(问题)江河治理关系防洪安全、供水保障和生态保护。近年来,全球气候变化影响加深,局地强降雨、台风暴雨等极端事件更频繁;叠加城镇化带来的沿江人口与产业集聚,防灾减灾的处置时间被压缩,精细化调度需求明显上升。另外,传统水利管理跨部门数据共享、实时感知、预报精度和协同决策等仍有不足,容易出现信息分散、研判滞后、处置被动等情况。 (原因)业内人士认为,传统模式难以应对新挑战,症结在于“看不清、算不准、联不动”。一上,监测点位不足、数据类型偏少,难以对流域水雨情、工程运行状态和河势变化形成连续、立体的掌握;另一方面,洪水演进意义在于强非线性特征,仅靠历史经验和有限样本难以覆盖极端情景;此外,流域治理牵涉水利、气象、应急、交通等多方,缺少统一的数据底座和同图协同机制,影响指挥调度效率。 (影响)鉴于此,福建围绕闽江推进数字孪生流域建设,探索以“全要素感知+模型推演+协同决策”为路径的智慧治水新模式。闽江是福建重要水系,水库电站密集、河网复杂、下游城市带集中,治理需求具有代表性。实践表明,为流域建立可实时更新的“数字映射”,可将分散的水雨情、工情、险情整合为可视、可计算、可预警的综合态势,为防汛、调度、运维与生态管控提供更可靠依据。 (对策)一是以高密度监测织密“感知网”,提升工程与河道可观测性。以闽江干流重要枢纽水口水电站为例,有关系统通过三维仿真模型精细呈现坝体关键结构,并接入形变、渗压、温度、水位等多源实时数据,实现运行状态持续跟踪。结合历史地形资料的整合与可视化,运维人员可更直观识别河道与坝体的细微变化,尽早发现风险迹象。同时,视频监控与智能巡检补上“人工难到、夜间难巡、连续难守”的短板,推动风险识别从“发现问题再处置”转向“异常出现即响应”。 二是以预报平台与情景推演提升“算力”,推动防汛决策从经验判断走向科学预演。闽江洪水预报平台汇聚上游雨量、水文监测信息,并与气象预报联动,形成面向未来时段的径流预测与水情图件服务,支持指挥部门提前研判洪水路径、峰值及影响范围,从而水库调度、人员转移、物资预置等上争取时间、提高确定性。与此同时,闽江下游有关区域通过河道物理模型与数字系统协同,对洪潮水动力、河床冲淤等开展模拟研究,为河道整治、防洪工程布设与涉水工程论证提供更可量化的依据,降低试错成本和生态扰动风险。 三是以“一张图”和统一平台促进“联动”,提升跨部门协同效率。数字孪生流域不仅于技术应用,也在于优化治理方式:将分散系统纳入统一态势图和业务流程,推动数据同源、口径一致、指令可追溯,实现从单点管理向流域统筹、从静态台账向动态管理转变。在防汛关键期,统一平台有助于形成“监测—预报—会商—调度—反馈”的闭环,提高指挥调度的及时性和可操作性。 (前景)多方认为,数字孪生流域建设仍需在标准体系、数据治理、模型精度和应用场景拓展上持续推进:一上,深入完善监测布设和数据共享机制,把更多生态、水质、泥沙等指标纳入综合评估;另一方面,加强模型与实际运行的迭代校准,在极端天气和复合灾害情景下提升预报可靠性;同时,将数字化能力延伸至水资源优化配置、生态流量管控、工程全寿命运维等领域,形成防洪安全、供水安全、生态安全合力推进的治理体系。随着相关经验在更多流域复制推广,智慧水利有望从示范应用走向系统提升,为提升防灾减灾能力、支撑高质量发展提供更有力的水安全支撑。
治水关键在于因势调整、与时俱进;风险形态在气候变化影响下不断重塑,治理方式也需要加快从经验依赖转向数据支撑、从局部应对转向全域统筹。闽江“数字孪生”的探索表明,只有把感知、预报、调度、运维等环节打通成闭环,将工程安全与生态保护纳入同一流域治理框架,才能在不确定性上升的背景下,持续夯实江河安澜的基础。