中新網(wǎng)武漢10月15日電(記者 任思雨 黎園 高可欣 李季)今年9月以來，長江第一大支流漢江在40多天內(nèi)接連形成6次編號洪水，歷史少見。但在完善的防汛體系支撐下，漢江干流所有監(jiān)測站點水位無一超警戒。水利部長江水利委員會總工程師陳桂亞介紹，此次秋汛將于10月18日結(jié)束，“今年秋汛時間比較長，洪水過程比較多，但單次洪水的洪峰和洪量都不算大，雖然間隔時間短，卻也給水庫調(diào)度提供了騰挪的空間?！?/p>

　　近年來，長江水利委員會(以下簡稱“長江委”)在防汛領(lǐng)域逐步開展從“經(jīng)驗驅(qū)動”到“數(shù)智驅(qū)動”的技術(shù)實踐，通過人工智能、數(shù)字孿生、高性能計算等前沿技術(shù)與傳統(tǒng)洪水防御體系深度融合，努力提升預(yù)報預(yù)警、水旱災(zāi)害防御和跨部門協(xié)同能力。

　　與過去的防汛手段相比，如今都有哪些更高效的新技術(shù)？在洪水到來前，我們又如何實現(xiàn)精準預(yù)判與科學(xué)防范？

　　“千里眼”：讓潛在風(fēng)險無所遁形

　　走進長江委水文局長江水文情報預(yù)報中心，兩塊醒目的大屏實時更新著各個水情監(jiān)測站的數(shù)字，來自長江全流域的實時雨量、水位、流量等數(shù)據(jù)匯集于此，成為洪水預(yù)報和調(diào)度決策的關(guān)鍵依據(jù)。

　　作為長江水旱災(zāi)害防御的“耳目尖兵”，這里主要承擔(dān)著流域水文氣象信息匯集處理、預(yù)測預(yù)報、系統(tǒng)建設(shè)及技術(shù)研究等職責(zé)，長江委水文局長江水文情報預(yù)報中心副主任陳瑜彬介紹，過去，傳統(tǒng)防汛監(jiān)測主要依賴人工巡查、雨量站和水文站等固定式設(shè)備，存在監(jiān)測盲區(qū)大、數(shù)據(jù)更新滯后等問題。而現(xiàn)在，依托“天空地水工”一體化監(jiān)測感知網(wǎng)絡(luò)匯集的“千里眼”，實現(xiàn)了全時段、全要素、全覆蓋的立體化監(jiān)測。

　　“我們每天收集進來的信息覆蓋長江流域180萬平方公里，數(shù)量可達百萬條，大部分站點都是5分鐘一個數(shù)據(jù)，20分鐘內(nèi)，可實現(xiàn)流域中心到報率99.8%?！标愯け虮硎?。

　　經(jīng)統(tǒng)計，長江委共享了長江流域86部雷達、風(fēng)云4號氣象衛(wèi)星，匯集了流域內(nèi)水文站、水庫站、雨量站等約5萬個水文氣象報汛站點，通過整合衛(wèi)星、雷達、地面監(jiān)測站點，以及視頻監(jiān)控、甚至無人機，最終構(gòu)建起這套長江流域全覆蓋的“天空地水工”一體化監(jiān)測體系。

　　當(dāng)全流域的降雨情況盡在掌握，防汛工作便從“被動應(yīng)對”轉(zhuǎn)向“主動預(yù)判”，提前看得到潛在的風(fēng)險，就為接下來的洪水預(yù)警和調(diào)度爭取到了寶貴的“提前量”。

　　“最強大腦”：讓水情預(yù)報精準可靠

　　當(dāng)“千里眼”將長江流域海量的雨水情數(shù)據(jù)匯聚起來，就該“最強大腦”大顯身手了。

　　“最強大腦”依托人工智能、大數(shù)據(jù)分析等智能算法和水文、水力學(xué)等專業(yè)模型算法，構(gòu)建了短臨、短期、中期、延伸期以及長期多時間尺度嵌套的定量降水預(yù)報體系以及洪水預(yù)報調(diào)度一體化模擬體系，在滾動跟蹤和消化分析流域內(nèi)的數(shù)據(jù)后，可以實現(xiàn)流域定量降水預(yù)報、洪水預(yù)報全覆蓋。

　　基于“最強大腦”，還可以完成長江流域水雨情發(fā)展態(tài)勢模擬，自動識別風(fēng)險，并提供智能化的決策建議。陳瑜彬提到了一組數(shù)字：“目前長江中下游干流有效預(yù)見期為3-7天，短期預(yù)報精度最高達90%以上，對于三峽來說，預(yù)見期3天預(yù)報準確率是85%以上，整個預(yù)測結(jié)果還是比較可靠的?！?/p>

　　值得一提的是，這些精確模擬預(yù)報結(jié)果的背后，是人機交互共同協(xié)作的結(jié)果。

　　陳瑜彬說，通常開展長江流域全流域水流模擬計算大概只需要3-5分鐘，計算完成后可以獲得每條河流沿程每個斷面的水位流量過程，但“不可能是機器算出來什么結(jié)果，就用什么結(jié)果”，為提高預(yù)報精度，預(yù)報員需將專家經(jīng)驗融入計算結(jié)果中，對每一條河、每一個站點的數(shù)據(jù)繼續(xù)進行認真審視，對每個斷面的水位流量過程進行實時校正，以獲得更加精準的預(yù)報。

　　今年入汛以來，長江委利用“最強大腦”開展全流域水情模擬預(yù)報及調(diào)度方案對比分析近1000次，成功應(yīng)對流域強降水過程，為江河湖庫安全度汛提供了科學(xué)支撐。

　　“數(shù)字孿生長江”：讓調(diào)度決策一目了然

　　如果說“千里眼”和“最強大腦”為科學(xué)決策提供了可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)和分析成果，那“數(shù)字孿生長江”就是將推演出的調(diào)度方案以更直觀的方式展現(xiàn)在大家面前。

　　近年來，為了滿足長江流域預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案相關(guān)業(yè)務(wù)的需求，長江委開展長江流域控制性水利工程綜合調(diào)度支持系統(tǒng)和數(shù)字孿生長江建設(shè)，利用大數(shù)據(jù)、云計算、數(shù)字孿生技術(shù)打造“數(shù)字孿生長江智慧防洪抗旱系統(tǒng)”，以宏觀感知流域洪枯水態(tài)勢，微觀聚焦重點區(qū)域風(fēng)險評估。

　　大屏幕上，預(yù)報員實時演示了一場“壓力測試”：當(dāng)長江上游輸入較大的降雨數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)快速完成計算，三峽水庫水位到達較高數(shù)值，庫區(qū)沿岸可能受淹的土地建筑立刻被鮮明的顏色標(biāo)注出來，洪水可能造成的損失，一目了然。

　　“它會對我們的長江流域做一個透視性的體檢，相當(dāng)于‘把脈’”，陳瑜彬解釋道，“在識別出薄弱環(huán)節(jié)和風(fēng)險點后，它也會給出相應(yīng)的應(yīng)對方案，將風(fēng)險化險為夷”。

　　基于精細化的場景構(gòu)建，“數(shù)字孿生長江”系統(tǒng)可以實時模擬推演洪水演進過程，助力決策者科學(xué)比較不同調(diào)度方案的優(yōu)劣，從而精準選出“最優(yōu)解”，有效支撐流域防洪的精準調(diào)度。

　　“總體來看，‘千里眼’讓我們看得全、看得遠，‘最強大腦’則讓我們判得明、斷得清，‘?dāng)?shù)字孿生’讓我們算得準、看得透。三者環(huán)環(huán)相扣，讓我們能夠更早地預(yù)見風(fēng)險、更科學(xué)地調(diào)控洪水、更有效地守護長江流域的江河安瀾。”

　　從當(dāng)年的算盤和筆尺，到如今分鐘級計算、厘米級精度的智慧防洪體系，技術(shù)的飛躍不僅是效率的提升，更展現(xiàn)著長江流域治理能力的歷史性跨越。在不斷進化的智慧力量守護下，長江必將更好地護航發(fā)展、惠澤人民。(完)