黄河治理进入数字时代 “数字孪生黄河” 守护大河安澜

 

今天（3月22日）是第31届“世界水日”，联合国确定2023年“世界水日”的主题是“加速变革”。3月22日到28日是第36届“中国水周”，主题是“强化依法治水 携手共护母亲河”。如何让黄河安澜、黄河水不再泛滥，是千百年治黄史里的难题。现在，当黄河治理进入数字时代，这个古老的难题有了新的解决方法。让我们先从黄河大坝的一块“智能石头”说起。

这里是黄河河南段马渡险工27坝，这些石头是坝体的主要组成部分，它们的牢固与否直接决定了坝体是否安全。为了防止河水不断地冲刷把这些石头冲走，现在工作人员正在安装一种特殊的设备，对石头的状态进行一个实时监测。

河南智慧黄河研究院工程科副科长 王越洋：我手中这个设备就是俗称的“智能石头”。为什么叫“智能石头”？因为它由mcu模组（信息处理微型智能芯片）和电池两个部分组成，待会儿我就会把它放在根石堆里，连上传感器以后，它就成为了我们打入根石堆的一个小小侦察员。

只要根石发生位移，系统就会进行录像抓拍并发出报警信号，一线巡查人员就能第一时间赶到出险现场进行险情处置，这个系统能对黄河河道进行24小时全天候实时预警。

河南智慧黄河研究院工程科科长 王琴：目前已经布控了郑州和开封两个市局，我们计划在今年汛前能够按照省局的要求做到全覆盖。

“数字孪生黄河”预报预警预演预案全覆盖

其实，“智能石头”只是数字孪生黄河建设的一个基础应用。2022年，《数字孪生黄河建设规划（2022—2025）》发布，要求“十四五”期间加快构建具有预报、预警、预演、预案功能的“数字孪生黄河”。那么，这个“数字孪生黄河” 具体是怎么实现这些功能的？再来听专家的介绍。

数字孪生黄河建设工作专班主任 侯红雨：用一种形象的话来说，就是通过数字技术，把原型的和物理的黄河虚拟化，把它装进计算机里，孪生黄河就像双胞胎一样。

目前，“数字孪生黄河”已基本完成黄河下游L2级数据底板，初步搭建了小花间、马渡段等典型三维场景，自主研发了“云河地球”数字孪生模拟仿真引擎，建成了黄河水旱灾害防御应用系统1.0版。

数字孪生黄河建设工作专班主任 侯红雨：可以在这个场景里真实地模拟一场洪水的发生，看看对工程哪些薄弱环节造成冲击，反馈给我们之后，我们就可以对那个工程进行防范或者处置。最终，通过“数字孪生黄河”的建设，实现孪生黄河与实体黄河达到同步仿真运行，虚实交互，最后可以迭代优化。