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       近年來我國持續推動農業耕地灌溉事業快速發展，已建成大中型灌區7300多處，形成了相對完善的蓄水、引水、提水、輸水、排水工程網絡體系。10.75億畝的耕地灌溉面積占全國耕地面積的56%，生產了全國77%的糧食和90%以上的經濟作物，為全國糧食總產量突破1.4萬億斤貢獻了重要力量，豐收背后，灌區建設等水利工程不可或缺。其中，數字孿生技術的運用起到了重要作用，數字孿生技術為灌區輸配水裝上“智慧大腦”，精準調配水資源，讓每一滴水都發揮價值。

       建設數字孿生灌區（也稱智慧灌區），即以物理灌區為單元、時空數據為底座、數學模型為核心、水利知識為驅動，對物理灌區全要素和水利治理管理全過程進行數字化映射、智能化模擬，實現與物理灌區同步仿真運行、虛實交互、迭代優化。

場景一：

      2025年開年以來，在山東位山灌區，眼下已經開始提前進行春灌蓄水工作。為確保500多萬畝農作物開春后能及時“喝上”黃河水，灌區提早啟動了春灌蓄水工作。在灌區的智慧調度中心，工作人員操作數字孿生系統，通過對灌區干渠系統輸配水過程進行場景化動態模擬預演，觀察渠道水位、水流時間、流量、溫度等各項數據的變化。將渠道的物理要素，像渠道水利用系數、糙率、邊坡系數等，全部都納入數字孿生平臺，進行方案的預演。

      作物是否需要水，需要多少水，可以通過需水預測模型進行科學計算，配合配水調度、水動力仿真等模型的使用，能夠模擬預演供水過程，生成zui優配水調度方案。通過數字孿生灌區建設，位山灌區畝均可節水近30立方米，擴大灌溉面積10萬畝，在節水的同時，畝產比其他同類型灌區高出20%。

場景二：

      淠史杭灌區位于安徽省中西部和河南省東南部，橫跨江淮兩大流域，由淠河、史河、杭埠河三個毗鄰灌區組成，設計灌溉面積1098萬畝，受益范圍涉及皖豫2省4市17個縣區。

      近年來，淠史杭總局按照“需求牽引、應用至上、數字賦能、提升能力”的要求，結合灌區管理實際，因地制宜開展數字灌區建設。通過前端感知體系的加強和“灌區專題模型+數據底板”與業務融合，有效支撐灌區水資源優化配置、供水科學調度以及渠道防洪“四預”功能的實現，灌區管理逐步實現了從傳統灌溉管理向現代化管理的轉變。

      實時接入雨情、水情、墑情、工情、視頻和氣象等各類監測站點數據4099處，利用水情在線監測和衛星遙感影像解譯灌區水庫、塘壩、渠道蓄水，通過蓄水監測模型構建完整的灌區水源監測體系。利用遙感影像分片區定量分析灌區內1000多座小型水庫和20萬口塘堰來水量，全面掌握灌區水源供水條件。

      以灌區算據為支撐，利用灌區水資源配置模型，實現不同年型供需水平衡分析和優化配置，在應對旱情上，配水方案編制時間由原來1-2周縮短為幾分鐘，可以根據降雨來水形勢變化及時作出動態優化配水方案的目標；利用灌區渠道調度模型和水動力仿真模型，對水量調度進行場景化動態模擬，實現可視化“預演”，優化復雜渠系下多控制目標的聯合調度，提高水閘調度的科學性和時效性。

場景三：

     在江蘇，2025新年伊始，新禹河灌區的現代化改造已完成建設。新建成的數字孿生灌區平臺不僅能夠精準“把脈”灌區內的每一道泵站設施，實現智能化巡檢與調度；同時還可以實時匯聚海量數據，為農戶定制科學灌溉方案。

     在農田灌溉用水季，我們模擬作物生長發育特性，通過田間氣象、墑情、水位等數據，依托數字孿生灌區平臺，制定科學的灌溉方案，用zui短的灌溉距離，zui少的灌溉用水，獲得zui大的農業產出。

場景四：

     歐陽海灌區工程是湖南湘南地區重要水安全保障工程，是一座以灌溉為主，兼顧防洪、發電、生態保護等綜合利用的大二型水利樞紐工程，設計灌溉衡陽市的衡南縣、耒陽市、常寧市和珠暉區共計72.74萬畝農田，有干渠四條，總長297.9公里，受益人口156萬人。

     歐陽海灌區管理局全面踐行水利高質量發展“六條實施路徑”，按照“2+N”水利智能業務應用布局開展工作，大力開展數字孿生基礎建設，已初步建成監測感知體系、通信網絡體系、自動化控制體系、算力基礎環境等數字孿生基礎設施。

      過去，越是天氣惡劣，數據越難傳回，灌區實時信息掌握困難。暴雨期間，渠道工程水位、流量、險工險段及閘門運行狀態等信息至關重要，傳統網絡傳輸方式容易發生信號中斷問題，給渠道運行調度造成非常大的影響。如今，不管距離遠近、天晴下雨、白天黑夜，灌區數據以及視頻信號可實現可靠、高效、快捷傳輸，有效確保調度中心對全灌區各類信息的全盤掌控。感知體系可以實現骨干渠道運行監測、視頻監管、無人機巡查及閘門遠程控制。在實際應用中，通過算法設計，自動控制攝像機自上而下沿渠巡視，自動發現問題，自動上報預警。

場景五：

     山西大禹渡灌區于2021年開工建設，主要建設內容為灌區泵站工程、輸配水工程、計量監測工程及智慧水管理體系。通過項目的實施，樞紐水源泵站和灌區的5個再揚泵站完成提檔升級，項目全部建成后將改善灌溉面積29.12萬畝，恢復灌溉面積2.23萬畝，年新增節水能力838.8萬立方米，新增糧食產能2005.8萬公斤。

     憑借衛星遙感、5G、大數據、物聯網、人工智能、云計算等技術深度融入智慧灌區建設，構建數據分析與共享的數字孿生灌區體系，水渠變“云”渠，灌區擁有了“智慧之心”。灌區“一張圖”清晰呈現在大屏幕上，灌區地形地貌、渠系、閘站等分布一目了然，各類引水、供水等數據圖表、線條動態呈現?！巴ㄟ^數字孿生技術，利用灌區水源泵站上的相關模型，能夠按需整合泵站機組群的運行臺數及運行臺時，優化提高泵站機組群供水能力，滿足灌區群眾用水需求。同時能夠降低泵站機組能耗、減少黃河泥沙水對機組的磨損?！?/p>

     水利部農村水利水電司灌溉節水處處長張翔表示：在數字孿生灌區、水網方面，浙江、山東等10個省級先導區數字孿生水網已經建成投用，初步建成河套、淠史杭等49處數字孿生灌區，全國建成709個縣域農村供水數字化管理平臺。下一步，結合我國水網重大工程建設，在一些水土資源條件比較好的地方，再新建一批節水型、生態型灌區。另外加快實施一批灌區現代化改造，優先把大中型灌區建成高標準農田，為我們新增千億斤糧食產能作出更大的水利貢獻。

部分消息來源參考央視新聞客戶端