行走江河看中国丨“千里眼”“最强大脑”……智慧防汛守护长江安澜
中新网武汉10月15日电(记者 任思雨 黎园 高可欣 李季)今年9月以来，长江第一大支流汉江在40多天内接连形成6次编号洪水，历史少见。但在完善的防汛体系支撑下，汉江干流所有监测站点水位无一超警戒。水利部长江水利委员会总工程师陈桂亚介绍，此次秋汛将于10月18日结束，“今年秋汛时间比较长，洪水过程比较多，但单次洪水的洪峰和洪量都不算大，虽然间隔时间短，却也给水库调度提供了腾挪的空间。”
近年来，长江水利委员会(以下简称“长江委”)在防汛领域逐步开展从“经验驱动”到“数智驱动”的技术实践，通过人工智能、数字孪生、高性能计算等前沿技术与传统洪水防御体系深度融合，努力提升预报预警、水旱灾害防御和跨部门协同能力。
与过去的防汛手段相比，如今都有哪些更高效的新技术？在洪水到来前，我们又如何实现精准预判与科学防范？
数字孪生长江智慧防洪抗旱系统。中新网记者 任思雨 摄
“千里眼”：让潜在风险无所遁形
走进长江委水文局长江水文情报预报中心，两块醒目的大屏实时更新着各个水情监测站的数字，来自长江全流域的实时雨量、水位、流量等数据汇集于此，成为洪水预报和调度决策的关键依据。
作为长江水旱灾害防御的“耳目尖兵”，这里主要承担着流域水文气象信息汇集处理、预测预报、系统建设及技术研究等职责，长江委水文局长江水文情报预报中心副主任陈瑜彬介绍，过去，传统防汛监测主要依赖人工巡查、雨量站和水文站等固定式设备，存在监测盲区大、数据更新滞后等问题。而现在，依托“天空地水工”一体化监测感知网络汇集的“千里眼”，实现了全时段、全要素、全覆盖的立体化监测。
“我们每天收集进来的信息覆盖长江流域180万平方公里，数量可达百万条，大部分站点都是5分钟一个数据，20分钟内，可实现流域中心到报率99.8%。”陈瑜彬表示。
“天空地水工”一体化监测体系。中新网记者 任思雨 摄
经统计，长江委共享了长江流域86部雷达、风云4号气象卫星，汇集了流域内水文站、水库站、雨量站等约5万个水文气象报汛站点，通过整合卫星、雷达、地面监测站点，以及视频监控、甚至无人机，最终构建起这套长江流域全覆盖的“天空地水工”一体化监测体系。
当全流域的降雨情况尽在掌握，防汛工作便从“被动应对”转向“主动预判”，提前看得到潜在的风险，就为接下来的洪水预警和调度争取到了宝贵的“提前量”。
“最强大脑”：让水情预报精准可靠
当“千里眼”将长江流域海量的雨水情数据汇聚起来，就该“最强大脑”大显身手了。
“最强大脑”依托人工智能、大数据分析等智能算法和水文、水力学等专业模型算法，构建了短临、短期、中期、延伸期以及长期多时间尺度嵌套的定量降水预报体系以及洪水预报调度一体化模拟体系，在滚动跟踪和消化分析流域内的数据后，可以实现流域定量降水预报、洪水预报全覆盖。
基于“最强大脑”，还可以完成长江流域水雨情发展态势模拟，自动识别风险，并提供智能化的决策建议。陈瑜彬提到了一组数字：“目前长江中下游干流有效预见期为3-7天，短期预报精度最高达90%以上，对于三峡来说，预见期3天预报准确率是85%以上，整个预测结果还是比较可靠的。”
资料图：船舶有序通过三峡船闸和三峡升船机。(无人机照片)周仕伟 摄
值得一提的是，这些精确模拟预报结果的背后，是人机交互共同协作的结果。
陈瑜彬说，通常开展长江流域全流域水流模拟计算大概只需要3-5分钟，计算完成后可以获得每条河流沿程每个断面的水位流量过程，但“不可能是机器算出来什么结果，就用什么结果”，为提高预报精度，预报员需将专家经验融入计算结果中，对每一条河、每一个站点的数据继续进行认真审视，对每个断面的水位流量过程进行实时校正，以获得更加精准的预报。
今年入汛以来，长江委利用“最强大脑”开展全流域水情模拟预报及调度方案对比分析近1000次，成功应对流域强降水过程，为江河湖库安全度汛提供了科学支撑。
“数字孪生长江”：让调度决策一目了然
如果说“千里眼”和“最强大脑”为科学决策提供了可靠的监测数据和分析成果，那“数字孪生长江”就是将推演出的调度方案以更直观的方式展现在大家面前。
近年来，为了满足长江流域预报、预警、预演、预案相关业务的需求，长江委开展长江流域控制性水利工程综合调度支持系统和数字孪生长江建设，利用大数据、云计算、数字孪生技术打造“数字孪生长江智慧防洪抗旱系统”，以宏观感知流域洪枯水态势，微观聚焦重点区域风险评估。
数字孪生长江智慧防洪抗旱系统演示调度预演。中新网记者 任思雨 摄
大屏幕上，预报员实时演示了一场“压力测试”：当长江上游输入较大的降雨数据后，系统快速完成计算，三峡水库水位到达较高数值，库区沿岸可能受淹的土地建筑立刻被鲜明的颜色标注出来，洪水可能造成的损失，一目了然。
“它会对我们的长江流域做一个透视性的体检，相当于‘把脉’”，陈瑜彬解释道，“在识别出薄弱环节和风险点后，它也会给出相应的应对方案，将风险化险为夷”。
基于精细化的场景构建，“数字孪生长江”系统可以实时模拟推演洪水演进过程，助力决策者科学比较不同调度方案的优劣，从而精准选出“最优解”，有效支撑流域防洪的精准调度。
“总体来看，‘千里眼’让我们看得全、看得远，‘最强大脑’则让我们判得明、断得清，‘数字孪生’让我们算得准、看得透。三者环环相扣，让我们能够更早地预见风险、更科学地调控洪水、更有效地守护长江流域的江河安澜。”
从当年的算盘和笔尺，到如今分钟级计算、厘米级精度的智慧防洪体系，技术的飞跃不仅是效率的提升，更展现着长江流域治理能力的历史性跨越。在不断进化的智慧力量守护下，长江必将更好地护航发展、惠泽人民。(完)
