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《光明日報》發表李國英部長署名文章：加快建設數字孿生流域 提升國家水安全保障能力
加快建設數字孿生流域 提升國家水安全保障能力
李國英
習近平總書記對加快建設科技強國，實現高水平科技自立自強作出了一系列重大決策部署，強調科技創新是核心，抓住了科技創新就抓住了牽動我國發展全局的牛鼻子，并提出了提升流域設施數字化、網絡化、智能化水平的明確要求。當前，新一輪科技革命和產業變革加速演進，新興科技快速發展，各種新技術新應用不斷涌現。對表對標習近平總書記重要講話指示批示精神，必須錨定全面提升國家水安全保障能力目標，把握世界科技發展新形勢、新趨勢，加強數字孿生、大數據、人工智能等新一代信息技術與水利業務的深度融合，加快數字孿生流域建設，大力提升流域治理管理的數字化、網絡化、智能化水平，賦能推動新階段水利高質量發展的先進引領力和強勁驅動力。
建設數字孿生流域，即以物理流域為單元、時空數據為底座、數學模型為核心、水利知識為驅動，對物理流域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，實現與物理流域同步仿真運行、虛實交互、迭代優化。水利部堅持把建設數字孿生流域作為推動新階段水利高質量發展的重要路徑，推動數字孿生流域建設在水利行業全面展開，數字孿生流域建設技術大綱、技術導則、共建共享管理辦法和水利業務“四預”（預報預警預演預案）基本技術要求等系列技術規范全面建立，全國七大江河數字孿生流域建設方案編制完成，94項數字孿生流域和數字孿生水利工程先行先試工作啟動實施。
在向第二個百年奮斗目標進軍的新征程中，水利部門將深入貫徹落實習近平總書記重要講話指示批示精神，按照需求牽引、應用至上、數字賦能、提升能力的要求，以數字化、網絡化、智能化為主線，以算據、算法、算力建設為支撐，以數字化場景、智能化模擬、精準化決策為路徑，加快建設、持續完善具有強大“四預”功能的數字孿生流域。
構建數字化場景。以自然地理、干支流水系、河道流場、水利工程、經濟社會信息等為主要內容，對物理流域進行全要素數字化映射。構建天、空、地一體化水利感知網，優化地面監測，加強遙感監測，推進物理流域監測系統科學建設和高頻乃至在線運行，實現物理流域與數字流域之間的動態、實時信息交互和深度融合，保持交互的精準性、同步性、及時性。構建全國統一、及時更新的數據底板，對物理流域產生的不同類型、不同形態、不同來源的數據進行有序組織，為水利治理管理提供詳實的基礎底圖。
開展智能化模擬。在數字化場景的基礎上，通過集成耦合多維多時空尺度的水利專業模型、智能分析模型、仿真可視化模型，構建支撐水利業務全要素“四預”功能的數字孿生流域模擬仿真平臺。深入研究流域自然規律，融合流域多源信息，升級改造流域產匯流、土壤侵蝕、水沙輸移、水資源調配、工程調度等模型，統籌運用好基于機理揭示和規律把握的數學模型，以及基于數理統計和數據挖掘技術的數學模型，確保數字孿生流域模擬過程和流域物理過程實現高保真。建設水利業務智能仿真模型，構建水利業務遙感和視頻人工智能識別模型，實現水利工程運行和安全監測、應急突發水事件等自動化精準識別。
支撐精準化決策。堅持大系統設計、分系統建設、模塊化鏈接，構建標準統一、互為融通、共享共用的水利智能業務應用系統，全面覆蓋流域防洪抗旱、水資源管理調配等流域治理管理各項業務應用，實現風險提前發現、預警提前發布、方案提前制定、措施提前實施，確保水利決策迅速果斷精準有效。一方面，根據預報預警結果，“正向”預演出風險形勢和影響，以在未萌之時、成災之前發現問題、提出對策；另一方面，根據調度目標，“逆向”推演出水利工程安全運行限制條件，制定和優化調度方案，實現預報與調度的動態耦合模擬，進一步提高預案的科學性、實用性和可操作性，為科學高效有序應對江河洪水、山洪災害、漬澇災害、冰凌災害、工程災害、干旱災害、水資源危機、水生態損害等各類水災害事件提供強大科技支撐，進一步提升國家水安全保障能力。
（作者：李國英，為水利部黨組書記、部長）
文章來源：光明日報