腾格里、巴丹吉林两大沙漠交界地带，亚洲最大的沙漠水库——红崖山水库静静守护着民勤绿洲，承担着60多万亩农田的灌溉重任，被誉为戈壁之上的“瀚海明珠”。今年3月26日，红崖山水库现代化运行管理矩阵平台正式上线运行，这座扎根荒漠数十年的水利工程拥有了专属“数字分身”，标志着水库正式迈入智慧运行管理新阶段。

　　红崖山水库是水利部现代化水库运行管理矩阵先行先试试点，项目由甘肃省水电设计院（甘肃省水利数字孪生行业技术中心）承担建设。项目组扎根沙漠库区一线攻坚克难，严格对标水利部相关技术标准，完成水库矩阵平台、运行管理平台、运维巡检APP整套系统研发部署，为干旱荒漠地区平原水库数字化转型探索出一套管控精细、运行高效的实践方案。

红崖山水库现代化运行管理矩阵平台运维管理界面。本文图片均由甘肃省水电设计院提供

　　何为水库的“数字分身”？简单来说，就是在虚拟的数字世界里，等比例复刻一座红崖山水库，实现虚实同步、实时联动。而建设水库现代化运行管理矩阵的重要数字技术载体，是打造专属的数字孪生体系。

　　普适的数字孪生水利强调的是“四预”能力——预报、预警、预演、预案，即通过专业模型与数据驱动，实现对水情工情发展趋势的预报，对潜在风险的预警，对不同调度方案效果的预演，最终综合研判生成最优预案，支撑科学决策。

　　结合红崖山水库实际工况，项目团队在落实“四预”能力基础上，严格践行水利部现代化水库运行管理建设要求，落实全覆盖、全要素、全天候、全周期“四全”管理，健全体制、机制、法治、责任制“四制（治）”体系，抓实除险、体检、维护、安全“四管”工作。依托“天空地水工”一体化感知网络，融合BIM、GIS、物联网以及水利专业模型，搭建高精度数字孪生模型，完成大坝结构、库区地形、闸门状态、水流态势全要素三维重建。

　　水库上游来水变化、闸门启闭操作、水位涨跌变化，都能够在数字场景中实时复现。调度中心内，工作人员坐在屏幕前便可一屏总览水库全貌，开展综合研判。

　　“这就像给水库配了一副透视镜。”项目技术负责人打了个形象的比方，“更重要的是这副透视镜还会思考——来水了多少、该怎么调度、险情有多大、如何处置最优，平台都能基于模型推演给出量化结论。区别以往的看动画，真正实现辅助决策，这才是数字孪生的核心价值。”

红崖山水库现代化运行管理矩阵平台“四预”之洪水预演。 

　　智慧系统发挥效能，首先要搬开“信息孤岛”这块拦路石。过去，水库闸门监控、视频监控、雨水情遥测、无人机巡检等系统分属不同时期、不同厂商建设，数据格式不统一、接口互不兼容，一座座“数据烟囱”造成信息割裂，制约管理效率提升。想要激活数字孪生，打通多源异构数据、筑牢统一数字底板成为首要任务。

　　项目技术团队进驻库区，打响数据治理攻坚战。白天奔走现场摸排调研，梳理各个业务系统的数据字段、更新频次与业务逻辑；夜晚调试接口、搭建模型，连续二十多天对海量数据逐条校验，迭代优化洪水预报、溃坝模拟、大坝安全预警等核心算法。红崖山水库管理处主动协同配合，做好现场摸排、需求对接与数据核验，为破除跨系统数据壁垒提供有力保障。

　　“各类监测数据跨部门割裂、时序资料残缺，存量数据需一条条修正换算，历经多轮校验整改，打通数据壁垒，平台才能实现风险信息全域同步推送。”一名参与攻坚的技术人员深有感触，“那时候才知道，硬仗不仅在代码里，还在这些看似不起眼的细节里。”

项目组向红崖山水库管理处进行现场技术交底。

　　经过反复打磨，项目打通矩阵平台、运行管理平台、运维巡检APP全链路数据通道，构建起“云端管控—现场执行—移动端响应”协同管理体系。监测预警、调度指令、巡检记录跨系统自动流转，调度管理人员与一线巡检人员打破时空限制协同作业。沉淀完备的历史数据底板，既服务当下智能仿真运算，也为水库长期安全运行分析、风险评估留存下宝贵数字资产。

　　“好用的系统，是用出来的，不是想出来的。”项目负责人说，红崖山水库现代化运行管理矩阵平台建设始终锚定一条原则：不做脱离现场的空中楼阁。

　　建设期间，技术人员经常深入库区，走访调度值班人员、一线巡坝职工，把巡坝路线长、隐患取证难、预警传递滞后等现实痛点全部纳入系统迭代清单。尤为可贵的是，团队将库区老职工数十年积累的巡检经验、处置要领作为系统功能设计的核心参照，确保平台功能贴合现场、服务实战。

　　无人机AI隐患识别模型的迭代，正是传统经验转化为数字算法的生动案例。针对水面漂浮物识别、人员入侵监测等场景，团队没有直接套用通用算法，充分兼顾沙漠库区光照强、风沙大、地形复杂的特殊环境，吸收巡检人员现场判别经验，反复实地测试训练，不断调校算法参数，让算法适配库区真实工况，识别准确率与场景适配能力大幅提升。

　　几经打磨，平台实现无人机自主巡查、AI智能识别隐患、预警一键推送、巡检报告自动生成的业务闭环，形成人机协同智能运维新模式。老一辈水利人的实操经验被固化为数字能力，既减轻一线管护人员工作负担，提升巡检效率，也让宝贵的现场经验得以沉淀复制，持续守护水库安全运行。

红崖山水库现代化运行管理矩阵平台运维管理界面。

　　目前，红崖山水库现代化运行管理矩阵平台顺利通过完工验收，项目建设内容齐全，系统运行稳定，设备集成精准，各项指标全部达到合同要求。该项目是水利部现代化水库运行管理矩阵先行先试任务落地的重要成果，也是落实“十五五”水利工作部署，依靠科技创新推动水利高质量发展的生动实践。项目完整跑通数字孪生水库从数据治理到智能应用落地的技术路径，形成的建模方法、数据治理规范、智能运维模式，为国内同类荒漠水库智慧化改造提供了可复制、可借鉴的样板。

　　如今，大漠深处的“瀚海明珠”完成向“智慧明珠”的蜕变。改变的不只是技术装备，更是水利工程运行管理的思维模式。数字孪生扎根戈壁大坝，沉睡的历史数据重新赋能智能算法，代代相传的一线管护经验化作系统智慧，为筑牢国家水安全防线写下数智转型的鲜活注脚。

（责任编辑：曹沛）