2025-02-26
分享到
隨著全球氣候變化和水資源短缺問題的加劇,水利行業(yè)正面臨前所未有的挑戰(zhàn)。為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),水利部于2024年7月發(fā)布了《數(shù)字孿生水利“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知夯基提能行動(dòng)方案(2024—2026年)》,旨在通過(guò)數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知網(wǎng)絡(luò),全面提升水利監(jiān)測(cè)感知能力,支撐數(shù)字孿生水利體系的算據(jù)獲取和“四預(yù)”(預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案)功能實(shí)現(xiàn)。這一方案的實(shí)施標(biāo)志著我國(guó)水利行業(yè)邁向智慧化、數(shù)字化的重要一步。
“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字孿生水利的重要組成部分,通過(guò)融合多種監(jiān)測(cè)技術(shù)和設(shè)備,實(shí)現(xiàn)對(duì)水利對(duì)象全要素和治理管理全過(guò)程的智能監(jiān)測(cè)感知。具體構(gòu)成如下:
利用光學(xué)遙感、SAR(合成孔徑雷達(dá))、重力、氣象衛(wèi)星、北斗等技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)流域下墊面、河湖水體、洪澇災(zāi)害、工程面貌等的大尺度全局監(jiān)測(cè)感知。
例如,衛(wèi)星遙感技術(shù)在實(shí)施數(shù)字孿生水利“天空地”協(xié)同監(jiān)測(cè)感知中發(fā)揮了關(guān)鍵作用,提供高分辨率的遙感數(shù)據(jù)。
通過(guò)無(wú)人機(jī)、高塔等設(shè)施設(shè)備,搭載激光雷達(dá)、天氣雷達(dá)、測(cè)雨雷達(dá)等監(jiān)測(cè)儀器,實(shí)現(xiàn)對(duì)水域岸線、蓄滯洪區(qū)、山洪災(zāi)害易發(fā)區(qū)等重點(diǎn)區(qū)域的地形、雨情等要素的中小尺度高精度動(dòng)態(tài)及時(shí)監(jiān)測(cè)感知。
部署雨量站、蒸發(fā)站、地下水站、土壤墑情站、視頻監(jiān)測(cè)站等地面監(jiān)測(cè)設(shè)施設(shè)備,實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵區(qū)域點(diǎn)位雨情、蒸發(fā)、地下水位、墑情等要素的精準(zhǔn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)感知。
采用聲、光、電、無(wú)人船等監(jiān)測(cè)技術(shù)裝備,實(shí)現(xiàn)對(duì)河湖庫(kù)水體的水位、流速、水質(zhì)、泥沙含量、水下地形、水生生物等水中水下要素的精準(zhǔn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)感知。
利用滲壓計(jì)、光纖光柵、應(yīng)變計(jì)、震動(dòng)儀、測(cè)量機(jī)器人、水下機(jī)器人等手段,實(shí)現(xiàn)對(duì)水庫(kù)大壩、堤防、水閘、隧洞等水利工程內(nèi)外的滲流滲壓、位移形變、應(yīng)力應(yīng)變等工情險(xiǎn)情要素的實(shí)時(shí)精細(xì)監(jiān)測(cè)感知。
該方案明確了到2026年底的主要目標(biāo):以水利部、流域管理機(jī)構(gòu)、省級(jí)水行政主管部門的三級(jí)數(shù)字孿生平臺(tái)為依托,基本建成“點(diǎn)線面體”監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),覆蓋水利對(duì)象全要素和治理管理全過(guò)程,形成全要素、全天候的動(dòng)態(tài)監(jiān)控體系。具體目標(biāo)包括:
技術(shù)裝備:構(gòu)建水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座,搭建無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)共享服務(wù)平臺(tái),推進(jìn)智能監(jiān)測(cè)感知新技術(shù)設(shè)備應(yīng)用。
數(shù)據(jù)歸集:構(gòu)建水利部、流域和省級(jí)數(shù)據(jù)歸集平臺(tái),實(shí)現(xiàn)多源數(shù)據(jù)的高效歸集與共享。
水旱災(zāi)害防御:加快雨水情監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)“三道防線”建設(shè),推進(jìn)洪澇災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè),加強(qiáng)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警,強(qiáng)化蓄滯洪區(qū)協(xié)同動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),加強(qiáng)旱情和咸情監(jiān)測(cè),推進(jìn)冰湖和凌汛期凌情日?;O(jiān)測(cè)。
水資源管理與調(diào)配:推進(jìn)國(guó)家水網(wǎng)監(jiān)測(cè)感知體系構(gòu)建,完善取用水監(jiān)測(cè)計(jì)量體系,開展河湖水資源和生態(tài)保護(hù)監(jiān)測(cè),持續(xù)推進(jìn)全國(guó)重點(diǎn)河湖生態(tài)流量和跨省重要斷面江河水量常態(tài)化監(jiān)測(cè),推進(jìn)調(diào)水工程水量監(jiān)測(cè),加強(qiáng)集中式飲用水水源地水量水質(zhì)監(jiān)測(cè),加強(qiáng)地下水監(jiān)測(cè)能力建設(shè)。
水利工程建設(shè)和運(yùn)行管理:推進(jìn)新建水利工程高標(biāo)準(zhǔn)部署監(jiān)測(cè)設(shè)施,加強(qiáng)已建水庫(kù)大壩安全監(jiān)測(cè),開展水庫(kù)全要素全天候監(jiān)測(cè),加強(qiáng)堤防水閘安全監(jiān)測(cè)。
河湖長(zhǎng)制及河湖管理:提升河湖庫(kù)監(jiān)測(cè)感知能力,提升河道采砂智慧監(jiān)管能力,提升流域下墊面快速監(jiān)測(cè)能力。
水土保持:提升人為水土流失遙感監(jiān)測(cè)感知能力,建設(shè)國(guó)家水土保持監(jiān)測(cè)站點(diǎn)優(yōu)化布局工程,實(shí)施水土流失狀況及變化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),加強(qiáng)淤地壩安全監(jiān)測(cè)。
農(nóng)村水利水電:加快灌區(qū)在線監(jiān)測(cè)建設(shè),提高農(nóng)村供水工程信息感知能力,加強(qiáng)小水電運(yùn)行監(jiān)測(cè)感知。
水利部審議通過(guò)《數(shù)字孿生水利一體化監(jiān)測(cè)感知夯基提能行動(dòng)方案》,明確提出通過(guò)高分辨率航天、航空遙感技術(shù)和地面水文監(jiān)測(cè)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,推進(jìn)建立流域“天空地”協(xié)同監(jiān)測(cè)感知體系。
《淮委數(shù)字孿生水利“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知夯基提能行動(dòng)實(shí)施方案》通過(guò)水利部網(wǎng)信辦審查,立足淮河流域?qū)嶋H需求,構(gòu)建一體化監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),支撐數(shù)字孿生水利體系算據(jù)獲取。
湖北省水利廳《實(shí)施方案》順利通過(guò)審查,創(chuàng)新性提出了“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知體系構(gòu)建思路,融合衛(wèi)星遙感、無(wú)人機(jī)巡檢、地面物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)等多種技術(shù)手段。
云南省水利廳《實(shí)施方案》通過(guò)水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)網(wǎng)絡(luò)安全和信息化領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室審查,聚集六大核心領(lǐng)域,構(gòu)建“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知網(wǎng)絡(luò),支撐云南數(shù)字孿生水利體系發(fā)展。
完善數(shù)字孿生水利體系,完善“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知體系:構(gòu)建水利遙感衛(wèi)星應(yīng)用星座,建設(shè)歸集應(yīng)用平臺(tái),完善應(yīng)用機(jī)制,提升不同區(qū)域、不同分辨率、不同覆蓋頻次的觀測(cè)能力。
建設(shè)水利部本級(jí)、流域管理機(jī)構(gòu)、省級(jí)及相關(guān)工程單位的數(shù)據(jù)歸集平臺(tái),推進(jìn)多源數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。
全面啟動(dòng)國(guó)家數(shù)字孿生水利建設(shè)工程(一期),深化南水北調(diào)東中線工程數(shù)字孿生應(yīng)用,持續(xù)推進(jìn)數(shù)字孿生三峽、小浪底、丹江口等工程建設(shè),統(tǒng)籌推進(jìn)水庫(kù)、堤防水閘、蓄滯洪區(qū)、調(diào)水工程、灌區(qū)、農(nóng)村供水工程等數(shù)字孿生建設(shè),推進(jìn)水利智能業(yè)務(wù)應(yīng)用,不斷完善數(shù)字孿生水利體系。
數(shù)字孿生水利“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建,不僅是水利行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要里程碑,也是實(shí)現(xiàn)水資源高效管理、水旱災(zāi)害防御、水利工程安全運(yùn)行的關(guān)鍵支撐。通過(guò)“四預(yù)”功能的實(shí)現(xiàn),水利部門能夠更精準(zhǔn)、更高效地應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜情境,為水利行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)保障。
未來(lái),隨著數(shù)字孿生技術(shù)的不斷迭代和應(yīng)用的深化,水利行業(yè)將迎來(lái)更加智慧化、數(shù)字化的新時(shí)代,為實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)貢獻(xiàn)更大力量。