程監(jiān)管監(jiān)測全覆蓋。建成全自動纜道、軌道測流設(shè)施35處，水情監(jiān)測站點1182處，實現(xiàn)灌區(qū)骨干渠道及支渠分水口門用水監(jiān)測全覆蓋；建成高清視頻監(jiān)控1077處，其中具有智能識別功能的200余處，實現(xiàn)干渠工程監(jiān)管全覆蓋；建成灌溉試驗站，增設(shè)土壤墑情等監(jiān)測設(shè)備148套，實現(xiàn)典型區(qū)域數(shù)據(jù)監(jiān)測全覆蓋。二是遠程傳輸控制高效化。沿渠敷設(shè)光纜247公里，覆蓋骨干渠道全線，實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)穩(wěn)定高效傳輸。同時建成11處大型節(jié)制閘和39處支渠閘遠程控制系統(tǒng)，實現(xiàn)重點閘門遠程自動化監(jiān)控啟閉，水利工程運轉(zhuǎn)效率顯著提高，為數(shù)字孿生建設(shè)提供了重要保障。三是續(xù)建配套與改造現(xiàn)代化。積極融入全省“國家省級水網(wǎng)先導(dǎo)區(qū)”建設(shè)實施大局，突出抓好大型灌區(qū)續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造，基本建成“功能完整、節(jié)水顯著、運行可靠、調(diào)控靈活”的骨干工程體系，市管工程完好率90%以上，水資源調(diào)配和水旱災(zāi)害防御能力大幅提升。

　　二、堅持“數(shù)據(jù)引擎”驅(qū)動，持續(xù)加強“數(shù)字化”軟件。

　　整合現(xiàn)有平臺資源，利用海量歷史數(shù)據(jù)，推進仿真模型建設(shè)，全面提升“三算”能力。啟動三干渠數(shù)字孿生先行先試，建成以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。一是注重積累，構(gòu)建灌區(qū)信息“數(shù)據(jù)庫”。從1982年開始水沙測驗，40多年形成了工情、水情、沙情、灌溉、水量調(diào)度等海量高質(zhì)量數(shù)據(jù)資產(chǎn)，其中僅灌溉試驗站累計采集的長序列監(jiān)測數(shù)據(jù)達2000多萬條以上。同時，圍繞水資源優(yōu)化調(diào)度配置與泥沙科學(xué)處置，利用數(shù)據(jù)建立灌區(qū)仿真數(shù)據(jù)模型，推進水資源優(yōu)化配置、水沙科學(xué)調(diào)度管理及“四預(yù)”開展。二是優(yōu)化升級，繪制數(shù)字孿生“新地圖”。集成已有水情、閘控、量測等，對已建立的灌區(qū)配水調(diào)度平面概化圖進行拓展升級，全面展示灌區(qū)工程分布、灌溉面積、流域水系分布、堤防確權(quán)邊界、管理范圍等。截至目前，灌區(qū)264公里渠道、800多處建筑物、4.63萬畝堤防確權(quán)證書等全部實現(xiàn)數(shù)字上圖、一圖管理。三是打破壁壘，建設(shè)數(shù)字管理“云大腦”。在原有灌區(qū)E平臺基礎(chǔ)上，從底層整合量測水、水量整編、閘門遠程控制、視頻監(jiān)控、灌溉試驗信息化管理等系統(tǒng)，升級形成統(tǒng)一的位山數(shù)字孿生平臺，強力承載灌區(qū)水資源調(diào)度、工程調(diào)控、標準管理、科學(xué)決策等。目前，已建成智慧調(diào)度中心1處、分中心15處，調(diào)度中心機房現(xiàn)有視頻存儲、平臺、業(yè)務(wù)應(yīng)用等服務(wù)器12臺，配備安全邊界、防御設(shè)備14臺，支撐數(shù)字孿生平臺安全高效運行。

　　三、堅持數(shù)字融合創(chuàng)新，持續(xù)增強“智能化”應(yīng)用。

　　以“數(shù)字+場景應(yīng)用”為手段，全面推動灌區(qū)“智能化”應(yīng)用水平不斷提升。一是“數(shù)字+預(yù)警”，供水保障更精準。利用空天地感知網(wǎng)、三維仿真場景、旱情預(yù)報預(yù)警模型等，對各縣（市、區(qū)）受旱狀況進行模擬分析、預(yù)報預(yù)警，有效預(yù)留“提前量”，實現(xiàn)“憑經(jīng)驗要水”到“按數(shù)據(jù)供水”的轉(zhuǎn)變。灌區(qū)有效灌溉面積增加10萬畝以上，位于灌區(qū)下游的高唐縣琉寺鎮(zhèn)、楊屯鎮(zhèn)、臨清市唐園鎮(zhèn)耕地時隔十余年再次用上黃河水。二是“數(shù)字+管理”，取水用水更節(jié)約。堅持總量控制、定額管理，大力實施“以電折水”，建成后姜支渠末級供水示范區(qū)，通過射頻卡刷卡灌溉，地表水和地下水一卡通用、綜合管控，供水效率提高20%，畝均用水量由170立方米降至140立方米。近年來，灌區(qū)農(nóng)業(yè)年引黃用水量由5.1億立方米降至4.5億立方米，節(jié)水6000余萬立方米。三是“數(shù)字+治理”，治水治沙更高效。配置15輛工程巡查專用車、5架無人機，依托車載感知設(shè)備，連通灌區(qū)感知網(wǎng)，打造“智能巡渠”場景。利用手機APP對巡檢過程進行實時跟蹤，形成“水域岸線全監(jiān)測、巡檢軌跡實時查、異常情況隨手拍、巡查資料網(wǎng)上管”的巡查管理機制。同時，設(shè)立司法協(xié)作模塊，建立水政與司法協(xié)作機制，對河湖“四亂”等違法行為，分類同步推送至公安、檢察院、法院和河湖長制信息平臺，及時反饋處理，實現(xiàn)“無人值守智獲證據(jù)、協(xié)作流程數(shù)字可視、問題處置線上聯(lián)動、網(wǎng)絡(luò)確認閉環(huán)管理”，維護“渠暢、水清、岸綠、景美”的幸福河湖。利用泥沙動力模型，探究不同工況下水流特性及泥沙淤積分布規(guī)律，結(jié)合群閘調(diào)控，推進渠道泥沙淤積最優(yōu)化調(diào)節(jié)，最終實現(xiàn)泥沙科學(xué)輸送與處置。