把每一方黄河水都用在“刀刃”上
——解读数字孪生灌区的“聊城样本”
■ 本报记者 夏旭光
“原来都是大水漫灌,一天浇5到7亩地,现在用上智能灌溉系统,随时刷卡取水,一天能浇20亩地,不但提高了效率,亩均用水量还从170立方米降到了120立方米,亩均灌溉成本下降20—50元。”9月8日,东昌府区韩集镇种粮大户王立浩介绍,今年,他使用了“射频卡+节水管网”取水,使灌溉更加精量化。
粮食生产,命脉在水利。近年来,聊城始终坚持以增强国家粮食安全保障能力为目标,不断夯实灌排基础设施体系,加快推进位山灌区数字孪生灌区建设,精准分析旱情和农作物需水情况,精细调配水资源,推动实现“供水精准调度、水资源优化配置、工程智能调控、管理标准规范”,成为聊城粮食丰产丰收、打造 “沿黄绿色粮仓”的数字密码。
2023年,聊城粮食总产116.6亿斤,较2022年增加2.1亿斤。2024年,聊城夏粮单产470.23公斤/亩,较上年增长1.56%,高于全省0.34个百分点;总产58.43亿斤,较上年增长1.87%,高于全省0.29个百分点,在高基数上实现了高增长。
打造最强大脑 完善毛细血管
黄河水如何从引黄闸被科学调配到田间呢?
原来,农户使用的射频卡连接着一个“超级大脑”——位山灌区数字孪生系统。这个系统可以实现土壤墒情、黄河水情、气象信息等数据的共享,利用数字孪生平台配水调度模型,帮助生成适合当前灌季的配水调度方案。
“我们着力打造‘1+3+N’数字孪生灌区,即建设1个数字孪生平台,突出水资源优化调度、水旱灾害预警、输沙减淤3项需求,强化N项业务应用,全面提升现代化管理水平和水旱灾害防御能力。”市位山灌区管理服务中心副主任杨玉广说。
近年来,位山灌区敷设光缆247公里,覆盖骨干渠道全线;建成全自动轨道(缆道)测流设施35处、水情监测站点1182处,建成高清视频监控1077处,建成国家级灌溉试验站,增设土壤墒情等监测设备148套,实现骨干渠道用水监测、干渠工程监管、典型区域数据监测全覆盖,为合理配置水资源提供了科学依据。
位山灌区还突出抓好大型灌区续建配套与现代化改造,基本建成“功能完整、节水显著、运行可靠、调控灵活”的骨干工程体系,市管工程完好率90%以上,大小水渠犹如毛细血管一般深入田间地头,使整个灌区的渠系更加畅通。
“数据引擎”驱动 滴滴滋润农田
9月11日,在位山灌区数字孪生智慧调度中心,工作人员一边观察数据和实时监控画面,一边操作系统。
“有了水还得用好水。我们发挥数字孪生平台概化图的‘驾驶舱’功能,提前预判分析,对引、蓄、提三种水源进行合理配置;对各县(市、区)引水起主要作用的13处大型节制闸、39处支渠闸实行远程控制、自动化监控启闭,大幅提高了工作效率,使工程调控更精准、水量调度更及时。同时,平台融合35套全自动轨道(缆道)测流系统,市管骨干渠道全部实现自动测流、精准计量,测流时间较传统方式节省50%以上,测流精度提高3%。”市位山灌区管理服务中心供水管理科科长张俊说,数字孪生更重要的是能对灌区输配水过程进行场景化动态模拟预演,建立起配水调度模型,帮助生成适合当前灌季的配水调度方案。
过去,灌区配水基本凭经验,动态调整有一定的滞后性,极易造成水资源浪费和用水不均衡现象。如今,我市通过数字孪生系统整合现有平台资源,充分发挥数字孪生平台算力算法算据支撑作用,赋能夏灌等供水工作全过程、全链条管理,准确调度每个干渠的水量,为500多万亩农田精准调配黄河水源。如今,数字孪生位山灌区系统每年可节水约6000万立方米。
讲好黄河故事 澎湃发展强音
从肩挑手推、人工凿石,到机械作业、数字孪生;从黄沙漫天、风起尘扬,到绿树成荫、鸟语花香;从“高水位、大流量、速灌速停”、覆淤还耕到泥沙系统开发、综合治理、资源化利用……澎湃华夏的黄河重大国家战略,已然在我市位山灌区奏响了迈向全国一流的水韵长歌。
我市坚决扛牢引黄抗旱的大旗,不断做优做强供水文章,在位山灌区形成工程、制度、数字、水价、宣传“五位一体”节水体系,以占全国约0.2‰的水资源,灌溉了全国约2.7‰的耕地,生产了全国约5.8‰的粮食、4.6‰的蔬菜,实现了聊城粮食“二十一”连丰。
位山灌区主动融入黄河重大国家战略布局,创新传承发展黄河文化、引黄灌溉文化,奋力打造黄河文化传承弘扬“位山明珠”;坚持生态优先,绿色发展,统筹水工程、水安全、水生态、水环境、水文化一体治理,依托灌区骨干工程,建设水利枢纽景观带和绿色生态长廊,持续推进沉沙池生态修复治理,大力弘扬“两河”文化,传承红色基因,以生态为底,文化为墨,擘画了高质量发展新画卷。