数字孪生“千库联调”，赋能水旱灾害防御

福建省水利水电勘测设计研究院有限公司总工程师

吴秋华

　　各位专家，社会各界的朋友们，大家好！非常荣幸能够站在中国峰会的展台上与大家共同探讨数字孪生技术在水利领域的创新应用，今天我将围绕数字孪生“干库联调”，赋能水旱灾害防御这一主题与大家分享福建省在数字水利的探索与实践。

　　我的汇报分四个部分。

　　一、需求牵引推动“干库联调”

　　早在2000年习近平总书记在福建工作期间就亲自作出了建设数字福建的战略部署，这一战略构想是数字中国的思想源头和实践起点。数字水利作为数字福建的重要组成部分，近年来福建深入贯彻落实水利部关于数字孪生水利的部署要求，建设成效显著，九龙江北溪建设先行先试平台获评全国数字孪生水利建设十大样板。

　　福建地处我国东南沿海，受季风气候和台风暴雨的共同影响，存在着降雨时空分布不均、洪水暴涨暴落，水旱灾害防御频发、多发和重发等问题，为了贯彻落实总书记人民至上、生命至上的重要指示，急需要一套反应快、要素全、计算准的防汛业务平台。

　　为此福建水利提出构建独具福建特色的数字孪生“干库联调”防汛抗旱体系，李国英部长对福建的“干库联调”平台给予充分肯定，要求要做到实用、管用、好用，为福建数字孪生水利建设明确了目标。

　　二、统筹谋划，构筑系统框架

　　“千库联调”的总体思路是构成两全、三算、四预、八联动的数字孪生体系，通过数字孪生技术，推动省市县间的高效协同与深度融合，从而实现物理水利和数字水利的实时映射、智能模拟和精准决策。

　　其中两全是指实现县乡村预警全覆盖，库堤闸监测全覆盖。三算，强调通过夯实算据基础、构建算力应用、提升算力水平，推进高效精准的数字化支撑体系。四预通过预报、预警、预演、预案闭环体系将传统经验型管理升级为智能模拟型管理，实现科学决策与精准施策。八联动，涵盖库堤闸、上下游、干支流等多层次联动机制，确保全流域协调调度高效运行。

　　“千库联调”的总体构架包括四个层级，监测感知层、基础支撑层、业务应用层和数字孪生层。在监测感知层方面构建三道防线，汇聚了全省9978个雨量站，4371个水位站，2768路摄像头。

　　在基础支撑层方面我们一是完善数据底板，汇聚了全省3522座水库，1645条堤防，2450座水闸，5101座小水电，以及在建工程、县级城区三维模型、二维数据和沿河乡镇的二维数据。

　　第二，搭建模型平台，我们集成400个洪水预报模型，23座大型水库防洪调度模型，62个县级城区和598个乡镇镇区的淹没分析模型为防洪“四预”提供算法支持。搭建起河道、大中型水库、闸门漂浮物等智能识别模型。在业务应用层方面围绕“四预”工作做到预报更精细、预警更全面、预演更高效、预案更灵活。从人工到自动预报，预报断面从45个拓展至800多个，频次加密到一小时一次，预警范围包括了江河、工程、乡镇、山洪等多领域，对象覆盖了沿海乡镇与高危村居。平台动态评估的城镇淹没情况提供大中型水库的预报调度方案，标绘工具，编制转移预案。

　　在数字孪生层方面，通过数字孪生技术实现物理流域和数字流域的实时映射，智能模拟和精准决策。

　　三、系统重塑，打通联动脉络

　　第一，数据联通。与一张图汇集数据联通共享，通过整合气象、电力、国土、应急等多个部门间的数据资源，构建成一套跨部门、多元异构数据的共享机制，实现数据动态更新，高频更新、实时更新。

　　第二，流域联调。以一张网统筹流域联调协同，针对测、报、防等关键环节，围绕降雨、点线面水情、风险处置措施主线，贯通预警、预报、预演、预案链条，生成防汛应急处置指挥决策联调的一张网，促进流域的纵横联动。

　　第三，三级联用。一平台推动省市县三级业务联用，省级负责统一建设，全省通用，市县负责构建感知数据汇交，通过数据共享机制，形成省级统筹下发，市县反馈相应的协同闭环。同时针对省市县三级在业务关注范围上的差异灵活配置功能模块，满足不同层级的实际需求。

　　四、应用至上，赋能灾害防御

　　接下来我们分享几个应用案例，第一个应用案例是跨越联调削峰保安澜，2024年6月9日到17日的强降雨，我们通过跨省区的信息联通和联调机制，基于系统实时的洪水预报，滚动生成棉花滩水库的调度方案，将入库的洪峰流量从9860立方米每秒削减到最大出库4910立方米每秒，削减的洪峰50.2%，极大减轻了下游的防洪压力。

　　第二个案例是多库联控蓄洪增效能。去年6月强降雨期间，系统密接沟通研判强降雨过程，滚动模拟边界条件的调整和调度策略改变带来的影响，科学提出水口、暗沙、石滩等大型水库的联合实施拦蓄洪尾的措施，最大限度利用雨洪资源提升水能利用率。

　　第三个案例是系统联动防台保安全。2024年的格美台风期间系统自动发布的江河大中型水库的洪水预报，自动生成工程风险清单，超汛限水库的名单，指导全省大中型水库联合预泄腾库9.5亿立方米，拦蓄洪量11.2亿立方米。

　　第四个案例是多库联调压咸保供水。去年11月以来全省持续干燥少雨，平均降雨量较常年偏少40毫分，为了保障闽江流域正常生产生活用水，系统开展水口、界面等大型水库和沿途各梯级电站的水量统一调度，维持了水口水库的水位，并提高了下泄流量，缓解了咸潮上溯对市区供水的影响，惠及了广大的城乡居民。

　　接下来我省将聚焦以下四大方向：一是筑牢三防线，强化“云中雨”监测，整合“落地雨”资源，加密“河中水”站网，提升预报精准程度。

　　二是优化模型算法。深化大模型应用，探索多模型联合，拓宽AI分析在水利2+N业务中的应用。

　　三是建设数字孪生水网，作为省级先导区统筹规划三级布局，增强跨区域流域调配能力。

　　四是打造数字孪生工程，强化行业指导，推进水利工程建设信息化、数字化、智能化。

　　数起未来，我们将继续以数字赋能水利高质量发展推进水利数字化进程，为守护八闽安澜，建设美丽中国贡献福建智慧与力量！

　　谢谢大家！

　　（以上内容根据嘉宾发言速记整理）