數(shù)字孿生水利，通俗來(lái)說(shuō)，是指用云計(jì)算、人工智能等信息技術(shù)，采集全量數(shù)據(jù)，開(kāi)展智能化模擬和可視化展示，把江河湖庫(kù)的水體運(yùn)動(dòng)、水網(wǎng)管理、工程調(diào)度等裝進(jìn)數(shù)字空間，更加直觀地做到超前模擬推演、仿真分析，進(jìn)而優(yōu)化防汛調(diào)度、工程建設(shè)、水資源管理等工作。數(shù)字孿生水利讓治水用水護(hù)水有了“智慧大腦”，為水利決策管理提供了前瞻性、科學(xué)性、精準(zhǔn)性、安全性支持。
江蘇洪澤古灌區(qū)丨千年“活態(tài)水工遺產(chǎn)”汩汩潤(rùn)良田
目前，我國(guó)已有34家灌溉工程列入世界灌溉工程遺產(chǎn)名錄，這些遺產(chǎn)工程少則上百年歷史，多的有上千年的歷史，這些古老的灌溉工程是如何體現(xiàn)古人智慧的？歷經(jīng)多年，它們又是如何發(fā)揮著作用？我們一起去了解一下。
江蘇洪澤古灌區(qū)本月初入選2023年世界灌溉工程遺產(chǎn)名錄。近年來(lái)這里每年的糧食產(chǎn)量穩(wěn)定在10億斤左右。
洪澤古灌區(qū)歷史最早可以追溯到公元199年。明代大修洪澤湖大堤，攔蓄淮河水形成洪澤湖，成為灌區(qū)的水源至今。
灌區(qū)擋水工程洪澤湖大堤是在用的古代最長(zhǎng)堤壩，全長(zhǎng)67.25公里。大堤的石工墻由墻身、磚柜三合土和樁基組成。由于土、石兩種材料密度不通壓縮變形差異較大，是施工中的難點(diǎn)。而古人用河磚砌筑成磚柜，剛度介于土、石之間，緊貼在墻身后，來(lái)緩和土石之間材料差異大的矛盾，形成現(xiàn)代土木科學(xué)中典型的“彈模過(guò)渡帶”，在當(dāng)時(shí)具有開(kāi)創(chuàng)性和領(lǐng)先性。此外，在大堤的建造和改進(jìn)過(guò)程中，還應(yīng)用了直立條式石工墻與坦坡防浪、閘壩泄洪、三合土防沖等技術(shù)，這些技術(shù)都是古代水利方面的重大發(fā)明與創(chuàng)造。
江蘇洪澤古灌區(qū)丨新技術(shù)助力高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)
江蘇洪澤古灌區(qū)，歷經(jīng)千年滄桑，見(jiàn)證了我國(guó)一代代水利人的勤勞與智慧。近年來(lái)，當(dāng)?shù)厮块T(mén)對(duì)洪澤古灌區(qū)進(jìn)行修復(fù)，灌區(qū)信息化、智慧化程度越來(lái)越高。
江蘇省淮安市洪澤區(qū)水利局副局長(zhǎng) 徐劍：開(kāi)展了現(xiàn)代化的節(jié)水改造，先后投入資金約4.5億元，新建了100多公里的襯砌渠道，配套各類建筑物有800余座。目前已經(jīng)形成了這個(gè)灌得上、排得出、降得下、擋得住、能控制的這樣一個(gè)工程體系。
在洪澤區(qū)三河鎮(zhèn)，12萬(wàn)畝的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田中，有的田塊小麥剛播種結(jié)束，有的田塊已經(jīng)綠油油的一片，長(zhǎng)勢(shì)喜人。
2019年起，洪澤區(qū)加快推進(jìn)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)，實(shí)行小灌區(qū)改造，建設(shè)地下管道，推進(jìn)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)節(jié)本增效。如今，洪澤區(qū)三河鎮(zhèn)的田地已經(jīng)路相連、渠相通、溝配套。田地上裝有測(cè)溫儀等設(shè)備，田間光照、濕度、降水量等信息實(shí)現(xiàn)了“空中傳遞”，農(nóng)情監(jiān)測(cè)員對(duì)作物實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并制定田管標(biāo)準(zhǔn)，第一時(shí)間播發(fā)給農(nóng)戶們，讓農(nóng)戶管得準(zhǔn)、不誤時(shí)。
江蘇省淮安市洪澤區(qū)三河鎮(zhèn)農(nóng)村工作局副局長(zhǎng) 張平：這一處是我們?nèi)渔?zhèn)2021年高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)中建設(shè)的一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，主要為我們這一片農(nóng)田提供一些墑情、苗情、蟲(chóng)情、水情這方面的數(shù)據(jù)服務(wù)。我們把這些數(shù)據(jù)收集，然后進(jìn)行分析，為農(nóng)戶提供一些技術(shù)服務(wù)，農(nóng)戶根據(jù)我們提供的數(shù)據(jù)對(duì)田間進(jìn)行管理，為我們的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)打下基礎(chǔ)。
江西潦河灌區(qū)丨古今智慧融通 保障農(nóng)田灌溉
在江西，始建于唐朝的潦河灌區(qū)工程，2021年入選世界灌溉工程遺產(chǎn)。歷經(jīng)千年發(fā)展，當(dāng)?shù)赝ㄟ^(guò)搶救性修復(fù)和進(jìn)行多項(xiàng)改造，讓古老的灌區(qū)煥發(fā)出了新的生機(jī)。全年用水量在1.7億立方米，灌區(qū)糧食總產(chǎn)量5.6億斤。
這條河流，名為潦河，源于九嶺山脈，蜿蜒流經(jīng)宜春市靖安、奉新和南昌市安義3縣，全長(zhǎng)148公里。為了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，古人在唐、明、清時(shí)期，沿潦河河道折彎處分別修建了蒲陂、烏石潭陂和香陂三座古陂，引水灌溉。這些古陂壩體以一定的斜角，立于河道之中，引水入渠，形成了灌溉為主，并兼有防洪、排澇、水土保持等功能的多壩自流引水灌區(qū)——潦河灌區(qū)。
江西省潦河工程管理局副局長(zhǎng) 夏繼平：三座古陂均屬于非正交堰壩類型，堰頭低、堰尾高，這種結(jié)構(gòu)對(duì)大自然干預(yù)最小，洪水來(lái)了，對(duì)壩體水流沖擊力更小。即使發(fā)生潰壩，部分水流剪力還能轉(zhuǎn)化為對(duì)堰體石塊的壓力，不至于使壩體一潰而散，相對(duì)更加穩(wěn)定。
古陂不僅建造設(shè)計(jì)巧妙，根據(jù)陂壩碑刻記載，對(duì)水源的使用，古人也制定了鄉(xiāng)規(guī)民約，分水而治，保障農(nóng)田灌溉。
江西省宜春市靖安縣河長(zhǎng)辦專職副主任 王艷鳳：古代用水鄉(xiāng)規(guī)民約，明確了上中下字號(hào)田的用水規(guī)則，并明確了處罰措施。三座古陂壩，體現(xiàn)了古代人民重視“技術(shù)+管理”相結(jié)合的理念，對(duì)應(yīng)了現(xiàn)行《水法》要求，避免了設(shè)施損毀、浪費(fèi)水資源和水事糾紛，體現(xiàn)了古代人民的用水智慧。
秉持古人灌區(qū)建設(shè)理念，在新中國(guó)成立后，江西在潦河灌區(qū)相繼興建四座灌溉工程，形成了現(xiàn)有7座閘壩、7條干渠，灌溉面積達(dá)33.6萬(wàn)畝的規(guī)模。經(jīng)過(guò)歷代演變，潦河灌區(qū)發(fā)展成為如今江南丘陵地區(qū)現(xiàn)存最完整的傳統(tǒng)灌溉水利系統(tǒng)。
江西潦河灌區(qū)丨保護(hù)修復(fù)與智慧化改造并重 保障豐收
近年來(lái)，當(dāng)?shù)丶哟髶尵刃孕迯?fù)古陂的力度，開(kāi)展水系連通、農(nóng)村水系綜合整治試點(diǎn)和水生態(tài)文明村建設(shè)等工作，讓古老的灌區(qū)煥發(fā)出了新的活力。
江西省宜春市靖安縣水利局局長(zhǎng) 余斌：我們縣傳承古代建壩的生態(tài)理念，在新建的解放閘壩中，采用氣盾壩型，利用空氣壓縮原理，通過(guò)給氣囊充氣和排氣，使鋼護(hù)板升起和倒伏，實(shí)現(xiàn)水位高度的調(diào)節(jié)，且充分利用壩頂?shù)囊缌鳌?022年，在干旱比較嚴(yán)重的時(shí)候，我們通過(guò)氣盾壩，精準(zhǔn)調(diào)控水位，科學(xué)節(jié)水，確保了農(nóng)田灌溉用水需求。
如今，通過(guò)修復(fù)升級(jí)的蒲陂、烏石潭陂、香陂三座古陂，分別以北潦閘壩、洋河閘壩、解放閘壩的新名字，繼續(xù)發(fā)揮灌溉、防洪等作用。同時(shí)，江西還在潦河灌區(qū)搭建了智慧水利平臺(tái)，用127個(gè)視頻點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)灌區(qū)干支渠的水位、流量和引用水量信息，精準(zhǔn)調(diào)配用水資源。并通過(guò)實(shí)施“十四五”續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造工程，提升灌區(qū)水利工程的調(diào)蓄能力和供水潛力，夯實(shí)贛西北糧倉(cāng)的用水灌溉基礎(chǔ)。
江西省南昌市安義縣水利局工程師 涂安安：今年，我們實(shí)施了長(zhǎng)石灌區(qū)改造項(xiàng)目，采用管道化輸水，將水通過(guò)主管輸送到每個(gè)小灌片，再通過(guò)支管覆蓋每片農(nóng)田。工程建成后，灌溉水利用系數(shù)由現(xiàn)在0.52提高至0.65以上，可以改善灌溉面積1.2萬(wàn)畝。
江西省南昌市安義縣龍津鎮(zhèn)楊樹(shù)垅村農(nóng)戶 劉普根：我家的田地勢(shì)比較高，以前的水渠灌溉，水上不去。現(xiàn)在好了，新修了灌渠，可以直接放水到田里，灌溉再也不發(fā)愁了，豐收也有了保障。
