数字孪生黄河5分钟模拟7天洪水过程，智慧水利让每一滴水都"算得清"(数字孪生黄河 申论)

"我们可在5分钟内完成黄河下游7天洪水过程的模拟，洪峰计算误差在5%以内。"黄河水利科学研究院泥沙所副所长张防修介绍，数字孪生黄河依托统一数据底板、"1314"数学模拟体系、GPU并行超算算力，是极端天气应对、常态化水资源调度、全周期防汛减灾的核心决策大脑，与原型黄河、模型黄河互补协同，构筑起治黄数字智慧底座。这意味着，面对可能发生的洪水，水利部门可以在几分钟内预演洪水演进过程，提前制定调度方案，为防汛减灾抢出宝贵时间。

数字孪生技术正在全面赋能水利管理。七大江河数字孪生流域建设稳步推进，"国家水网一张图"初步构建，数字孪生三峡、数字孪生南水北调等11个重点工程投入实战应用，49处数字孪生灌区先行先试、32处数字孪生调水工程建设取得阶段性成效。"天空地水工"一体化监测感知系统加快构建，遥感卫星、水利测雨雷达、堤坝隐患探测设备等投入应用，水利部本级汇集72类2600万个水利物理对象要素信息。"高保真"数字流场模拟数学模型系统加快构建，"云—雨"短临降水预报模型、分布式水文模型、洪水演进水动力学模型、南水北调中线工程水温冰情预测模型等研发取得突破，预报预警预演预案功能有效发挥。

在农业灌溉领域，数字孪生让每一亩麦田都喝上"及时水""聪明水"。在山东潘庄灌区，当地依托数字孪生平台，根据墒情、苗情变化，运用AI水动力仿真模型对灌区520万亩耕地的配水方案进行三维预演，实施精准配水。在位山灌区智慧调度中心，数字孪生平台实时呈现着灌区全貌，水情、工情、墒情、雨情数据实时跳动，通过模型运算、仿真模拟，实现水资源优化调度。在湖南郴州汝城县龙虎洞灌区，综合运用空天遥感、物联网等技术搭建灌区数字孪生平台，灌区灌溉水利用系数由0.55提升至0.6。物理信息神经网络（PINNs）水利AI也取得突破，将水力学物理定律嵌入AI训练。基于全栈信创架构的水利部数字孪生平台、数字孪生水利防洪"四预"决策支持系统分获奖项。从"经验治水"到"智慧治水"，数字孪生正在重塑水利管理方式，让水资源调度更精准、更高效。