2023年4月14日下午，应城市水循环与海绵城市技术北京市重点实验室主任徐宗学教授邀请，清华大学教授、宁夏大学王忠静副校长以线上方式，做了题为“基于数字孪生的水联网现代化灌区设想与实践”的学术报告。会议由实验室主任徐宗学教授主持，实验室副主任鱼京善教授，我院左德鹏副院长、胡立堂教授、赵长森副教授、朱中凡副教授，中国城市建设研究院水务环境研究所薛祥山所长等实验室相关人员与师生40余人聆听报告并参加了学术交流。

徐宗学主任主持报告会

数字孪生灌区是智慧水利建设的重要组成部分，是现代化灌区的重要标志，也是新阶段灌区高质量发展的方向。“有了数字技术后，农村供水发生了天翻地覆的变化”。王校长的报告对我国灌区现代化建设的发展阶段、现阶段的核心特征与挑战、应用实践进行了全面的介绍，并展望了灌区现代化发展蓝图。王校长首先分析了我国灌区几个发展阶段的不同特征，和灌区管理经历的传统管理、信息化管理和未来智慧化管理的几个发展阶段。针对现存的大中型灌区管理水平参差不齐，造成生产力低的问题，王校长从安全保障、农业灌溉排水、管理与服务、效率与效益、生态环境五个方向给出了20个指标，指出以上方向中可赋能智慧的环节都是数字孪生能解决的问题。

王忠静副校长作报告

提高水资源效能是灌区现代化的本质要求，其根本途径是全局的风险控制与效益优化，高度依赖于感知程度、跟踪精度、配送适度和分析准度，这和数字孪生的概念核心一致，由此水利部提出“数字孪生灌区”概念，其目的概括为节水、节能、增产、增效、安全。王校长过去10年在水联网现代化灌区的工作正是对数字孪生灌区的先行先试。王校长解析了数字孪生灌区现代化的痛点、挑战与技术瓶颈，指出找到最佳决策路径、自动调度、最终自动规避风险就是现代化灌区的目标。

水联网概念最初由王光谦院士以物联网为基础提出，王校长进一步阐释了水联网“物理水网、虚拟水网、市场水网的三网融合”总体架构，逐一解析了水联网的核心技术特征“实时感知、水信互联、过程跟踪、智能处理”的要点与要求。并对比得出现代化灌区与数
字孪生灌区在精准灌溉、智能灌溉、低碳低耗、生态友好思想的一致性，以及现代化灌区设想还考虑到了经济这一现实要素的差异性。数字孪生灌区具体而言，就是在物理灌区进行实时感知、物理灌区与智能灌区进行水信互联、过程跟踪和智能处理环节要在数字灌区找到最优的解决方法，反馈给物理灌区，从而实现自动生产，大幅提高管理效能。水联网关键技术在水文预报、水源调度、输配水系统、田间灌溉等环节为灌区现代化赋能。王校长结合几个现实中的灌溉制度场景、水量计量场景、输配水控制场景介绍了水联网全渠系智能控制的优越性与必要性，并强调了其对于建立水权交易体系的意义。最后简要介绍了水联网全渠系智能控制技术在各灌区应用的实践，其中宁夏秦汉渠农场渠段全渠道控制算法的运行成功为全国首例，解决了卡脖子技术问题，并在第二代算法中超越国外先进水平。

报告结束后的问答交流环节，胡立堂教授、鱼京善教授、赵长森教授、薛祥山所长及其他师生在数据要求、算法在推广中的通用性、自动化控制原理、数字孪生在城市流域雨洪和水务管理方面应用的可能性等问题上进行了交流互动，徐宗学主任就如何辨析数字孪生技术相较于之前所提出的相关名词概念的本质区别与进步之处以及相关工作实践中的经验与王校长进行了交流。

会议交流环节

王忠静，清华大学长聘教授、宁夏大学副校长，中国水利学会农业水利专委会、调水专委会、雨水利用专委会副主任委员，北京水利学会副理事长，亚洲水理事会水联网智慧水利专委会主席，国际水资源学会中国委员会副主席，清华大学-宁夏银川水联网数字治水联合研究院院长。主持国家自然基金面上及重点项目多项，国家“九五”—“十四五”科技计划专题、课题和项目多项，近年来专注基于数字治水的水资源规划与管理研究，提出的水联网理论与技术体系促进了智慧水利的产业化发展，“互联网+城乡供水”技术已实现产业化应用，水联网现代化灌区已完成百万亩级中试，投入生产应用。发表学术论文270余篇，出版专著14部，获批发明专利20余项，获国家科技进步二等奖2项，省部级科技进步一二等奖14项。

王忠静副校长的学术报告内容详实全面、深入浅出，体现了产、学、研、用的紧密结合。报告内容紧扣近年水利部主抓的重要工作和智慧水利这一热点研究领域，与会人员从中受益匪浅，大家针对报告内容展开了热烈的讨论，王校长对大家提出的问题逐一进行了详细回应。王校长的精彩报告拓宽了与会人员的视野，激活了研究思路，为水利信息化、智慧化研究提供了灵感，对于实验室今后拟开展的智慧城市、韧性城市建设具有重要的启示作用，同时亦有力提升了重点实验室和北京师范大学水科学研究院的学术影响力。

（供稿：黄亦轩）