数字孪生为黄河防汛装上“智慧大脑”

黄河防洪调度演练现场，数字孪生黄河直观展示洪水演进过程和沿岸情况。（黄河水利委员会提供）

在不久前举行的2023年黄河防洪调度演练现场，一条“云黄河”奔涌在全景式数字孪生平台上，直观反映极端天气下的险情分布情况。洪水演进、滩区灾情损失等场景一目了然，使防汛会商的效率大大提升。这条“云黄河”就是数字孪生黄河建设的成果应用。

“简单来说，数字孪生黄河就是把母亲河‘装’进计算机。通过类似全景建模的智能手段，构建拟真的数字化场景，承载并运行实际治黄业务，支撑黄河治理科学决策。”黄河实验室数字孪生团队信息工程中心副主任吴丹表示。

2022年，黄河水利委员会发布《数字孪生黄河建设规划（2022—2025）》，提出“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。吴丹介绍，数字孪生黄河建设是对流域实施智能化治理的重要支撑，将全面提升黄河流域水安全保障能力。

从洪水演进、灾情评估到调度水库和生产生活用水，随着应用场景越来越多，数字孪生黄河建设已深度应用到水旱灾害防御工作中，成为“主力军”之一。

黄河河南段马渡下延控导工程处，吴丹和团队成员正在检查“智能石头”的运行情况。（黄河水利委员会提供）

6月，黄河进入汛期。河南智慧黄河研究院工程科科长王琴和她的团队增加了河道巡查的频次，他们的注意力始终锁定在坝根砌石堆处不起眼的小“石头”上。“这些‘智能石头’是我们的‘侦察兵’，它里头嵌入了一个MCU模组和一块电池，坝石、坝体稍有异常，它就会发出预警。”王琴说。

据了解，这种“智能石头”是数字孪生黄河建设的一个基础应用，今年汛前已经覆盖了下游河段8处控导工程。

在预警系统的另一端，黄河水利科学研究院黄河超算中心副主任李涛和团队正密切关注前方发回的信息。

“坝体预警信息上传至水旱灾害防御部门后，我们会第一时间接到指令，迅速启动数字孪生平台，调取出险点的现场画面，获取水流、土体等相关参数，综合研判出应急处置方案和未来6至12小时的防汛调度方案建议。”李涛介绍。

接到预警后，数字孪生平台会立刻启动综合研判算法，生成数个处置方案供防汛决策参考。（黄河水利委员会提供）

据了解，今年汛期，黄河中下游的水文、泥沙等信息将通过多种手段实时汇集到数字孪生平台，实现在虚拟世界里为黄河“把脉问诊”，为防灾救灾争取更多时间。

目前，数字孪生黄河建设正进一步集成优化，以支撑黄河防汛、水资源调度管理、水土保持和淤地坝管理等为主的治黄信息采集体系已形成，古老的黄河拥有了“智慧大脑”，从治理走向“智”理。