數智技術賦能南水北調工程

　　從上古的大禹、春秋的孫叔敖，到宋代的蘇軾、元代的郭守敬，再到新中國的無數水利人，自古以來人們治水以安邦，從泥漿中挖出了一個溝通南北、聯通東西的水系網絡。如今，在大數據、人工智慧、數字孿生等技術加持下，我國水網建設更加智慧化。

　　近日，在第二屆國家水網及南水北調高質量發展論壇“數字孿生與國家水網智慧化發展”平行論壇上，水利部南水北調司副司長王勇表示，為加快推進水利智慧發展，水利部明確將數字孿生水利列為推動水利高質量發展六條路徑之一，系統構建數字孿生流域、數字孿生水網、數字孿生工程的數字孿生水利框架體系。

　　數字孿生南水北調初建成

　　我國南方水多、洪澇多發，北方水少、乾旱頻生。如果能從南方“借”一些多餘的水給北方，有利於緩解北方的水資源短缺問題——這是我國推進南水北調工程的初衷。

　　南水北調工程是國家水網的主骨架、大動脈，南水北調東線、中線和西線工程溝通黃河、淮河、海河、長江四大流域，將構建起“四橫三縱、南北調配、東西互濟”的水資源配置格局。目前中線後續引江補漢工程進展順利，東線後續工程、西線工程前期工作正在抓緊推進。

　　今年是南水北調東中線一期工程全面通水10週年。中國南水北調集團有限公司黨組書記、董事長汪安南在論壇上介紹，通水10年來，南水北調東中線一期工程向北方累計調水超760億立方米，直接受益人口超1.85億人。

　　這離不開數字孿生的保駕護航。王勇説，數字孿生南水北調已初步建成並投入運用，並取得顯著成效。

　　以數字孿生南水北調中線1.0為例，通過多模態算據匯集、多業務專業模型協同、多芯融合算力平臺建設等，數字孿生南水北調中線1.0實現了冰情預測預報模型和冰期輸水業務應用。它能科學預測預報未來3天、5天、7天、10天、15天各渠段位置的水溫、冰情，可以在水溫、岸冰、流冰、冰蓋達到臨界值時及時預警，針對冰情生成相應預案。它還能優化調度方案，大幅提升中線工程冬季輸水能力。

　　水利工程建設更智慧高效

　　在部分水利工程建設中，建設隧道與地下工程是重要一環，而複雜地質條件往往會帶來重大安全風險。數智技術有望實現對隧道不良地質災害源的準確預報與災害防控。

　　中國工程院院士、山東大學校長李術才打了一個形象的比方：要想知道病灶在哪，就得給病人拍X光片、拍CT。在數字技術的加持下，給隧道“拍CT”成為可能。多年來，他帶領團隊給隧道“拍CT”，實現對突水突泥等災害的預報和分析，為後續施工規劃的調整和決策提供幫助。團隊還研發出預報結果指引的施工智慧決策系統，可實現超前地質預報數值模擬、隧道掘進數字孿生與智慧決策等。

　　李術才以全斷面硬岩隧道掘進機智慧掘進為例，介紹了團隊在杭州市第二水源輸水通道工程中開展的工程驗證。通過應用智慧決策系統，與相同地質條件下採用人工決策掘進的方法相比，掘進速度提升約10%，總成本降低約10%。

　　另一個案例來自中國科學院自動化研究所研究員王軍平團隊。他們研發的水網基礎設施主動預警系統，提出水網全流域水利工程數字孿生體系構建路徑，可實現對複雜水利設施高效精準掌控，有效應對極端天氣和重大自然災害。

　　王軍平告訴記者，未來人工智慧如何與水利工程深度融合，還需要花大精力、下真功夫、用長時間去解答。