从经验治水到智慧管水
——浙江海宁市上塘河数字孪生灌区建设稳步推进
上塘河灌区坐落于“长三角一体化”核心区域的浙江省嘉兴市海宁市。15万亩设计灌溉面积、14.56万亩有效灌溉面积，如同一张巨大的“水网”，滋养全市半数乡镇土地，承载全市50％粮食产出。但随着时代发展，水资源优化配置难、工程运维效率低等问题渐渐成为制约灌区发展的“拦路虎”。直到一场从“经验驱动”到“数据驱动”的变革悄然发生，为这片灌区注入新的活力，也让粮食安全的根基扎得更牢。
感知“升级” 让每一滴水都用在“刀刃上”
“以前浇地，全靠经验判断，哪块地缺水、缺多少水，只能凭眼睛看、凭感觉猜，有时候浇多了浪费水，浇少了又影响收成。”长安镇兴福村，种粮大户沈炳林守着自家的稻田，说起过去的灌溉难题，仍有不少感慨。
改变始于“天空地水工”一体化感知系统的落地。为了让水资源利用更精准，海宁市给上塘河灌区装上了“千里限”和“顺风耳”——卫星遥感、无人机遥测穿梭在灌区上空，79处水情感知点、35处工情感知点、4处墒情与气象感知点遍布田间地头、河道闸站，水情、工情、农情的每一个细微变化，都能被实时捕捉、精准传输。
数据不会说谎，与2022年相比，灌区灌溉水利用系数提升至0.6284，亩均毛灌溉水量节约11.3％，累计节水2941.5万立方米。节水带来的不仅是水资源的高效利用，更有实实在在的收益：水稻区节电约50万千瓦时，节约水费、电费共计647.2万元，灌区粮食总产量增加2300吨，增幅达3.6％。
更令人欣喜的是，节水还带来了生态效益，灌区累计实现COD（化学需氧量）减排146吨、总磷减排6.1吨、总氮减排3.8吨。河道更清澈，田间更宜居，这份“水润粮安”的幸福，正在惠及灌区每一个人。
运维“智慧” 让灌区管理告别“老经验”
上塘河灌区的渠道、闸站、泵站，是保障灌溉和防洪的“生命线”。过去，这些设施的运维全靠人工巡查。
“为了让灌区运维更高效，海宁市坚持‘利日增效’，我们专门请浙江河海中控信息科技有限公司给老旧没施装上‘智能大脑’。”上塘河流域水利管理服务中心副主任盛慧介绍，通过物联网、3S技术、云计算等关键技术，灌区一级建筑物控制系统完成升级，二级提水建筑物实现自动控制，泉、闸站都有了实时监控系统，管护人员坐在办公室里，就能远程感知设备健康状态，精准诊断故障；渠系自动控制系统实时监测闸门开度，确保防洪排涝及时高效。
如今，12处自动控制站点、35处视频站点、2套无人机巡检设备，组成了灌区的“智能管护网”，巡检效率提升60％，应急响应时间从2小时缩短至20分钟，灌区运维迈入“智能管控、高效响应”新阶段。
2024年8月的一场夏伏旱，让大家真切感受到了“智慧运维”的力量。当时，受副热带高压异常北抬影响，上塘河灌区提前进入“高温少雨、蒸发剧增”夏伏旱状态。平台在旱情发展初期即实现快速感知——来水预报模型预测未来3天无有效降雨，遥感监测显示长安镇1.2万亩稻田土壤含水量跌破18％，需水预报模型快速测算未来15天西片区需水总量600万立方米。
灌区管理中心通过系统工程管理模块一键生成调度指令，同步推送至各片区灌溉负责人，相关人员通过手机 App即可实时确认。此次精准调度挽回早稻损失约50万公斤。盛慧感慨地说：“从数据异常到触发旱情预警仅用时8分钟，较传统人工上报模式提速90％以上。调度决策实现‘分钟级’响应仅用20分钟，实现西片区泵站协同调度，较以往电话逐级通知节省两个多小时。”
决策“智能” 为粮食安全筑牢“防护盾”
对于灌区来说，水旱灾害是最大的威胁。一句“靠天吃饭”，曾是灌区人多年的无奈。“以前遇到暴雨或干旱，只能靠经验判断、被动应对，有时候反应慢一步，农田就会受灾，一年的辛苦就白费了。”上塘河流域水利管理服务中心主任钱鸿伟坦言，如何提前预判、科学应对，一直是灌区管理的重中之重。
数字孪生平台的建成，让“靠天吃饭”成为历史。海宁市以海量基础数据、监测数据、业务管理数据为支撑，构建起全面精准的数据底板，再结合各类水利模型和人工经验，打造出“来水预报、风险预警、排涝预演、调度预案”的“四预”智慧决策中枢，就像给灌区装上了智能“大脑”。
2025年7月的一场强降雨，考验着灌区的防灾减灾能力。平台来水预报模块提前72小时捕捉到强降雨趋势，精准预判未来平均面降雨量高达93.96毫米。
灌区指挥中心立即启动会商研判，通过数字调度平台一键生成防汛指令，从预警到决策下达，仅用了30分钟。工作人员按照指令，提前开闸预排，在暴雨来临前将上塘河主要河道水位降至4.45米，为排涝预留了260万立方米库容。暴雨期间，平台依托实时监测数据，动态调整闸泵运行策略，连续36小时精准响应，累计外排水量超920万立方米，最终将最高河水位控制在4.9米，成功抵御了极端天气侵袭。
据统计，平台建成以来，已成功应对多场干旱、强降雨，累计避免农田受灾面积3200亩，减少经济损失380万元，为灌区防汛抗旱筑牢了坚实的科技防护盾。
“下一步，我们将持续深化数字孪生灌区建设。”钱鸿伟说，“一方面，积极探索内置AI大模型，让设备故障能自动识别、调度方案能智能优化；另一方面，发挥全省首创实训中心的作用，让每一名管护人员都能熟练操作平台，让数字技术真正扎根灌区、发挥长效。”
责编： 夏康平