河南广电大象新闻记者 朱圣宇

7月11日，一年一度的黄河汛前调水调沙圆满结束。记者了解到，今年调水调沙比往年更加智能、科学。在数字孪生技术的辅助下，黄河勘测规划设计研究院有限公司（以下简称“黄河设计院”）的技术人员利用大数据在虚拟世界建造了小浪底水库和万家寨水库。只需轻轻点击大屏幕，就可以通过历史数据模拟计算与预演，为现实中的调水调沙提供数据参考和虚拟场景再现，能更清楚地看到不同的流量下泄对黄河下游河槽和流域水库产生的影响，从而辅助调度决策。

在黄河流域，数字孪生技术正越来越深入地参与工程安全与防汛调度等工作，发挥重要的科技支撑作用。

△数字孪生小浪底防汛调度操作界面

数字孪生生成“云上”小浪底

2022年水利部部署了94项数字孪生流域和数字孪生水利工程先行先试建设任务，数字孪生小浪底工程位列其中。

自2022年3月以来，历经1年有余的开发建设，“数字孪生小浪底”已具雏形。不久前结束的2023年小浪底水利枢纽防汛应急抢险综合演练中，现场人员利用“数字孪生小浪底”，以2021年黄河秋汛洪水为背景，洪水量级放大10%，进行防洪形势分析、水库调度计算、库区淹没等预演工作，并开展库水位274米条件下的大坝安全综合研判，快速生成相关预案。

“小浪底水库历史最高水位273.5米，这次演练场景是在加大了历史极值的情况下再去推演。数字孪生技术能够呈现现实条件下无法实现的场景，并给出相关分析数据和应对方案，帮助防汛决策者更好研判水情灾情，以应对未来可能发生的险情。”黄河设计院是“数字孪生小浪底”建设的技术牵头单位，项目技术负责人侯红雨说，小浪底作为黄河防汛“重器”，有了数字孪生技术赋能，将为今年黄河防汛增加胜利“筹码”。

数字孪生水利工程建设国内外没有范例，这一工作颇具“拓荒”意义。“基于‘数字孪生小浪底’技术方案，黄河设计院制定了数字孪生水利工程建设技术导则，构建了涵盖主数据、元数据、数据质量的数据标准体系，探索出国内大型水利工程数字孪生建设可行模式，在水利部数字孪生流域建设先行先试优秀应用案例被评为优秀。”侯红雨说。

△小禹智慧防汛机器人

打造智慧系列拳头产品

从治水到“智”水，黄河设计院还自主研发了集成黄河辞典、防汛知识、水利知识等2000多个词条百科知识的“小禹智慧防汛机器人”，利用人工智能、大数据、物联网和云计算等信息技术，可以研判汛情态势，预测灾害发展趋势，科学制订调度方案，从而提高防汛指挥决策效率。

黄河设计院组建了重点产品研发团队，自主研发了云河数字孪生平台以及小禹智慧防汛、淤地坝安全管理、工程安全监测、堤坝渗漏监测、堤坝坍塌图像识别等30余项涉及智能采集、智慧工程、智慧水利的系列“拳头产品”，信息化核心技术能力逐步增强。

△云河数字孪生平台应用

随着多项关键技术不断取得突破性进展，从底层自主研发的数字孪生三维仿真引擎——“云河地球”横空出世，成为首个基于水利特征的三维数字地球平台，解决了该领域核心技术对国外软件的依赖。

“‘云河地球’可以理解为现实场景在计算中的完全模拟，大到流域场景，小到水利工程设备零部件都可以精准再现。同时支持多种水利专业模型的高效便捷加载、模拟推演和实时渲染，为智慧化模拟、精准化决策提供通用可视化平台。”侯红雨介绍。