原標題：我市大力推進數(shù)字孿生水網(wǎng)建設，目前已匯聚涉水數(shù)據(jù)1.4億條——“云大腦”智能調(diào)配 “水動脈”循環(huán)暢通
潘莊灌區(qū)武莊渡槽通過智能調(diào)配系統(tǒng)引流黃河水
□本報記者 董天力 本報通訊員 李巍侖
連日來，馬頰河津期店閘上段綜合治理工程建設正酣，夏津縣劉興裕村至津期店閘14.4公里堤頂防汛道路路面已鋪設完成。與此同時，在德惠新河趙棒槌閘下游，清淤機械正在進行最后一段河道的疏浚工作。
作為全國市級水網(wǎng)先導區(qū)，近年來，我市持續(xù)加強現(xiàn)代化水網(wǎng)建設，通過數(shù)字孿生水網(wǎng)平臺，提升水網(wǎng)運行管理的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化水平，促進水資源優(yōu)化配置和空間均衡，賦能經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展。
匯聚涉水數(shù)據(jù)，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)
“我們這里供水充足，旱能澆、澇能排，種糧有底氣。”陵城區(qū)鄭家寨鎮(zhèn)老官張村種糧大戶張林河說。
在潘莊灌區(qū)引黃總干渠尚廟閘，人工修建的引黃渠道與馬頰河交匯，將灌溉用水源源不斷地輸送到陵城區(qū)的田間地頭。
走進德州市數(shù)字水網(wǎng)調(diào)度中心，大屏幕上，數(shù)字孿生水網(wǎng)平臺的調(diào)水決策板塊實時更新著河流流量、土壤墑情等信息。“德州的24座水庫、5條干流、89條支流、1559條溝渠的信息都匯聚在同一個系統(tǒng)里。”德州市水利局智慧水利辦公室主任薛翼介紹，“全市每天分了多少水、總共用了多少水、河道里還存了多少水，我們都能實時掌握。”
2023年以來，我市大力推進數(shù)字孿生水網(wǎng)建設，實現(xiàn)全市涉水數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯聚、治理。截至目前，共匯集用水數(shù)據(jù)1.4億條，對外提供數(shù)據(jù)服務2000萬余次。
近年來，我市布設區(qū)域流量計37處、大用戶水量壓力采集點960處、水質(zhì)監(jiān)測點11處、遠程調(diào)控調(diào)峰泵站5座，實現(xiàn)從水源、水廠到管網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點感知全覆蓋，對涉水數(shù)據(jù)進行實時搜集。“系統(tǒng)決策輔助彌補了人工不足，讓供水更有針對性。”薛翼說。
今年春灌用水高峰期之前，市水利局利用數(shù)字孿生水網(wǎng)平臺，對水庫蓄水情況、水源情況、引黃灌溉能力等進行數(shù)智化分析，測算出全市灌溉需水量，提前引黃調(diào)水，確保了春灌水源的充沛。
有了這個平臺，防汛排澇也更為高效。去年秋汛期間，我市部分農(nóng)田出現(xiàn)嚴重積水，小麥比常年晚播了一個月以上。平臺迅速調(diào)取高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，全面掌握全市農(nóng)田積水情況，自動計算出排澇優(yōu)先區(qū)，騰出庫容，全力加快支流、溝渠和澇洼地排水，保障冬小麥11月底之前完成種植。秋汛結(jié)束后，將小麥苗情較弱的區(qū)域與易積水區(qū)域疊加，為科學治理澇洼地提供了精準數(shù)據(jù)支撐。
通過數(shù)字孿生水網(wǎng)平臺決策，截至目前，全市共治理澇洼地48萬畝，治理田間溝渠4181條、合計2583公里，為在澇災情況下實現(xiàn)畝產(chǎn)“噸半糧”提供堅實保障。
智能監(jiān)測，保障群眾用水安全
智慧水網(wǎng)搭建起來，生活用水也更加便捷。在張林河家中，擰開水龍頭，清水噴涌而出。“水質(zhì)好，用水也方便。”張林河的老伴李秀芹說，“家里用多少水，手機上能實時查看，水費也能通過平臺繳納。”
2022年起，山東省推進農(nóng)村戶表智能化改造，陵城區(qū)累計安裝智能水表13.7萬塊，全區(qū)農(nóng)村戶表智能化率達100%。智能水表可通過異常流量報警，及時發(fā)現(xiàn)漏水，同時上傳每日用水數(shù)據(jù)，接入數(shù)字孿生水網(wǎng)平臺。
在陵城區(qū)供水中心綜合調(diào)控中心，工作人員利用數(shù)字孿生水網(wǎng)平臺可監(jiān)測實時用水數(shù)據(jù)。2024年，陵城區(qū)供水中心利用平臺建立次氯酸鈉投加的數(shù)學模型，通過投加劑量、實時水量兩個變量，計算得到出廠水中余氯的模擬值。
“從監(jiān)測曲線可以看出，目前實時值和模擬值的差異微小，這意味著出廠水余氯值穩(wěn)定達標。”陵城區(qū)供水中心綜合調(diào)控中心工作人員李華麗指著屏幕介紹，“如果兩個數(shù)值的差異超出閾值，表示投加工藝產(chǎn)生了異常，就需調(diào)整生產(chǎn)。”
陵城區(qū)供水中心還建立了在線預警管網(wǎng)水力模型，基于真實管網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)實時模擬壓力、流量分布，設置壓力異常、最小流量等預警規(guī)則，可提前數(shù)小時預測爆管、低壓等風險并自動定位異常管段。系統(tǒng)應用后，成功預警多起漏水風險，維修到場時間縮短至20分鐘內(nèi)，管網(wǎng)漏損率降至9%以下。
近年來，我市持續(xù)完善城鄉(xiāng)供水工程體系，以建設城鄉(xiāng)供水現(xiàn)代化工程體系為目標，以水庫、水廠、管網(wǎng)為重點，持續(xù)實施農(nóng)村供水保障項目，共新建水庫6座、水廠2座，全面升級24座水廠，更新供水主管網(wǎng)733公里，改造3809個村的老舊供水設施，“一縣一網(wǎng)、兩庫兩廠”的現(xiàn)代化供水格局持續(xù)完善。截至目前，全市7835個村的463萬余群眾實現(xiàn)自來水“應通盡通、通水入戶”。
“模型決策”，實現(xiàn)精準調(diào)水配水
接收到來自德州市數(shù)字水網(wǎng)調(diào)度中心的指令后，馬頰河上游的津期店閘門開啟，來自聊城方向的水涌入馬頰河中。利用數(shù)字孿生水網(wǎng)平臺，一次跨市行洪與調(diào)水工作高效完成。
不久前，為應對夏季用水高峰，我市通過引黃河水到馬頰河，為城區(qū)內(nèi)的水庫補充水源。然而，因連日降雨，馬頰河上游的河道水位持續(xù)攀升，亟須開啟津期店閘門，利用馬頰河行洪。
“如果不等供水完成就開閘放水，上游的雨水涌入供水河道中，會污染飲用水源。但如果不及時開閘放水，上游地市的河道就會超過警戒水位。”薛翼說。
不僅要保障城區(qū)供水，還要保障上游泄洪通暢。因此，選準開閘的時間就成了關(guān)鍵。
什么時候放水？還有多久到達警戒水位？數(shù)字孿生水網(wǎng)平臺給出了答案。依托自動化監(jiān)測設備，平臺實時掌握津期店閘上游來水動態(tài)，并結(jié)合氣象預報，運用水文模型推演預測津期店閘水位走勢。結(jié)果顯示，距警戒水位還有5天時間，需在此之前完成飲用水充庫。
5天時間，如何高效利用？平臺實時監(jiān)測河道關(guān)鍵斷面、水庫入庫流量以及泵站機組運行數(shù)據(jù)，結(jié)合當前庫容和入庫流量，系統(tǒng)能自動測算每個水庫完成蓄水所需時長。
如果預判5天內(nèi)無法完成蓄水，系統(tǒng)會自動觸發(fā)“效率優(yōu)先”模式，智能分配各時段泵站機組的運行流量，確保每一臺設備都在最佳工況下運行。最終，在到達警戒水位前，引黃河水充庫工作成功完成，馬頰河上游的津期店閘門及時開閘泄洪。
有了數(shù)字孿生水網(wǎng)平臺，調(diào)度人員可以在虛擬環(huán)境中模擬不同降雨、來水條件下的水源調(diào)配方案，提前預判風險、優(yōu)化調(diào)度策略，實現(xiàn)物理水網(wǎng)所不能達到的功能，完成從“經(jīng)驗決策”向“模型決策”的跨越。
數(shù)字水網(wǎng)的應用離不開物理水網(wǎng)的完善。近年來，我市加快水利工程建設，提高城市供水能力。2023年，新建丁東水庫出庫泵站，鋪設30公里供水連通管道，實現(xiàn)主城區(qū)黃河水、長江水“雙水源、雙管道”供水，日供水能力由28萬立方米提高至48萬立方米。
目前，總投資9億元的德州市楊莊水庫正在建設。建成后，楊莊水庫將與丁東水庫、大屯水庫一同向中心城區(qū)供水。“未來德州市將繼續(xù)推進數(shù)字水網(wǎng)建設，大力實施水網(wǎng)融合發(fā)展工程，更好地服務經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展。”市水利局局長李守學說。