2023年4月14日下午，應(yīng)城市水循環(huán)與海綿城市技術(shù)北京市重點實驗室主任徐宗學(xué)教授邀請，清華大學(xué)教授、寧夏大學(xué)王忠靜副校長以線上方式，做了題為“基于數(shù)字孿生的水聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)代化灌區(qū)設(shè)想與實踐”的學(xué)術(shù)報告。會議由實驗室主任徐宗學(xué)教授主持，實驗室副主任魚京善教授，我院左德鵬副院長、胡立堂教授、趙長森副教授、朱中凡副教授，中國城市建設(shè)研究院水務(wù)環(huán)境研究所薛祥山所長等實驗室相關(guān)人員與師生40余人聆聽報告并參加了學(xué)術(shù)交流。

徐宗學(xué)主任主持報告會

數(shù)字孿生灌區(qū)是智慧水利建設(shè)的重要組成部分，是現(xiàn)代化灌區(qū)的重要標志，也是新階段灌區(qū)高質(zhì)量發(fā)展的方向。“有了數(shù)字技術(shù)后，農(nóng)村供水發(fā)生了天翻地覆的變化”。王校長的報告對我國灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展階段、現(xiàn)階段的核心特征與挑戰(zhàn)、應(yīng)用實踐進行了全面的介紹，并展望了灌區(qū)現(xiàn)代化發(fā)展藍圖。王校長首先分析了我國灌區(qū)幾個發(fā)展階段的不同特征，和灌區(qū)管理經(jīng)歷的傳統(tǒng)管理、信息化管理和未來智慧化管理的幾個發(fā)展階段。針對現(xiàn)存的大中型灌區(qū)管理水平參差不齊，造成生產(chǎn)力低的問題，王校長從安全保障、農(nóng)業(yè)灌溉排水、管理與服務(wù)、效率與效益、生態(tài)環(huán)境五個方向給出了20個指標，指出以上方向中可賦能智慧的環(huán)節(jié)都是數(shù)字孿生能解決的問題。

王忠靜副校長作報告

提高水資源效能是灌區(qū)現(xiàn)代化的本質(zhì)要求，其根本途徑是全局的風險控制與效益優(yōu)化，高度依賴于感知程度、跟蹤精度、配送適度和分析準度，這和數(shù)字孿生的概念核心一致，由此水利部提出“數(shù)字孿生灌區(qū)”概念，其目的概括為節(jié)水、節(jié)能、增產(chǎn)、增效、安全。王校長過去10年在水聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)代化灌區(qū)的工作正是對數(shù)字孿生灌區(qū)的先行先試。王校長解析了數(shù)字孿生灌區(qū)現(xiàn)代化的痛點、挑戰(zhàn)與技術(shù)瓶頸，指出找到最佳決策路徑、自動調(diào)度、最終自動規(guī)避風險就是現(xiàn)代化灌區(qū)的目標。

水聯(lián)網(wǎng)概念最初由王光謙院士以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)提出，王校長進一步闡釋了水聯(lián)網(wǎng)“物理水網(wǎng)、虛擬水網(wǎng)、市場水網(wǎng)的三網(wǎng)融合”總體架構(gòu)，逐一解析了水聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)特征“實時感知、水信互聯(lián)、過程跟蹤、智能處理”的要點與要求。并對比得出現(xiàn)代化灌區(qū)與數(shù)
字孿生灌區(qū)在精準灌溉、智能灌溉、低碳低耗、生態(tài)友好思想的一致性，以及現(xiàn)代化灌區(qū)設(shè)想還考慮到了經(jīng)濟這一現(xiàn)實要素的差異性。數(shù)字孿生灌區(qū)具體而言，就是在物理灌區(qū)進行實時感知、物理灌區(qū)與智能灌區(qū)進行水信互聯(lián)、過程跟蹤和智能處理環(huán)節(jié)要在數(shù)字灌區(qū)找到最優(yōu)的解決方法，反饋給物理灌區(qū)，從而實現(xiàn)自動生產(chǎn)，大幅提高管理效能。水聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)在水文預(yù)報、水源調(diào)度、輸配水系統(tǒng)、田間灌溉等環(huán)節(jié)為灌區(qū)現(xiàn)代化賦能。王校長結(jié)合幾個現(xiàn)實中的灌溉制度場景、水量計量場景、輸配水控制場景介紹了水聯(lián)網(wǎng)全渠系智能控制的優(yōu)越性與必要性，并強調(diào)了其對于建立水權(quán)交易體系的意義。最后簡要介紹了水聯(lián)網(wǎng)全渠系智能控制技術(shù)在各灌區(qū)應(yīng)用的實踐，其中寧夏秦漢渠農(nóng)場渠段全渠道控制算法的運行成功為全國首例，解決了卡脖子技術(shù)問題，并在第二代算法中超越國外先進水平。

報告結(jié)束后的問答交流環(huán)節(jié)，胡立堂教授、魚京善教授、趙長森教授、薛祥山所長及其他師生在數(shù)據(jù)要求、算法在推廣中的通用性、自動化控制原理、數(shù)字孿生在城市流域雨洪和水務(wù)管理方面應(yīng)用的可能性等問題上進行了交流互動，徐宗學(xué)主任就如何辨析數(shù)字孿生技術(shù)相較于之前所提出的相關(guān)名詞概念的本質(zhì)區(qū)別與進步之處以及相關(guān)工作實踐中的經(jīng)驗與王校長進行了交流。

會議交流環(huán)節(jié)

王忠靜，清華大學(xué)長聘教授、寧夏大學(xué)副校長，中國水利學(xué)會農(nóng)業(yè)水利專委會、調(diào)水專委會、雨水利用專委會副主任委員，北京水利學(xué)會副理事長，亞洲水理事會水聯(lián)網(wǎng)智慧水利專委會主席，國際水資源學(xué)會中國委員會副主席，清華大學(xué)-寧夏銀川水聯(lián)網(wǎng)數(shù)字治水聯(lián)合研究院院長。主持國家自然基金面上及重點項目多項，國家“九五”—“十四五”科技計劃專題、課題和項目多項，近年來專注基于數(shù)字治水的水資源規(guī)劃與管理研究，提出的水聯(lián)網(wǎng)理論與技術(shù)體系促進了智慧水利的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+城鄉(xiāng)供水”技術(shù)已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，水聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)代化灌區(qū)已完成百萬畝級中試，投入生產(chǎn)應(yīng)用。發(fā)表學(xué)術(shù)論文270余篇，出版專著14部，獲批發(fā)明專利20余項，獲國家科技進步二等獎2項，省部級科技進步一二等獎14項。

王忠靜副校長的學(xué)術(shù)報告內(nèi)容詳實全面、深入淺出，體現(xiàn)了產(chǎn)、學(xué)、研、用的緊密結(jié)合。報告內(nèi)容緊扣近年水利部主抓的重要工作和智慧水利這一熱點研究領(lǐng)域，與會人員從中受益匪淺，大家針對報告內(nèi)容展開了熱烈的討論，王校長對大家提出的問題逐一進行了詳細回應(yīng)。王校長的精彩報告拓寬了與會人員的視野，激活了研究思路，為水利信息化、智慧化研究提供了靈感，對于實驗室今后擬開展的智慧城市、韌性城市建設(shè)具有重要的啟示作用，同時亦有力提升了重點實驗室和北京師范大學(xué)水科學(xué)研究院的學(xué)術(shù)影響力。

（供稿：黃亦軒）