闽江率先构建流域“数字孪生”体系 以数据预警推动治水从经验走向科学

问题:气候变化影响下,强降雨、台风等极端事件更为频繁,流域洪水过程也更加复杂;同时,水资源调配、工程安全运行与生态保护等多目标并行,传统管理方式在“看不全、算不准、反应慢”上的短板更加明显:监测点位有限,难以全面掌握全流域态势;信息分散,研判链条被拉长;调度较多依赖经验,突发情况下容易陷入被动。 原因:一上,闽江流域地形起伏大、来水时空分布不均,上游降雨向下游汇流传播快、影响范围广;另一方面,跨区域、跨部门涉水数据长期存标准不统一、共享不顺畅等问题,工程运行、水文气象、河道地形、视频巡查等信息难以在同一平台协同应用,影响决策的及时性和精细度。叠加城镇化推进、关键基础设施增多,防洪保安对“提前量”和“确定性”的要求明显提高。 影响:数字孪生流域建设推进后,闽江治理模式正在发生结构性变化。以闽江干流重要枢纽水口水电站为例,依托毫米级精度的激光点云测绘与三维仿真,大坝形态、关键部位及运行状态可在平台上同步映射;700余个监测仪器持续采集形变、渗压、温度、水位等数据,结合多年地形资料,变化可通过热力图等方式直观展示,便于运维人员快速定位风险点。同时,1600多路视频探头与3台巡检机器人覆盖主厂房、大坝等核心区域近5000个巡检点,巡检覆盖率超过60%,实现“屏上可看、线上可查、异常可追”。这些做法把风险识别从“事后发现”前移到“早期捕捉”,为工程安全和下游防洪争取时间窗口。 更重要的是,预测预报与推演能力的增强,为防汛调度提供了更“可计算”的依据。闽江洪水预报平台汇聚上游4.2万平方公里范围内117个雨量站等多源数据,并与气象预报联动,可对未来24小时至10天的径流变化进行滚动预测,形成水情预报“一张图”,为水库联合调度、重点部位布防、人员转移和物资前置提供参考。闽江下游闽清县还建设了用于洪潮与水动力研究的物理模型,复刻124公里河道形态,与数字系统协同开展冲淤演变、洪潮叠加等情景推演,使河道整治、防洪工程布局等重大方案在实施前能够反复论证、比选优化,减少“边干边改”的成本与风险。 对策:闽江实践表明,数字孪生不只是“上平台、装设备”,关键在于围绕问题重塑治理流程。一是织密感知网络,围绕水库大坝、重要堤防、险工险段、城市易涝点等关键单元,推动监测从“点状”向“网状”升级,提高数据连续性和可用性。二是夯实数据底座,统一标准体系和接口规范,推动水文、气象、工程运行、地形地貌、视频巡查等多源信息融合汇聚,减少“数据孤岛”。三是强化模型驱动,打通预报、预演、预警、预案,在同一框架内实现洪水过程推算、工程调度推演与风险影响评估,提高指挥决策的科学性。四是完善联动机制,将平台研判结果与应急响应、工程调度、基层处置衔接,形成从发现异常到现场处置的闭环。 前景:业内人士认为,随着技术、数据与制度体系完善,数字孪生流域治理有望在三上深入释放效能:其一,从单一防洪向“防洪、供水、生态、航运、发电”多目标协同拓展,实现更精细的水资源配置;其二,从工程安全管理向流域风险综合治理延伸,将山洪、内涝、地质灾害等关联风险纳入同一情景推演框架;其三,从“事前预测”向“全过程评估”升级,为重大工程建设、河湖生态修复与岸线管控提供量化支撑。闽江的探索也为全国智慧水利建设提供了可借鉴的路径:以数据为基础、以模型为牵引、以实战为检验,推动水安全治理能力提升。

从大禹治水的传说到今天的数字孪生实践,治水智慧正在科技助力下打开新空间。闽江案例表明,现代信息技术应用于江河治理,不仅能深入筑牢防灾减灾防线,也为推动人水和谐提供了新方法。这既契合高质量发展的要求,也为“绿水青山就是金山银山”理念提供了更具体的实践注脚。