全国第一大灌区背后的数字化力量

□岳耀先 赵鸣梁 （图片由四川省都江堰水利发展中心提供）
　　都江堰水利工程坐落于成都平原西部的岷江之上，岷江水自川西高原奔腾而来，经都江堰分流后进入广袤平原，造就了“水旱从人、不知饥馑”的天府之国。建堰2200多年来，随着物理渠系和管理制度的不断完善，都江堰灌区的面积也一直在扩大。目前，都江堰灌区灌溉面积达到1133.2万亩，是全国第一大灌区。近年来，四川省都江堰水利发展中心（以下简称“都发中心”）致力于都江堰灌区的数字化转型，先后被水利部列入数字孪生流域、数字孪生灌区先行先试建设名单，目前数字孪生（渠首枢纽）建设已全面完成，数字孪生灌区建设正稳步推进。未来，得到数字化赋能的都江堰灌区，还将持续“生长”。

千年灌区在转型中求新解
　　“有收无收在于水”，这句农谚形象地说明了水对于农作物生长的重要性。
　　今年夏天，眉山市东坡区太和镇永丰村的千亩水稻核心区获得了丰收，经过测产，水稻亩产达到863.4公斤，再创新高。水稻喜获丰收的背后，离不开都江堰水利工程的支撑。
　　永丰村属于都江堰灌区的通济堰片区内。“高标准农田沟渠修到哪个田块，水就流到哪个田块，以前我们的水稻亩产只有500公斤左右，现在平均产量能达到800公斤。”永丰村党委书记、村委会主任李雪平说。
　　都江堰是由渠首枢纽、灌区各级引水渠道、各类工程建筑物、大中小型水库和塘堰等构成的庞大工程系统，经过2200多年的发展仍活力无限，有着“历史跨度大、工程规模大、科技含量大、灌区范围大、社会经济效益大”的特点。
　　从地图上看，整个都江堰灌区的形状就像一把打开的折扇，对比不同时期的灌区图，可以看见，扇面一直在“扩大”。目前，都江堰灌区面积达2.86万平方公里，现在已成为跨三江（岷江、沱江、涪江）、引蓄结合、配套完善的特大型水利工程体系。
　　此外，都江堰灌区水资源总量272亿立方米，全部水渠长度共46261公里，覆盖四川省的7个市40个县（市、区），服务2800多万人口，为四川经济社会发展发挥了重要作用。
　　“目前，都江堰灌区还在建设中。”都发中心相关负责人表示，都江堰毗河供水一期工程于2021年7月实现通水，待毗河供水二期工程建成后，都江堰灌区的灌溉面积还将进一步扩大。
　　随着灌溉面积持续扩大、功能不断拓展，都江堰灌区的服务、管理也迎来新挑战。如何适应新的发展需要？都发中心给出的答案是，在数字化转型中求新解，用现代技术和手段提升灌区管理水平。

数字化建设赋能灌区管理
　　近年来，都江堰灌区在智慧水利方面“成长”喜人，正从治水向“智水”迈进。
　　走进都江堰灌区指挥中心大厅，映入眼帘的是一块长30.72米、高5.76米的巨幅液晶显示屏。显示屏上，灌区地形地貌、渠系分布等一目了然，各类数据图表、变化的线条以及动态化的呈现方式，让指挥中心科技感十足。
　　点击进入大屏幕上的“灌区物联网管理系统”界面，分布在全灌区各处，涉及水位、流量、工程安全、水质以及闸控的上千个设备有序排列。“这些不同类型的传感器遍布灌区各地，是未来数字孪生灌区建设的基础性设施。”都发中心科学技术与信息化处处长雷刚介绍。
　　“过去，巡渠、控制闸门全靠人工。”雷刚以都江堰灌区目前布设的1200多处监控点位举例，现在可以实现对灌区工程运行的实时监测甚至远程操作，不仅减少了工作强度，还提高了效率。
　　都发中心相关负责人表示，以灌区水资源精细化管理需求为导向，都发中心综合考虑区域输、供、排水及防汛减灾要求，形成“数字化场景、智慧化模拟、精准化决策”的水网体系，完成各关键区域水资源精准计量和精准调度。
　　具体的经验做法包括：一是实施“慧眼工程”，让“云监管”代替“人监管”；二是打造“智慧大脑”，实现应需而动的智能管控；三是构建“智慧水网”，形成精准模拟、智慧决策的水网体系。
　　“这些都是提升灌区建设管理水平的有效手段。”都发中心相关负责人表示，数字孪生灌区建设的目的是与物理灌区同步仿真运行、虚实交互、迭代优化，进而实现对物理灌区的实时监控、发现问题、优化调度。
　　海量数据的分析离不开强大算力的支撑。目前，都江堰灌区已建成全国大型灌区中运算存储能力最大的云计算数据中心，运算能力达到236万亿次/秒，以及709TB存储能力，不仅可以更好地服务灌区建设与管理，还可为全省水利行业信息化系统提供数据存储和计算服务。

打造“国际知名、国内一流”灌区榜样
　　2021年5月，四川省水利厅党组提出新时期四川水利高质量发展“3226”总体工作思路，明确了“三大供水目标、两大体系、两条底线、六项重点工作”的总体要求和部署，其中，明确提出“把都江堰灌区打造成国际知名、国内一流灌区榜样”的目标要求。
　　在更高的决策层面，四川省委、省政府明确将都江堰灌区作为存量水生产力发展载体，提出“推动都江堰水利发展中心深化都江堰灌区信息化、标准化、规范化等建设，打造‘国际知名、国内一流’灌区榜样，实现工程永续利用”。
　　都发中心相关负责人表示，当前都江堰灌区一体化管理架构全面搭建，建立了“统一指挥、一体运行、统分结合、系统高效”的管理机制，基本实现了“灌区发展统一规划、工程管理统一规范、水资源统一调度、人力资源统一配置、财务资产统一监管、绩效考核统一标准”，灌区保障能力和服务水平得到全面提升。
　　下一步，如何以“国际知名、国内一流”灌区榜样建设为新起点，开启新的征程？上述负责人表示，新时代的都江堰灌区不仅是治蜀兴川的重大战略性基础设施，更是助力打造新时代更高水平天府粮仓的主战场，将全力推动全省水利事业高质量发展，致力于服务灌区经济社会发展大局。
　　一是以完善灌区骨干水网为目标，构建都江堰生态水利基础设施体系。都江堰灌区将进一步创新建设管理机制，加快形成工程建设“大质量”管理体系，补齐灌排工程短板，以完善的骨干水网，夯实四川水安全和水生态保障的工程基础。
　　二是以加速智慧水利建设为目标，构建都江堰水资源优化调度控制体系。都江堰灌区将树立大科普理念，充分利用云计算、大数据、物联网、人工智能等现代信息技术，支撑灌区水利信息化系统稳定运转；同时，推进数字孪生等技术在灌区的运用，实现灌区水资源的优化调配，实现灌区“人、财、物、事”的动态智能管控。
　　三是以保障经济社会发展为目标，构建都江堰水资源节约保护体系。都江堰灌区将坚持“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”，以四川现代化建设对水资源的需求为目标，实行科学严格的水资源管理制度，全面摸清家底、盘清存量、深挖节水潜力，充分利用市场化手段促进水资源高效利用。