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從全行業“一屏管水”到全社會“一屏看水”  福建水利以數字孿生賦能現代治水

2025年12月10日10:47 |
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從全行業“一屏管水”到全社會“一屏看水”,作為數字中國建設的發源地,福建正以數字孿生水利為支點,撬動起現代水治理的深層變革。

2025年1月至11月上旬,福建全省平均降雨量較常年同期偏少12%,全省主要江河控制站實測徑流量較常年同期偏少47%。面對旱情,“千庫聯調”系統統籌一盤棋,精細預報、精細調度,全省大中型水庫蓄水總量106.9億立方米,與常年同期持平,保障了供水安全。

2024年6月15日至17日,龍岩市遭遇強降雨,九龍江北溪流域水位、流量激增。數字孿生九龍江北溪平台結合水文模型推算上游來水與區間產流數據,每小時滾動更新洪水預報成果,提前5小時精准預判北溪水閘入庫洪峰流量將達4500立方米每秒,通過智能化調度,精准控制閘前水位不超4.21米,實現蓄與泄的動態平衡。

2025年1月,福建省單村供水工程監管平台投入運行,通過對水質自檢數據、工程巡查記錄、群眾投訴處置等動態更新、統一監管,有效提升了福建省單村供水工程運行管護水平。目前全省65個單村供水管護任務全部實現縣域統管,139件群眾訴求全部及時辦結。

福鼎市馬冠水廠。福建省水利廳供圖

福鼎市馬冠水廠。福建省水利廳供圖

從傳統經驗驅動轉向智能分析引領,數字孿生激蕩八閩江河。有了“數字分身”,福建水利在水旱災害防御、水資源管理、復蘇河湖生態環境等領域取得顯著成效,為推動福建水利高質量發展、邁向水利現代化新征程寫下生動注腳。

“智水”統籌:強化頂層設計,擁抱技術變革

當前,數智技術浪潮奔涌而至,正以前所未有的深度和廣度,重塑世界千行百業的發展格局。

近年來,水安全領域正面臨“傳統風險未消、新型風險又至”的復雜局面。一方面,極端水文事件頻發,水安全保障形勢日趨嚴峻﹔另一方面,新一輪科技革命掀起,為水利智能研判與精准決策提供了歷史性機遇。

面對這一時代課題,福建將數字孿生水利體系建設作為應對風險挑戰、把握時代之變、塑造發展動能的破題之策,堅持“數據為王、整合系統,以用為主、重在實效”,強化數字孿生水利建設頂層設計,以應用為本,夯數據之基,在運用中完善,在實戰中升級,提升了水治理現代化能力水平。

“福建加快數字孿生水利建設,集成三大基礎數據底板,整合數字河湖、水利監管等10個業務應用系統,構建了涵蓋水利各領域全要素、省市縣三級共用的全省‘水利一張圖’,逐步實現從傳統‘治水’向數字‘智水’的飛躍。”在2025年水利部召開數字孿生水利體系建設現場會上,福建省水利廳黨組書記陳水樹代表福建作典型發言,介紹該省數字孿生水利工作取得的成效及做法。

“一盤棋”統籌。福建專門組建數字孿生水利建設領導小組及數字辦,作為統攬全局的“指揮中樞”,統籌建設全省水利信息化項目,從根本上杜絕重復建設、超標建設與“另起爐灶”,將各股力量擰成一股繩。

“一把尺”度量。福建出台了《福建省水利信息化管理辦法》等一系列制度,為數據採集、應用共享與安全保障“立規矩”,確保數字江河的每一塊“磚石”都嚴絲合縫。

“一張圖”規劃。目前,福建省已啟動數字孿生水利建設“十五五”規劃編制工作,謀劃省數字孿生水網(閩江口區域)先行先試等一批骨干項目,為數字孿生水利建設繪就了清晰的“時間表”和“施工圖”。

在這套頂層設計框架下,福建創新採用“省級搭平台、市縣建感知”模式:由省級層面統一建設全省通用的水利綜合業務平台,市縣負責感知體系建設,匯交數據,全面共享。

從數字孿生防汛“千庫聯調”到水利建設“項目管家”,從河湖“天地網”到考核評價“數字畫像”,平台逐步整合水旱災害防御、水利建設、水庫巡查、數字河湖等系統模塊,構建起標准統一、耦合貫通、共享共用、協同高效的數字孿生水利體系,確保實用、管用、效用。

智慧感知:夯實數據底板,洞悉江河脈搏

工欲善其事,必先利其器。數據是數字孿生的基礎,而監測感知正是獲取數據的方式和渠道。

在福建,一江一河,皆有“分身”。

3522座水庫、2351條堤防、1390座水閘、5000余座水電站以及近1.5萬個雨量、水位監測點……福建堅持以“全”為要,夯實數據基礎,將全省水利家底悉數“搬”至線上。從省、市、縣、鄉、村等基礎地理數據圖層,到流域、河湖、工程、測站等基礎空間數據圖層,從水土保持、河湖管理等業務專題圖層,到數字航空、數字衛星以及無人機航拍等遙感影像圖層……441個圖層織就了福建省水利一張圖。

福建省河湖“天地網”管理系統。福建省水利廳供圖

福建省河湖“天地網”管理系統。福建省水利廳供圖

在這張圖的背后,正是福建多年持續夯實的“數字底板”。

一數一源,一數一主。早在2018年,福建省水利廳就建成省級水利數據中心,統一了水利數據標准,建立一套數據匯聚、使用及共享的管理辦法,梳理整合防汛、水資源、河湖管理等業務數據。截至目前,福建省水利數據中心匯集21個業務系統,梳理形成2813個資源目錄,數據約51.88億條,存儲各類數據共564.32太字節。

對內堅持應匯盡匯,對外打通共享通道。福建省水利廳積極對接省公共數據資源匯聚平台,健全數據共享、分析、應用機制,打通與氣象、自然資源、電力等各部門數據交換通道,為全省水利部門提供集約統一的數據支撐和共享交換服務。目前,福建省已共享整合數據目錄333個,已支撐全省27個相關單位、22個應用系統的信息化建設,累計為水利系統提供79.03億條數據,為省直部門提供15.6億條數據,構建起全省統一、動態更新的數字孿生數據底板。

每一條河流、每一級水網、每一座工程,有了數字映像,逐步實現“縣鄉村全預警、庫堤閘全監測”。

從省到市、縣、鄉、村,從監測到預報、預警、會商、處置、復盤,從水文站到專家組、搶險隊、儲備庫,所有業務模塊均架構於政務外網,實現防洪中庫堤閘站聯動、調水中防汛抗旱協同、工程管理中已建在建統籌。

2023年8月,福建省河湖“天地網”管理系統啟動建設,整合129顆衛星資源,通過“天上看”“地上查”“網上管”筑牢立體監控防線,動態監控河湖庫“四亂”(亂佔、亂採、亂堆、亂建),將“四亂”問題整治情況同步接入河湖健康評價系統,生成河湖“健康碼”向社會實時公開,推進河湖庫“四亂”疑似問題早發現、早制止、早處置,有效提升河湖管理的社會影響力。

截至目前,累計下發省級“四亂”疑似問題圖斑15批次共計23429個,融合人防、物防、技防手段,開發並啟用福建省“四亂”現場核查辦公平台,對衛星線索逐一實地核查。今年以來,省級已抽查圖斑2392個,抽查比例超70%,抽查通過率約74.1%。

數據運轉精准感知,安全防線同步筑牢。福建按照水利數據分類分級指南要求,將全廳主要數據劃分為4個安全等級,對數據運行進行實時監控及風險告警,保障數據傳輸和應用安全。

智能應用:堅持以用為本,重構治理范式

數字孿生的目的在於應用,效果是檢驗的標准。

在福建,一批看得見、用得好的數字孿生水利系統,成為水旱災害防御、水資源調度、水利項目管理的“尖兵利器”,構建現代水治理的新范式。

數字防汛“千庫聯調”系統2024年汛期投入試用,初步實現閩江流域1307座水庫聯調。從江河預報、滾動預警,到風險畫像、淹沒推演,再到市縣聯動、水庫調度,“四預”從理念落地為實際行動。

福建水利數字畫像。福建省水利廳供圖

福建水利數字畫像。福建省水利廳供圖

2024年6月,韓江流域遭遇1964年以來最大洪水。面對這場大考,“千庫聯調”系統提前16個小時預報棉花灘水庫將發生超標准洪水,提前8個小時預報洪峰11000立方米每秒。依托這一精准預判,相關部門科學調度,為下游群眾安全轉移搶出5小時黃金窗口。最終,入庫洪峰9860立方米每秒,經水庫調蓄,最大出庫僅4910立方米每秒,削峰率高達50.2%,極大減輕了下游防洪壓力。

作為水利部首批94個數字孿生先行先試的試點項目,“數字孿生九龍江北溪”於2023年12月通過水利部驗收,在實戰中彰顯出巨大價值。

2023年廈門國際會展周、海峽論壇大會等重大會議期間,北溪上游來水減少,又恰逢旅游人口增多,雙重壓力下,廈門供水告急。九龍江流域中心立即啟動數字孿生九龍江北溪項目應急調水模塊。

“當系統觸發枯水期預警后,我們根據來水預報模型和會議期間的用水計劃,計算生成庫區預計的需水量,從而得出水量缺口,再對水資源利用率高或來水時間快等多種方案進行調度預演,預演得出調水水庫、調水水量、對應下泄流量等信息,回答了‘水從哪裡調’‘水要調多少’‘水要怎麼調’等三大核心問題。”九龍江流域中心副總工程師余啟成介紹,根據系統預演方案,最終自動生成應急調水預演簡報和調度命令,以科學高效的決策保障了廈門關鍵期的供水安全。

既有前線的“精准參謀”,也有后方的“數字引擎”。

2023年11月,福建省“項目管家”系統上線運行,作為項目申報的唯一入口、資金安排的唯一出口,將全省水利項目自策劃階段起就納入項目庫統一管理,區分初始、推進、成熟三個等級進行動態管理,根據先來后到原則安排項目建設、資金補助,有力推動水利建設由“資金等項目”向“項目等資金”轉變。目前,項目庫內共有8886個項目,其中成熟級項目5218個、總投資836.55億元。

“項目智審”系統於2024年12月運行,通過將擬建項目征地范圍與自然資源“三區三線”、河道管理范圍線、水文設施保護范圍線等15項行業數據自動比對,有效規避要素保障風險,顯著提升審批效能。截至2025年11月,全省實施“智審”項目1937個。

“數字畫像”系統於2024年上線運行,通過整合共享業務應用系統,設立水工程、水安全、水監管、水生態、水行政等5個專題,細分87項監測指標,利用大數據分析、檢索、可視化技術等,實時、定量、直觀反映了各地水利現狀、成效和不足,實現從“定性、人工、定期”向“定量、自動、實時”轉變,基礎數據公開、透明、可追溯,評價結果客觀、公平、准確。各地水利工作在全省的定位、成效和短板、弱項“一覽無余”,倒逼各地補短板、創特色、爭進位,營造比學趕超的濃厚氛圍。

“水利大系統始終處於動態變化中,這意味著數字孿生水利體系建設隻有進行時、沒有完成時。”福建省水利廳副廳長余德貴介紹,下一步還將繼續深化拓展數字水利與業務工作深度融合的新路徑,實施“天空地水工”一體化監測感知夯基提能行動,升級“千庫聯調”系統、水網應用體系等。

從水旱災害防御到水資源調度,從工程建設管理到水利行政效能,福建的實踐証明:數字孿生水利建設的力量,不僅在於映射現實、復盤歷史,還在於預見未來。(軒瑋 張智杰 何菁錦)

(責編:江葦杭、吳舟)

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