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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任徐宗學(xué)教授邀請(qǐng)，清華大學(xué)教授、寧夏大學(xué)王忠靜副校長(zhǎng)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(shí)踐”的學(xué)術(shù)報(bào)告。會(huì)議由實(shí)驗(yàn)室主任徐宗學(xué)教授主持，實(shí)驗(yàn)室副主任魚京善教授，我院左德鵬副院長(zhǎng)、胡立堂教授、趙長(zhǎng)森副教授、朱中凡副教授，中國(guó)城市建設(shè)研究院水務(wù)環(huán)境研究所薛祥山所長(zhǎng)等實(shí)驗(yàn)室相關(guān)人員與師生40余人聆聽報(bào)告并參加了學(xué)術(shù)交流。

徐宗學(xué)主任主持報(bào)告會(huì)

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(biāo)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(zhǎng)的報(bào)告對(duì)我國(guó)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(shí)踐進(jìn)行了全面的介紹，并展望了灌區(qū)現(xiàn)代化發(fā)展藍(lán)圖。王校長(zhǎng)首先分析了我國(guó)灌區(qū)幾個(gè)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(gè)發(fā)展階段。針對(duì)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(zhǎng)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(gè)方向給出了20個(gè)指標(biāo)，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(zhǎng)作報(bào)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(fēng)險(xiǎn)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(zhǔn)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(zhǎng)過去10年在水聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)代化灌區(qū)的工作正是對(duì)數(shù)字孿生灌區(qū)的先行先試。王校長(zhǎng)解析了數(shù)字孿生灌區(qū)現(xiàn)代化的痛點(diǎn)、挑戰(zhàn)與技術(shù)瓶頸，指出找到最佳決策路徑、自動(dòng)調(diào)度、最終自動(dòng)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)就是現(xiàn)代化灌區(qū)的目標(biāo)。

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(zhǎng)進(jìn)一步闡釋了水聯(lián)網(wǎng)“物理水網(wǎng)、虛擬水網(wǎng)、市場(chǎng)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(shí)時(shí)感知、水信互聯(lián)、過程跟蹤、智能處理”的要點(diǎn)與要求。并對(duì)比得出現(xiàn)代化灌區(qū)與數(shù)
字孿生灌區(qū)在精準(zhǔn)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(jì)這一現(xiàn)實(shí)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(jìn)行實(shí)時(shí)感知、物理灌區(qū)與智能灌區(qū)進(jìn)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(bào)、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(zhǎng)結(jié)合幾個(gè)現(xiàn)實(shí)中的灌溉制度場(chǎng)景、水量計(jì)量場(chǎng)景、輸配水控制場(chǎng)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(qiáng)調(diào)了其對(duì)于建立水權(quán)交易體系的意義。最后簡(jiǎn)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(shí)踐，其中寧夏秦漢渠農(nóng)場(chǎng)渠段全渠道控制算法的運(yùn)行成功為全國(guó)首例，解決了卡脖子技術(shù)問題，并在第二代算法中超越國(guó)外先進(jìn)水平。

報(bào)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(zhǎng)森教授、薛祥山所長(zhǎng)及其他師生在數(shù)據(jù)要求、算法在推廣中的通用性、自動(dòng)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(jìn)行了交流互動(dòng)，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(jìn)步之處以及相關(guān)工作實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn)與王校長(zhǎng)進(jìn)行了交流。

會(huì)議交流環(huán)節(jié)

王忠靜，清華大學(xué)長(zhǎng)聘教授、寧夏大學(xué)副校長(zhǎng)，中國(guó)水利學(xué)會(huì)農(nóng)業(yè)水利專委會(huì)、調(diào)水專委會(huì)、雨水利用專委會(huì)副主任委員，北京水利學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)，亞洲水理事會(huì)水聯(lián)網(wǎng)智慧水利專委會(huì)主席，國(guó)際水資源學(xué)會(huì)中國(guó)委員會(huì)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(zhǎng)。主持國(guó)家自然基金面上及重點(diǎn)項(xiàng)目多項(xiàng)，國(guó)家“九五”—“十四五”科技計(jì)劃專題、課題和項(xiàng)目多項(xiàng)，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(jìn)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(shí)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(jí)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(xiàng)，獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，省部級(jí)科技進(jìn)步一二等獎(jiǎng)14項(xiàng)。

王忠靜副校長(zhǎng)的學(xué)術(shù)報(bào)告內(nèi)容詳實(shí)全面、深入淺出，體現(xiàn)了產(chǎn)、學(xué)、研、用的緊密結(jié)合。報(bào)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(diǎn)研究領(lǐng)域，與會(huì)人員從中受益匪淺，大家針對(duì)報(bào)告內(nèi)容展開了熱烈的討論，王校長(zhǎng)對(duì)大家提出的問題逐一進(jìn)行了詳細(xì)回應(yīng)。王校長(zhǎng)的精彩報(bào)告拓寬了與會(huì)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(duì)于實(shí)驗(yàn)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(shí)亦有力提升了重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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）