數(shù)字孿生水利建設(shè)是水利領(lǐng)域發(fā)展的新質(zhì)生產(chǎn)力，更是推動(dòng)智慧農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要路徑。作為北大荒西部的農(nóng)業(yè)大場，北大荒集團(tuán)查哈陽農(nóng)場正在以前所未有的速度，率先實(shí)施數(shù)字賦能、科技領(lǐng)航的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。

近年來，農(nóng)場通過大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等最新信息技術(shù)與水利業(yè)務(wù)的深度融合，陸續(xù)將水利工程實(shí)時(shí)映射到數(shù)字世界，創(chuàng)建了一個(gè)物理實(shí)體的虛擬副本——數(shù)字孿生，可以實(shí)現(xiàn)流域防洪、水資源管理與調(diào)配等業(yè)務(wù)，應(yīng)用精準(zhǔn)預(yù)報(bào)，超前預(yù)警，快速預(yù)演，制定預(yù)案，為防洪、水資源管理等水利工作提供智慧“大腦”。

智慧監(jiān)測 讓數(shù)據(jù)一觸可得

“查哈陽灌區(qū)有總干渠1條、干渠3條、分干35條、支渠139條、斗渠479條、農(nóng)渠3620條，這些交錯(cuò)密布的渠道猶如一條條動(dòng)脈、靜脈、毛細(xì)血管，讓灌區(qū)循回往復(fù)的運(yùn)行。在數(shù)字孿生系統(tǒng)內(nèi)，我們只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)，就能看見這些交織成網(wǎng)的渠系和相關(guān)水利設(shè)施設(shè)備的分布，還可以實(shí)時(shí)獲取設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，這就是水利數(shù)字孿生系統(tǒng)。”在農(nóng)場數(shù)字農(nóng)業(yè)指揮中心大廳，農(nóng)業(yè)科技服務(wù)中心工作人員，正向游客講解智慧灌區(qū)的基本情況。

“沒想到種水稻還能用上高科技，這些智能讓我們在家里就能看見地里缺不缺水，苗怎么樣，不用出門就可以給地里提閘放水，簡直太方便了。”種植戶陸師傅手指手機(jī)智能排灌系統(tǒng)興奮地說。

在旱田萬畝智慧農(nóng)場示范區(qū)，數(shù)字孿生系統(tǒng)通過智能首部系統(tǒng)、智能控制閥、四情設(shè)備及作物長勢監(jiān)測等裝備，采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)和資源數(shù)據(jù)，形成旱田種植的決策模型算法，并利用種植管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對旱田作物種植過程精準(zhǔn)的農(nóng)事決策。

災(zāi)害預(yù)警 讓決策科學(xué)精準(zhǔn)

“我們通過傳感器、監(jiān)測設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測獲取的農(nóng)田土壤濕度、作物生長情況、病蟲害發(fā)生情況、施肥情況等農(nóng)情數(shù)據(jù)，氣溫、降水量、風(fēng)速、風(fēng)向等氣象數(shù)據(jù)以及河流、湖泊和地下水的水位、流量、水質(zhì)等水文參數(shù)，基于這些參數(shù)建立了水利數(shù)字孿生模型，對水利設(shè)施及工程的運(yùn)行情況、農(nóng)田農(nóng)情數(shù)據(jù)、水文數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬預(yù)測，預(yù)測可能出現(xiàn)的故障和維護(hù)需求、自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)、洪澇或干旱等問題，以便及時(shí)采取應(yīng)對措施，最大限度地降低災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成的影響?！鞭r(nóng)場管區(qū)管理服務(wù)中心主任李文博說。

目前，在灌區(qū)渠首重點(diǎn)閘門處，通過AI視頻識(shí)別點(diǎn)位，可實(shí)現(xiàn)閘門開度異常、水位異常、異常漂浮物等實(shí)時(shí)監(jiān)測，數(shù)字孿生系統(tǒng)會(huì)給出精準(zhǔn)的判斷決策，自動(dòng)報(bào)警提醒，為解決各類自然災(zāi)害贏得主動(dòng)權(quán)和最佳時(shí)機(jī)。

“通過系統(tǒng)觀測到實(shí)時(shí)水情，實(shí)現(xiàn)灌區(qū)進(jìn)水閘云操控，是我從未想過的事情，現(xiàn)在科技真的了不得?！辈楣柟鄥^(qū)渠首管理站負(fù)責(zé)人張德志說。

資源優(yōu)化 讓管理高質(zhì)高效

查哈陽水利數(shù)字孿生系統(tǒng)不僅可以利用物理模型、傳感器更新、運(yùn)行歷史等數(shù)據(jù)，反映查哈陽灌區(qū)的全生命周期過程，還能依靠數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)與水相關(guān)的智能管控。

在農(nóng)場水稻智能集中育秧大棚區(qū)，說起今年春播生產(chǎn)時(shí)使用自動(dòng)噴淋、自動(dòng)通風(fēng)、自動(dòng)降溫等智能管控設(shè)備時(shí)的感受，種植戶杜師傅既興奮又緊張。興奮地是大棚通風(fēng)、灌溉都可以實(shí)現(xiàn)云操作了，在手機(jī)上就可以看見秧苗長勢，管理起來更便捷更高效，緊張地是種地越來越智能化、數(shù)字化，怕自己跟不上發(fā)展的節(jié)奏。

“數(shù)字孿生系統(tǒng)內(nèi)有智慧種植、智慧水利、數(shù)字管理、云上農(nóng)旅等多個(gè)模塊。在智慧種植模塊，可以在育秧時(shí)通過設(shè)定閾值進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的聯(lián)動(dòng)，育秧大棚就可以自動(dòng)的進(jìn)行卷簾開關(guān)和噴灌，還可以將秧苗的生長過程中出現(xiàn)的問題反映給系統(tǒng)，系統(tǒng)綜合研判后給出解決方案?！睌?shù)字農(nóng)業(yè)指揮中心工作人員介紹。

今年，農(nóng)場投資3160萬元，進(jìn)一步完善數(shù)字農(nóng)業(yè)示范區(qū)的硬件設(shè)備，并對軟件系統(tǒng)進(jìn)行迭代升級。此外，農(nóng)場還計(jì)劃依托數(shù)字孿生平臺(tái)打造元宇宙空間，打破現(xiàn)實(shí)與虛擬的界限，讓更多人有機(jī)會(huì)體驗(yàn)鄉(xiāng)村的魅力，感受大自然的恩賜，進(jìn)一步推動(dòng)農(nóng)文旅融合，逐步完成“三個(gè)查哈陽”建設(shè)。（張盈）