近年来我国持续推动农业耕地灌溉事业快速发展，已建成大中型灌区7300多处，形成了相对完善的蓄水、引水、提水、输水、排水工程网络体系。10.75亿亩的耕地灌溉面积占全国耕地面积的56%，生产了全国77%的粮食和90%以上的经济作物，为全国粮食总产量突破1.4万亿斤贡献了重要力量，丰收背后，灌区建设等水利工程不可或缺。其中，数字孪生技术的运用起到了重要作用，数字孪生技术为灌区输配水装上“智慧大脑”，精准调配水资源，让每一滴水都发挥价值。

       建设数字孪生灌区（也称智慧灌区），即以物理灌区为单元、时空数据为底座、数学模型为核心、水利知识为驱动，对物理灌区全要素和水利治理管理全过程进行数字化映射、智能化模拟，实现与物理灌区同步仿真运行、虚实交互、迭代优化。

场景一：

      2025年开年以来，在山东位山灌区，眼下已经开始提前进行春灌蓄水工作。为确保500多万亩农作物开春后能及时“喝上”黄河水，灌区提早启动了春灌蓄水工作。在灌区的智慧调度中心，工作人员操作数字孪生系统，通过对灌区干渠系统输配水过程进行场景化动态模拟预演，观察渠道水位、水流时间、流量、温度等各项数据的变化。将渠道的物理要素，像渠道水利用系数、糙率、边坡系数等，全部都纳入数字孪生平台，进行方案的预演。

      作物是否需要水，需要多少水，可以通过需水预测模型进行科学计算，配合配水调度、水动力仿真等模型的使用，能够模拟预演供水过程，生成zui优配水调度方案。通过数字孪生灌区建设，位山灌区亩均可节水近30立方米，扩大灌溉面积10万亩，在节水的同时，亩产比其他同类型灌区高出20%。

场景二：

      淠史杭灌区位于安徽省中西部和河南省东南部，横跨江淮两大流域，由淠河、史河、杭埠河三个毗邻灌区组成，设计灌溉面积1098万亩，受益范围涉及皖豫2省4市17个县区。

      近年来，淠史杭总局按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”的要求，结合灌区管理实际，因地制宜开展数字灌区建设。通过前端感知体系的加强和“灌区专题模型+数据底板”与业务融合，有效支撑灌区水资源优化配置、供水科学调度以及渠道防洪“四预”功能的实现，灌区管理逐步实现了从传统灌溉管理向现代化管理的转变。

      实时接入雨情、水情、墒情、工情、视频和气象等各类监测站点数据4099处，利用水情在线监测和卫星遥感影像解译灌区水库、塘坝、渠道蓄水，通过蓄水监测模型构建完整的灌区水源监测体系。利用遥感影像分片区定量分析灌区内1000多座小型水库和20万口塘堰来水量，全面掌握灌区水源供水条件。

      以灌区算据为支撑，利用灌区水资源配置模型，实现不同年型供需水平衡分析和优化配置，在应对旱情上，配水方案编制时间由原来1-2周缩短为几分钟，可以根据降雨来水形势变化及时作出动态优化配水方案的目标；利用灌区渠道调度模型和水动力仿真模型，对水量调度进行场景化动态模拟，实现可视化“预演”，优化复杂渠系下多控制目标的联合调度，提高水闸调度的科学性和时效性。

场景三：

     在江苏，2025新年伊始，新禹河灌区的现代化改造已完成建设。新建成的数字孪生灌区平台不仅能够精准“把脉”灌区内的每一道泵站设施，实现智能化巡检与调度；同时还可以实时汇聚海量数据，为农户定制科学灌溉方案。

     在农田灌溉用水季，我们模拟作物生长发育特性，通过田间气象、墒情、水位等数据，依托数字孪生灌区平台，制定科学的灌溉方案，用zui短的灌溉距离，zui少的灌溉用水，获得zui大的农业产出。

场景四：

     欧阳海灌区工程是湖南湘南地区重要水安全保障工程，是一座以灌溉为主，兼顾防洪、发电、生态保护等综合利用的大二型水利枢纽工程，设计灌溉衡阳市的衡南县、耒阳市、常宁市和珠晖区共计72.74万亩农田，有干渠四条，总长297.9公里，受益人口156万人。

     欧阳海灌区管理局全面践行水利高质量发展“六条实施路径”，按照“2+N”水利智能业务应用布局开展工作，大力开展数字孪生基础建设，已初步建成监测感知体系、通信网络体系、自动化控制体系、算力基础环境等数字孪生基础设施。

      过去，越是天气恶劣，数据越难传回，灌区实时信息掌握困难。暴雨期间，渠道工程水位、流量、险工险段及闸门运行状态等信息至关重要，传统网络传输方式容易发生信号中断问题，给渠道运行调度造成非常大的影响。如今，不管距离远近、天晴下雨、白天黑夜，灌区数据以及视频信号可实现可靠、高效、快捷传输，有效确保调度中心对全灌区各类信息的全盘掌控。感知体系可以实现骨干渠道运行监测、视频监管、无人机巡查及闸门远程控制。在实际应用中，通过算法设计，自动控制摄像机自上而下沿渠巡视，自动发现问题，自动上报预警。

场景五：

     山西大禹渡灌区于2021年开工建设，主要建设内容为灌区泵站工程、输配水工程、计量监测工程及智慧水管理体系。通过项目的实施，枢纽水源泵站和灌区的5个再扬泵站完成提档升级，项目全部建成后将改善灌溉面积29.12万亩，恢复灌溉面积2.23万亩，年新增节水能力838.8万立方米，新增粮食产能2005.8万公斤。

     凭借卫星遥感、5G、大数据、物联网、人工智能、云计算等技术深度融入智慧灌区建设，构建数据分析与共享的数字孪生灌区体系，水渠变“云”渠，灌区拥有了“智慧之心”。灌区“一张图”清晰呈现在大屏幕上，灌区地形地貌、渠系、闸站等分布一目了然，各类引水、供水等数据图表、线条动态呈现。“通过数字孪生技术，利用灌区水源泵站上的相关模型，能够按需整合泵站机组群的运行台数及运行台时，优化提高泵站机组群供水能力，满足灌区群众用水需求。同时能够降低泵站机组能耗、减少黄河泥沙水对机组的磨损。”

     水利部农村水利水电司灌溉节水处处长张翔表示：在数字孪生灌区、水网方面，浙江、山东等10个省级先导区数字孪生水网已经建成投用，初步建成河套、淠史杭等49处数字孪生灌区，全国建成709个县域农村供水数字化管理平台。下一步，结合我国水网重大工程建设，在一些水土资源条件比较好的地方，再新建一批节水型、生态型灌区。另外加快实施一批灌区现代化改造，优先把大中型灌区建成高标准农田，为我们新增千亿斤粮食产能作出更大的水利贡献。

部分消息来源参考央视新闻客户端