□本报记者 魏晓雯

　　水信息学是一个年轻的学科，但人类收集和利用水信息的历史却有几千年。

　　无论是中国古代的“禹敷土，随山刊木，奠高山大川”，还是古埃及观察尼罗河水位变化，建造出依赖河流季节性泛滥的农田灌溉系统，都在说明治水的前提是掌握和运用与水相关的信息。

　　生产力决定了人类收集信息、探索世界的范围和能力。历史长河中，每一次工业革命和产业革命都带来生产力的跃迁，也深刻改变着人类的治水方式。如今，数字技术再次引领人类进入一个全新的时代，也推动着水利这个传统行业的转型重塑。

　　以“从自然到数字水利：挑战和机遇”为主题的第15届国际水信息学大会日前在北京召开，来自世界各国的专家学者围绕数字孪生水利建设等进行深入交流讨论，大会发布数字孪生水利行动北京倡议，获得国际社会广泛关注。

　　“中国通过数字孪生水利建设，支撑流域防洪减灾、水资源管理调配等各项水利业务实现‘四预’（预报、预警、预演、预案）功能，在应对各类水安全挑战风险中下好先手棋、打好主动仗，为推动水利高质量发展、保障中国水安全提供科学、高效、精准、安全的决策支持。”水利部副部长王道席在开幕式上说。

　　2024年是中国全功能接入国际互联网30周年。30年来，中国水利乘改革之势推动治水科技与管理的创新发展，为全球范围内实现可持续的水资源管理贡献中国智慧、中国方案、中国力量。

　　“本届大会在中国北京召开恰逢其时，在中国这片沃土上，数字孪生水利建设方兴未艾。”国际水利与环境工程学会主席菲利普·顾博维尔表示，中国正在积极参与全球水治理，为世界提供更多数字水利公共产品。

　　当前，一个持续发展、更加开放的中国，正在以数字技术赋能水利建设和发展，为世界带来新动力、新机遇。

　　数字变革的问和答

　　为什么是向数字化转型？

　　其实，水利行业的数字化转型，并不是个新鲜事。1991年，水信息学概念一经提出，就引发了国际社会对智能化水务解决方案的关注。再向前追溯，20世纪中期，美国就已提出用机器辅助人脑进行水务运营与管理。

　　“数字变革需要实现系统重塑，但这对于水行业并不容易。水行业经常被认为是很‘保守’、进步比较缓慢的行业，这是因为它是事关国计民生的重要领域，所以，长期以来，我们采取的都是较为安全和谨慎的解决方案。”苏伊士集团亚洲首席技术官奥利维尔·皮森解释道。

　　与“保守”转型所不同的是，水危机正在加速到来。

　　2024年联合国水发展报告指出，比较容易开发利用的、与人类生活生产关系最为密切的淡水资源还不到全球水总量的万分之一，气候变化也正加剧淡水资源空间分布的不均衡。全球大江大河干涸现象屡见不鲜，许多孕育出古老文明的大型三角洲也在逐渐萎缩……传统治水手段已无法应对愈加复杂的水问题，变革迫在眉睫。

　　站在转型的十字路口，不少国家都选择了推动数字变革——

　　在新加坡公用事业局首席信息官林金鑫看来，正因为水网有了数字化技术的加持，人们面对洪水时不再是被动响应，而是掌握更多主动权。“过去几年来，我们采取积极主动的策略，在汛期来临之前，用数字化技术检测相应的大坝，做到未雨绸缪。”林金鑫说。

　　沙特国际电力与水务公司首席执行官帕迪·帕德玛纳森说：“技术创新是应对区域水危机的出路，应用人工智能、大数据等技术，沙特海水淡化效率大幅度提高，成本从每立方米超过2美元下降至不到0.5美元。”

　　对于数字技术赋能传统行业带来的好处，水利部信息中心（水利部水文水资源监测预报中心）副主任成建国也深有感触：“水利系统的时间和空间跨度大，几乎没有办法实现自然流域中的‘极端事件试验’。而借助数字孪生技术，在数字空间构建出流域、水网或工程的‘双胞胎’，就可以对各种极端事件进行推演并制定预案，这也让我们在应对海河‘23·7’流域性特大洪水时更加从容，实现了各类水库无垮坝、重要堤防无决口，减淹城镇24个，减淹耕地751万亩，避免了462.3万人转移，最大程度保障了人民群众生命财产安全。”

　　“对全球水资源管理者而言，数字技术为我们打开了一扇新的大门，让我们有机会拥抱一个更好的水管理系统，为人类打造更健康的水环境。”国际水协会亚太区域总监李红表示。

　　即便如此，推动水利数字变革还有一系列问题需要下力气解决：数据是基础，如何进一步提升数据的量和质？模型是核心，如何进一步运用信息技术提升模型的精准性？应用是生命，如何推动模型在场景应用中迭代更新？人才是保障，如何提高从业人员的模型运用能力和技术水平？……

　　“问题清单”亦是“变革清单”，聚焦全球水利数字变革的“再进一步”，中外专家分享着真知灼见。

　　前路宽阔，并非坦途。但数字变革的共识已经达成，全球共享、共进的趋势愈加明显。

　　中国水利的时与势

　　谈及中国水利的数字化转型，中外专家们不约而同地提到了一个词——超大规模。

　　中国是世界上水情最复杂、江河治理难度最大、治水任务最繁重的国家之一。面对庞大复杂的水治理水管理系统工程，数字变革更具挑战性，而从容应对挑战的种种措施都指向一个字——预。

　　瞄准“预”字，乘新一轮科技革命和产业变革发展之势，中国开始加速布局智慧水利建设——

　　2021年4月，水利部部长李国英高位推动智慧水利建设总体设计；

　　2021年6月28日，水利部党组召开“三对标、一规划”专项行动总结大会，提出要推进智慧水利建设，“数字孪生流域”首次被正式提出；

　　2021年12月23日，水利部召开推进数字孪生流域建设工作会议，李国英部长全面系统阐述了为什么要建设数字孪生流域、怎样建设数字孪生流域、如何保障推进数字孪生流域建设等重大问题，指导当前和今后一个时期全国水利系统推进数字孪生流域建设；

　　2022年，水利部先后提出数字孪生水利工程、数字孪生水网并进行顶层设计，至此数字孪生流域、数字孪生水网和数字孪生水利工程共同形成水利数字孪生系列；

　　2023年，水利部数字孪生平台基本建成，七大江河数字孪生流域建设相继实施，数字孪生水利框架体系基本形成；

　　2024年，94项数字孪生流域建设先行先试任务开始发挥成效，大江大河、国家水网、水利工程全部纳入数字平台管理。

　　以“试点”为重要支点，中国数字孪生水利建设稳健起步并取得阶段性成效——

　　看流域，数字孪生黄河研制了智能石头、光电测沙仪、小禹防汛机器人等智能设备，实现了“原型黄河-模型黄河-数字孪生黄河”有机联动，“三条黄河”在数字浪潮中交汇涤荡；

　　看水网，南水北调研发了基于不同时空尺度下多场景长距离输水过程仿真模拟等技术，实现了保障工程、供水、水质“三个安全”的“四预”功能体系，从“先行先试”到“先行示范”，数字孪生水网主骨架转型跨越活力显现；

　　看工程，数字孪生三峡研制了防洪预报-调度互馈技术，结合调度规则知识图谱，实现了多目标、多约束的水工程联合调度智能决策，昔日“当惊世界殊”的国之重器，又在今天担当起打造数字孪生示范工程的新使命；

　　将镜头投向整个中国，以点带面的数字孪生水利建设正在更大的版图展开。

　　“来而不可失者，时也。”在新一轮科技革命和产业变革中，中国水利没有丝毫懈怠和犹豫，大踏步赶上并引领时代，中国数字孪生水利的宏伟图景已清晰可见。

　　“在中国，数字孪生解决方案已成为现实，并在众多省市实施和应用。在国家层面，这是一个非常大的成就。我们必须意识到，在许多方面，中国都是一个领先国家，它正在重塑获取和运用水利数据及相关信息的方式。”菲利普·顾博维尔说。

　　“数字文明正加速到来，但是历史的契机只眷顾坚定者、奋进者和搏击者。我们将会加大力度总结和推广数字孪生水利建设成果经验，推动现代社会治水科技与管理的创新发展，为全球水安全和可持续发展不断贡献中国力量。”成建国表示。

　　今天的中国，新质生产力蓬勃发展，水利数字孪生成效显著，时与势都在中国，连点成线、织线为面的中国数字孪生水利，恰是全球数字水利相关产业的发展热土。

　　白蚁监测装置、山洪灾害群测群防员北斗巡查终端、防洪联合调度决策系统、物联网智能水表、超声波智能水表、TDU系列智能多声道超声流量计……多项实物展品在大会展览中集中亮相，“这里的一切都是新的，这就是我想要学习的东西。”来自德国联邦地球科学与自然资源研究所的博士后艾里克说。

　　“我们发挥学科相对齐全和模型研发及应用优势，发布了自主研发的系列模型“Sky-”及水科大模型“SkyLIM”，努力为数字孪生和智慧水利建设、应对气候变化背景下的水挑战、保障水安全提供科技支撑。”中国水利水电科学研究院院长彭静说。

　　一项项水利硬件、软件科研成果走出实验室，在市场的洗礼中淬炼成为驱动水利高质量发展的新质生产力；一个个“土生土长”的数字孪生解决方案，迭代更新，走出国门，在“一带一路”沿线开花结果。

　　“在数字孪生流域建设中，我们研发的监控、预报、指挥和调度一体化系统平台，与‘一带一路’共建国家有着良好的国际合作前景和空间。”南京水利科学研究院院长戴济群说。

　　在大会发布的《数字孪生水利行动北京倡议》中，“平台”“分享”等概念高频次出现，这是人们携手推进数字孪生水利行动的真诚契约。共享数字水利变革机遇，开创命运与共的新未来，这只是开始。