一个灌区的数字新生
疏勒河灌区远程测控闸门分水口 本报记者 杨清雯 供图
□本报通讯员 张燕茹
疏勒河,甘肃省三大内陆河之一,干流全长670公里,滋养着4.13万平方公里的土地,被誉为敦煌文化的母亲河。近年来,甘肃省疏勒河流域水资源利用中心(以下简称甘肃省疏勒河中心)以科技为驱动、数字赋能为抓手,全面推进数字孪生灌区建设,实现了从传统“治水”到智慧“智水”的跨越式发展。
高位谋划
甘肃省疏勒河中心坚持“实用”目标,在数字孪生灌区规划建设中,兼顾理念的创新与实际的融合,让数字孪生技术在灌区落地、扎根、结果。
2022年,疏勒河昌马、双塔、花海灌区入选全国首批“数字孪生灌区建设先行先试”试点。甘肃省疏勒河中心采取分步实施策略,先行打造昌马灌区南干渠500亩数字孪生灌区核心区,通过配套的农田微型气象站、土壤墒情仪、自控阀等设施设备,结合闸门控制系统和田间智能灌溉系统,实现“引、输、灌、测”全过程的互联互通,做到了输水自动化、用水精准化、水情透明化。辐射延伸10万亩推广区,统筹衔接灌区骨干渠道、远程测控闸门、斗口计量设施、高标准农田等,构建起“数字孪生+灌区骨干渠道+农田蓄水池+田间灌溉设施设备”的新格局,实现水资源智能调度、精准灌溉以及盐碱地改良。坚持系统融合、集中管控,将远程测控闸门系统、渠道安全巡查系统、监控系统、田间灌溉系统等融合升级,建成昌马灌区数字孪生灌区信息中心,实现区域智能化管理全覆盖。
在系统融合升级和设施设备互联互通过程中,甘肃省疏勒河中心建立多方协调机制,实施单位、设备厂商、技术部门、使用单位定期召开协调会、推进会等,解决接口不统一、网络不畅通、运行不稳定、功能不完善等实际困难,打破系统融合、数据共享之间的“壁垒”,实现数字孪生系统完善升级和应用拓展。
精准调度
甘肃省疏勒河中心以“需求牵引、应用至上”为原则,推动数字孪生技术与传统水利业务深度融合,构建起智能化的水资源管理中枢。
甘肃省疏勒河中心整合灌溉面积、种植结构、用水需求、供需平衡等数据,集成698个斗口计量设施、285孔远程测控闸门及调度管理系统,通过物联网实时监测渠系水位、流量及田间墒情,运用智能算法实现精准配水,全面提升了灌区全程智慧化监管水平和水资源节约集约利用水平,2024年灌区累计节水3000余万立方米。加快推进高标准农田建设步伐,预计至2030年实现灌区高标准农田全覆盖,灌区农业节水量将突破1亿立方米。
甘肃省疏勒河中心依托昌马数字孪生灌区,整合资源,打破“壁垒”,与地方政府、农垦农场协同推进“水库+骨干渠道+数字孪生技术+高标准农田”灌溉水网,打通水管单位与地方高标准农田建设有效衔接“最后一公里”,灌区粮食作物实现了节水、节肥、节药、增产、增收、增效、省工、省时、省力等“三节三增三省”的目标。
目前,灌区粮食作物亩均节省生产资料投入163元、节省了21%,节省人工支出131元、节省40%以上,增产增收268元、增加12.1%,真正做到了农业提质增效,农民增产增收。灌区粮食作物种植面积逐年增加5%以上,为保障粮食安全奠定了坚实基础。
特别是今年5月份以来,结合上游来水较往年偏少三成的实际,甘肃省疏勒河中心依托数字孪生系统分区域制定水资源调度方案,合理分配水量、优化灌溉时序,保证灌区农业生产用水需求,防止灌区旱情发生。
优化配置
数字孪生灌区建设不仅提升了农业用水效率,还为工业发展提供了坚实的水资源保障。
甘肃省疏勒河中心深化水权试点改革成果运用,与地方政府同向发力,积极向上汇报争取,并通过水权交易的方式,将数字孪生灌区建设中节约出来的2600万立方米农业灌溉水指标,配置给新中国成立以来甘肃省单体投资规模最大的工业项目——浙江巨化集团玉门产业园项目,有效破解了重大工业项目“指标性”缺水的问题。该项目投产后预计可实现年销售收入400亿元以上,工业增加值300亿元以上。
同时,将农业节约出来的水指标向更高效益的工业产业转移,全力保障好中核四〇四有限公司、甘肃电投常乐电厂、马鬃山工业园区、瓜州柳沟物流产业园等工业企业生产用水,为服务国家战略和能源发展、推动地方经济社会发展提供更加坚实的水资源保障。
甘肃省疏勒河中心始终牢记生态保护责任,通过数字孪生技术科学调配生态用水,向玉门市、瓜州县农田防护林网、风沙口及城市绿化区补给生态水,持续改善生态环境。
2025年,玉门市被评为全国文明城市。同时,灌区全面完成年度下泄生态水量7800万立方米的目标,疏勒河尾闾“哈拉奇”重现季节性水面,敦煌西湖国家级自然保护区被列入国际重要湿地名录。
创新管理
数字孪生灌区的建设还推动了管理模式的革新。
甘肃省疏勒河中心通过远程测控系统、渠道安全巡查系统、智能安防系统等,实现了“电脑远程一键启闭”“探头站岗、鼠标巡逻”“无人值守”等高效管理方式。各类系统的推广应用有效降低了工作强度、改善了工作环境、提升了工作效率。2024年下半年,甘肃省疏勒河中心精减编制219个,合并减少31个管理段,优化了人力资源配置。
同时持续深化“互联网+水务管理”,全灌区推广应用“疏勒河智慧水务”小程序,在甘肃省内率先让灌区用水户通过手机随时随地查询水量、交存水费,实现了“数据多跑路、群众少跑腿”。
为确保数字孪生系统的长效运行,甘肃省疏勒河中心还与中国移动甘肃公司、水利信息化服务公司展开深度合作,加强技术支持和人才培养。通过“产学研用”结合,培养了一支能力突出、经验丰富的技术骨干队伍。
数字孪生疏勒河,不仅是一条河流的智慧新生,更是甘肃省水利现代化进程的生动缩影。从普通灌溉到智能调控,从节水增产到生态复苏,疏勒河灌区正以科技之笔,续写着母亲河滋养绿洲、造福人民的时代篇章。
来源:中国水利报 2025年8月28日
责任编辑:孟京