2023年4月14日下午，應城市水循環與海綿城市技術北京市重點實驗室主任徐宗學教授邀請，清華大學教授、寧夏大學王忠靜副校長以線上方式，做了題為“基于數字孿生的水聯網現代化灌區設想與實踐”的學術報告。會議由實驗室主任徐宗學教授主持，實驗室副主任魚京善教授，我院左德鵬副院長、胡立堂教授、趙長森副教授、朱中凡副教授，中國城市建設研究院水務環境研究所薛祥山所長等實驗室相關人員與師生40余人聆聽報告并參加了學術交流。

徐宗學主任主持報告會

數字孿生灌區是智慧水利建設的重要組成部分，是現代化灌區的重要標志，也是新階段灌區高質量發展的方向。“有了數字技術后，農村供水發生了天翻地覆的變化”。王校長的報告對我國灌區現代化建設的發展階段、現階段的核心特征與挑戰、應用實踐進行了全面的介紹，并展望了灌區現代化發展藍圖。王校長首先分析了我國灌區幾個發展階段的不同特征，和灌區管理經歷的傳統管理、信息化管理和未來智慧化管理的幾個發展階段。針對現存的大中型灌區管理水平參差不齊，造成生產力低的問題，王校長從安全保障、農業灌溉排水、管理與服務、效率與效益、生態環境五個方向給出了20個指標，指出以上方向中可賦能智慧的環節都是數字孿生能解決的問題。

王忠靜副校長作報告

提高水資源效能是灌區現代化的本質要求，其根本途徑是全局的風險控制與效益優化，高度依賴于感知程度、跟蹤精度、配送適度和分析準度，這和數字孿生的概念核心一致，由此水利部提出“數字孿生灌區”概念，其目的概括為節水、節能、增產、增效、安全。王校長過去10年在水聯網現代化灌區的工作正是對數字孿生灌區的先行先試。王校長解析了數字孿生灌區現代化的痛點、挑戰與技術瓶頸，指出找到最佳決策路徑、自動調度、最終自動規避風險就是現代化灌區的目標。

水聯網概念最初由王光謙院士以物聯網為基礎提出，王校長進一步闡釋了水聯網“物理水網、虛擬水網、市場水網的三網融合”總體架構，逐一解析了水聯網的核心技術特征“實時感知、水信互聯、過程跟蹤、智能處理”的要點與要求。并對比得出現代化灌區與數
字孿生灌區在精準灌溉、智能灌溉、低碳低耗、生態友好思想的一致性，以及現代化灌區設想還考慮到了經濟這一現實要素的差異性。數字孿生灌區具體而言，就是在物理灌區進行實時感知、物理灌區與智能灌區進行水信互聯、過程跟蹤和智能處理環節要在數字灌區找到最優的解決方法，反饋給物理灌區，從而實現自動生產，大幅提高管理效能。水聯網關鍵技術在水文預報、水源調度、輸配水系統、田間灌溉等環節為灌區現代化賦能。王校長結合幾個現實中的灌溉制度場景、水量計量場景、輸配水控制場景介紹了水聯網全渠系智能控制的優越性與必要性，并強調了其對于建立水權交易體系的意義。最后簡要介紹了水聯網全渠系智能控制技術在各灌區應用的實踐，其中寧夏秦漢渠農場渠段全渠道控制算法的運行成功為全國首例，解決了卡脖子技術問題，并在第二代算法中超越國外先進水平。

報告結束后的問答交流環節，胡立堂教授、魚京善教授、趙長森教授、薛祥山所長及其他師生在數據要求、算法在推廣中的通用性、自動化控制原理、數字孿生在城市流域雨洪和水務管理方面應用的可能性等問題上進行了交流互動，徐宗學主任就如何辨析數字孿生技術相較于之前所提出的相關名詞概念的本質區別與進步之處以及相關工作實踐中的經驗與王校長進行了交流。

會議交流環節

王忠靜，清華大學長聘教授、寧夏大學副校長，中國水利學會農業水利專委會、調水專委會、雨水利用專委會副主任委員，北京水利學會副理事長，亞洲水理事會水聯網智慧水利專委會主席，國際水資源學會中國委員會副主席，清華大學-寧夏銀川水聯網數字治水聯合研究院院長。主持國家自然基金面上及重點項目多項，國家“九五”—“十四五”科技計劃專題、課題和項目多項，近年來專注基于數字治水的水資源規劃與管理研究，提出的水聯網理論與技術體系促進了智慧水利的產業化發展，“互聯網+城鄉供水”技術已實現產業化應用，水聯網現代化灌區已完成百萬畝級中試，投入生產應用。發表學術論文270余篇，出版專著14部，獲批發明專利20余項，獲國家科技進步二等獎2項，省部級科技進步一二等獎14項。

王忠靜副校長的學術報告內容詳實全面、深入淺出，體現了產、學、研、用的緊密結合。報告內容緊扣近年水利部主抓的重要工作和智慧水利這一熱點研究領域，與會人員從中受益匪淺，大家針對報告內容展開了熱烈的討論，王校長對大家提出的問題逐一進行了詳細回應。王校長的精彩報告拓寬了與會人員的視野，激活了研究思路，為水利信息化、智慧化研究提供了靈感，對于實驗室今后擬開展的智慧城市、韌性城市建設具有重要的啟示作用，同時亦有力提升了重點實驗室和北京師范大學水科學研究院的學術影響力。

（供稿：黃亦軒）