如何“把黄河装进计算机”——《数字孪生黄河建设规划(2022—2025)》出台
□本报记者 刘晓阳
近日，水利部黄河水利委员会印发《数字孪生黄河建设规划(2022—2025)》(以下简称《规划》)，要求“十四五”期间加快构建具有“四预”(预报、预警、预演、预案)功能的数字孪生黄河，为黄河流域“2+N”水利智能业务应用提供数字化场景和智慧化模拟支撑，以数字化、网络化、智能化支撑带动黄河保护治理现代化。
“数字孪生黄河”是“数字黄河”的延续和发展
“数字孪生黄河”指的是对现实中的黄河流域全要素和保护治理活动全过程进行数字映射、智能模拟、前瞻预演，与现实中的黄河流域同步仿真运行、虚实交互、迭代优化，以实现对现实流域的实时监控、发现问题、优化调度。
早在2001年，时任黄委主任李国英就提出建设“三条黄河”，即“原型黄河”“数字黄河”和“模型黄河”，其中“数字黄河”的建设目标是借助现代化手段，对黄河流域及相关地区的自然、经济、社会等要素构建一体化的数字集成平台和虚拟环境，以功能强大的系统软件和数字模型对黄河治理开发和管理的各种方案进行模拟、分析和研究，并在可视化的条件下提供决策支持，增强决策的科学性和预见性。从这个角度看，“数字孪生黄河”是对“数字黄河”的延续和发展。
多年来，黄委开展了以“数字黄河”工程为主体的信息化建设，初步形成了治黄信息化采集、传输、存储、处理、资源整合共享、业务应用体系，为数字孪生黄河建设奠定了坚实基础。《规划》的出台，标志着“把黄河装进计算机”有了行动指南。
“十四五”初步建成“2+N”智能业务应用体系
根据《规划》要求，数字孪生黄河建设的重点工程有黄河下游防洪工程安全监测工程、黄河流域全覆盖水监控系统、黄河流域水工程防灾联合调度系统、黄河流域水文基础设施建设工程、黄河流域水资源管理与调配应用系统、淤地坝安全度汛管理平台、数字孪生黄河关键技术研究与平台建设、黄河流域数字孪生应用示范。
《规划》还明确了“十四五”时期建设目标，并展望了2030年和2035年远景目标。其中，“十四五”时期要初步建成黄河流域“2+N”智能业务应用体系——“2”指的是在黄河重点防洪地区基本实现“四预”，初步实现水资源管理与调配“四预”；“N”指的是推进水文业务管理、水土保持、水利工程建设及运行管理等N项重点业务应用；同时，还要提升流域水利数字化、网络化和重点领域智能化水平；接入小浪底、万家寨等重要水库数字孪生工程建设成果。
七大江河流域首个数字孪生建设规划
数字孪生流域是智慧水利的核心与关键。自2021年10月到2022年3月，水利部先后出台了《关于大力推进智慧水利建设的指导意见》《数字孪生流域建设技术大纲(试行)》等8个纲领性和指导性文件，要求大力推进数字孪生流域建设，并部署各流域管理机构、地方水行政主管部门和有关水利工程管理单位先行先试。该规划是我国七大江河流域首个公开发布的数字孪生建设规划。
“数字孪生黄河在某种意义上就是黄河的元宇宙，是一项复杂的系统工程，尚存在一些关键技术需要攻破。”华北水利水电大学副校长、黄河实验室华北水利水电大学研究基地智慧水利方向负责人刘雪梅说，除了水利相关专业知识外，还涉及测绘、遥感、电子、通信、人工智能、虚拟现实、区块链等大量新一代信息技术，这需要水利单位与科研院所、高等学校、高新企业联合攻关。
