水信息學是一個年輕的學科，但人類收集和利用水信息的歷史卻有幾千年。

　　無論是中國古代的“禹敷土，隨山刊木，奠高山大川”，還是古埃及觀察尼羅河水位變化，建造出依賴河流季節性泛濫的農田灌溉系統，都在說明治水的前提是掌握和運用與水相關的信息。

　　生產力決定了人類收集信息、探索世界的范圍和能力。歷史長河中，每一次工業革命和產業革命都帶來生產力的躍遷，也深刻改變著人類的治水方式。如今，數字技術再次引領人類進入一個全新的時代，也推動著水利這個傳統行業的轉型重塑。

　　以“從自然到數字水利：挑戰和機遇”為主題的第15屆國際水信息學大會日前在北京召開，來自世界各國的專家學者圍繞數字孿生水利建設等進行深入交流討論，大會發布數字孿生水利行動北京倡議，獲得國際社會廣泛關注。

　　“中國通過數字孿生水利建設，支撐流域防洪減災、水資源管理調配等各項水利業務實現‘四預’（預報、預警、預演、預案）功能，在應對各類水安全挑戰風險中下好先手棋、打好主動仗，為推動水利高質量發展、保障中國水安全提供科學、高效、精準、安全的決策支持。”水利部副部長王道席在開幕式上說。

　　2024年是中國全功能接入國際互聯網30周年。30年來，中國水利乘改革之勢推動治水科技與管理的創新發展，為全球范圍內實現可持續的水資源管理貢獻中國智慧、中國方案、中國力量。

　　“本屆大會在中國北京召開恰逢其時，在中國這片沃土上，數字孿生水利建設方興未艾。”國際水利與環境工程學會主席菲利普·顧博維爾表示，中國正在積極參與全球水治理，為世界提供更多數字水利公共產品。

　　當前，一個持續發展、更加開放的中國，正在以數字技術賦能水利建設和發展，為世界帶來新動力、新機遇。

　　數字變革的問和答

　　為什么是向數字化轉型？

　　其實，水利行業的數字化轉型，并不是個新鮮事。1991年，水信息學概念一經提出，就引發了國際社會對智能化水務解決方案的關注。再向前追溯，20世紀中期，美國就已提出用機器輔助人腦進行水務運營與管理。

　　“數字變革需要實現系統重塑，但這對于水行業并不容易。水行業經常被認為是很‘保守’、進步比較緩慢的行業，這是因為它是事關國計民生的重要領域，所以，長期以來，我們采取的都是較為安全和謹慎的解決方案。”蘇伊士集團亞洲首席技術官奧利維爾·皮森解釋道。

　　與“保守”轉型所不同的是，水危機正在加速到來。

　　2024年聯合國水發展報告指出，比較容易開發利用的、與人類生活生產關系最為密切的淡水資源還不到全球水總量的萬分之一，氣候變化也正加劇淡水資源空間分布的不均衡。全球大江大河干涸現象屢見不鮮，許多孕育出古老文明的大型三角洲也在逐漸萎縮……傳統治水手段已無法應對愈加復雜的水問題，變革迫在眉睫。

　　站在轉型的十字路口，不少國家都選擇了推動數字變革——

　　在新加坡公用事業局首席信息官林金鑫看來，正因為水網有了數字化技術的加持，人們面對洪水時不再是被動響應，而是掌握更多主動權。“過去幾年來，我們采取積極主動的策略，在汛期來臨之前，用數字化技術檢測相應的大壩，做到未雨綢繆。”林金鑫說。

　　沙特國際電力與水務公司首席執行官帕迪·帕德瑪納森說：“技術創新是應對區域水危機的出路，應用人工智能、大數據等技術，沙特海水淡化效率大幅度提高，成本從每立方米超過2美元下降至不到0.5美元。”

　　對于數字技術賦能傳統行業帶來的好處，水利部信息中心（水利部水文水資源監測預報中心）副主任成建國也深有感觸：“水利系統的時間和空間跨度大，幾乎沒有辦法實現自然流域中的‘極端事件試驗’。而借助數字孿生技術，在數字空間構建出流域、水網或工程的‘雙胞胎’，就可以對各種極端事件進行推演并制定預案，這也讓我們在應對海河‘23·7’流域性特大洪水時更加從容，實現了各類水庫無垮壩、重要堤防無決口，減淹城鎮24個，減淹耕地751萬畝，避免了462.3萬人轉移，最大程度保障了人民群眾生命財產安全。”

　　“對全球水資源管理者而言，數字技術為我們打開了一扇新的大門，讓我們有機會擁抱一個更好的水管理系統，為人類打造更健康的水環境。”國際水協會亞太區域總監李紅表示。

　　即便如此，推動水利數字變革還有一系列問題需要下力氣解決：數據是基礎，如何進一步提升數據的量和質？模型是核心，如何進一步運用信息技術提升模型的精準性？應用是生命，如何推動模型在場景應用中迭代更新？人才是保障，如何提高從業人員的模型運用能力和技術水平？……

　　“問題清單”亦是“變革清單”，聚焦全球水利數字變革的“再進一步”，中外專家分享著真知灼見。

　　前路寬闊，并非坦途。但數字變革的共識已經達成，全球共享、共進的趨勢愈加明顯。

　　中國水利的時與勢

　　談及中國水利的數字化轉型，中外專家們不約而同地提到了一個詞——超大規模。

　　中國是世界上水情最復雜、江河治理難度最大、治水任務最繁重的國家之一。面對龐大復雜的水治理水管理系統工程，數字變革更具挑戰性，而從容應對挑戰的種種措施都指向一個字——預。

　　瞄準“預”字，乘新一輪科技革命和產業變革發展之勢，中國開始加速布局智慧水利建設——

　　2021年4月，水利部部長李國英高位推動智慧水利建設總體設計；

　　2021年6月28日，水利部黨組召開“三對標、一規劃”專項行動總結大會，提出要推進智慧水利建設，“數字孿生流域”首次被正式提出；

　　2021年12月23日，水利部召開推進數字孿生流域建設工作會議，李國英部長全面系統闡述了為什么要建設數字孿生流域、怎樣建設數字孿生流域、如何保障推進數字孿生流域建設等重大問題，指導當前和今后一個時期全國水利系統推進數字孿生流域建設；

　　2022年，水利部先后提出數字孿生水利工程、數字孿生水網并進行頂層設計，至此數字孿生流域、數字孿生水網和數字孿生水利工程共同形成水利數字孿生系列；

　　2023年，水利部數字孿生平臺基本建成，七大江河數字孿生流域建設相繼實施，數字孿生水利框架體系基本形成；

　　2024年，94項數字孿生流域建設先行先試任務開始發揮成效，大江大河、國家水網、水利工程全部納入數字平臺管理。

　　以“試點”為重要支點，中國數字孿生水利建設穩健起步并取得階段性成效——

　　看流域，數字孿生黃河研制了智能石頭、光電測沙儀、小禹防汛機器人等智能設備，實現了“原型黃河-模型黃河-數字孿生黃河”有機聯動，“三條黃河”在數字浪潮中交匯滌蕩；

　　看水網，南水北調研發了基于不同時空尺度下多場景長距離輸水過程仿真模擬等技術，實現了保障工程、供水、水質“三個安全”的“四預”功能體系，從“先行先試”到“先行示范”，數字孿生水網主骨架轉型跨越活力顯現；

　　看工程，數字孿生三峽研制了防洪預報-調度互饋技術，結合調度規則知識圖譜，實現了多目標、多約束的水工程聯合調度智能決策，昔日“當驚世界殊”的國之重器，又在今天擔當起打造數字孿生示范工程的新使命；

　　將鏡頭投向整個中國，以點帶面的數字孿生水利建設正在更大的版圖展開。

　　“來而不可失者，時也。”在新一輪科技革命和產業變革中，中國水利沒有絲毫懈怠和猶豫，大踏步趕上并引領時代，中國數字孿生水利的宏偉圖景已清晰可見。

　　“在中國，數字孿生解決方案已成為現實，并在眾多省市實施和應用。在國家層面，這是一個非常大的成就。我們必須意識到，在許多方面，中國都是一個領先國家，它正在重塑獲取和運用水利數據及相關信息的方式。”菲利普·顧博維爾說。

　　“數字文明正加速到來，但是歷史的契機只眷顧堅定者、奮進者和搏擊者。我們將會加大力度總結和推廣數字孿生水利建設成果經驗，推動現代社會治水科技與管理的創新發展，為全球水安全和可持續發展不斷貢獻中國力量。”成建國表示。

　　今天的中國，新質生產力蓬勃發展，水利數字孿生成效顯著，時與勢都在中國，連點成線、織線為面的中國數字孿生水利，恰是全球數字水利相關產業的發展熱土。

　　白蟻監測裝置、山洪災害群測群防員北斗巡查終端、防洪聯合調度決策系統、物聯網智能水表、超聲波智能水表、TDU系列智能多聲道超聲流量計……多項實物展品在大會展覽中集中亮相，“這里的一切都是新的，這就是我想要學習的東西。”來自德國聯邦地球科學與自然資源研究所的博士后艾里克說。

　　“我們發揮學科相對齊全和模型研發及應用優勢，發布了自主研發的系列模型“Sky-”及水科大模型“SkyLIM”，努力為數字孿生和智慧水利建設、應對氣候變化背景下的水挑戰、保障水安全提供科技支撐。”中國水利水電科學研究院院長彭靜說。

　　一項項水利硬件、軟件科研成果走出實驗室，在市場的洗禮中淬煉成為驅動水利高質量發展的新質生產力；一個個“土生土長”的數字孿生解決方案，迭代更新，走出國門，在“一帶一路”沿線開花結果。

　　“在數字孿生流域建設中，我們研發的監控、預報、指揮和調度一體化系統平臺，與‘一帶一路’共建國家有著良好的國際合作前景和空間。”南京水利科學研究院院長戴濟群說。

　　在大會發布的《數字孿生水利行動北京倡議》中，“平臺”“分享”等概念高頻次出現，這是人們攜手推進數字孿生水利行動的真誠契約。共享數字水利變革機遇，開創命運與共的新未來，這只是開始。