数字孪生“智绘”长江！揭秘江苏安澜背后的“中国方案”

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交汇点讯 在万里长江的数字镜像里，乌东德、白鹤滩等六座巨型水电站的三维模型实时跳动，洪水演进路径在虚拟流域中精准推演。这是三峡集团长江电力智慧长江与水电科学湖北省重点实验室正在建设构建的长江数字孪生平台，近日，其成果联合中国矿业大学等多所高校在国际顶级期刊《Nature》发表，为全球大河流域治理提供了“中国方案”。

“过去长江防汛主要依靠人脑计算，现在有了数字孪生系统，相当于给万里长江装上了CT扫描仪。”文章作者之一、中国矿业大学资源与地球科学学院教授孟凡巍在接受采访时，生动解释了这项创新技术。长江数字孪生平台长江干流梯级电站不仅是长江安澜的“智慧大脑”守护屏障，更通过特高压输电网络，将西部清洁水电源源不断输送至江苏，重塑着长三角能源版图。

数智电站点亮万家灯火

长江干流上的乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡和葛洲坝6座梯级电站，共同构成世界最大清洁能源走廊，在促进长江经济带发展中发挥了基础保障作用。

这一走廊共同形成了累计总库容达919亿立方米的梯级水库群和战略性淡水资源库，其防洪库容达376亿立方米，占2024年长江流域纳入联合调度范围水库总防洪库容的53%以上，在防洪减灾、航运、抗旱补水、生态调度等方面发挥了重要作用。

江苏省作为长江经济带的核心区域，与长江相依相生。长江不仅为江苏提供了95%的过境水量，也成了江苏省能源的动脉之一。作为经济强省，江苏年用电量居全国前列，但省内能源资源相对匮乏。

依托国家“西电东送”战略，金沙江下游-三峡梯级电站通过特高压直流输电工程——±500千伏龙政直流、±800千伏建苏直流，将长江上游的水电“闪送”至长三角，为江苏注入“绿色动能”，助力江苏省清洁能源用电占比从不足5%跃升至30%以上。这一成就与长江流域数字孪生建设成果密不可分。

然而近年来，受全球气候变化影响，长江流域旱涝灾害频发，为能源保供及流域水安全保障带来了重大挑战。为此，数字孪生建设应运而生，极大提升了流域资源管理能力，助力区域经济高质量发展。

为保障长江中下游取用水及电站受电区域能源供应，梯级电站需处理流域气象、水文、生态、调度、航运、工程等海量多源异构数据，辨识流域多模态产汇流机制生成精准预报方案，并科学决策优化电站调度方案。

“目前，我们通过大数据分析、人工智能、工业互联网等技术，我们探索了多物理场耦合仿真、时空数据融合分析、智能决策算法优化等关键技术，以数字化及智能化技术继续筑牢大国重器安全屏障。”智慧长江与水电科学湖北省重点实验室研究员杨旭表示。

“智慧中枢”护江苏安澜

长江流域数字孪生建设的实践应用，为江苏省能源安全保障和水资源治理效能提升注入科技动能。长江流域数字孪生建设的落地实践，正深刻地改变着江苏省能源安全与水资源治理格局。

2024年迎峰度夏期间，江苏用电负荷17次突破1.4亿千瓦。长江电力通过数字孪生平台开展梯级水库联合优化调度，精心安排电站运行方式，白鹤滩水电站16台机组首次全容量满发，单月发电超100亿千瓦时，支持江苏省有效应对了超长期高温天气的严峻挑战，为江苏省电力安全运行、人民生活平稳有序提供了坚实的保障。

2024年12月至2025年4月1日，枯水期三峡水库累计为长江中下游补水超46亿立方米，有效缓解了长江干流的用水紧张局面，为沿江地区春耕生产、居民生活和航运安全提供了重要保障。

孟凡巍介绍，智能调度技术就是像“智能水龙头”一样逐级调节水流，既要保住大坝下游的农田，又要确保水电站的发电。“就像安排高铁时刻表，系统要在极短时间内计算出最优解。比如当上游突降暴雨，算法会综合考量库存容量、发电需求、航运水位等要素，自动生成调度方案。”

严阵以待应对汛期大考

今年5月1日起，江苏正式进入汛期。据国家气候中心预测，今年夏季淮河流域降水较常年同期偏多，江苏本地降水叠加上游客水影响，将有较重汛情；长江流域6月至7月上中旬有阶段性汛情，江苏出梅后降水偏少，且上游客水偏少，将出现阶段性干旱。

面对气象部门预测的复杂水情，数字孪生平台已严阵以待。从防汛抗旱到能源保供，从航运畅通到生态保护，数字长江正在重新定义流域治理的智慧边界。

“我们将继续加强长江干流流域六座梯级水库运行管理，密切关注流域降雨过程及受电区域供需形势变化。三峡集团长江电力牵头建设的国家重点研发计划“金沙江下游梯级水库群数字孪生系统构建关键技术研究与应用”项目已通过国家重点研发计划批准立项，标志着三峡集团在智慧水利领域迈出了重要一步。”杨旭表示，

目前，三峡水库正按计划消落至汛限水位，数字孪生平台的实时监测为这一过程保驾护航。

新华日报·交汇点记者 谢诗涵

通讯员 汪涛

责任编辑：煜婕

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