一、数字化时代来临，水利部持续推进大中型灌区数字化升级，提高配水调度效能
随着高新技术的不断发展，农业灌溉正迎来全新的数字化升级。近几年来，我国水利部持续推进大中型灌区配套续建与节水改造，开展数字孪生灌区先行先试建设，通过对传统农业灌区的数字赋能，提高灌区配水调度效能。
数字孪生灌区是指利用现代化技术将现实中的灌区信息通过物联网、大数据、云计算、3D可视化等技术，“搬进”计算机平台，建立与现实灌区的作物结构、工程布局、供水配水、工程调度、闸泵阀调控、空间地理等关键要素及设施设备运行状态一一对应的数字灌区，线上灌区管理平台与现实中的灌区同步运行和迭代更新，并能够对现实中的灌区实现3D可视化、远程管控。
（数字孪生灌区）
山东聊城位山灌区、山东滨州小开河灌区便是数字孪生灌区建设的先行标杆。据工作人员介绍，传统的灌区配水基本靠的是人工经验，原本3天即可完成灌溉任务，有时可能会持续供水4到5天，甚至有时会造成各渠系、各田地用水不均的状况，难免造成水资源浪费。而通过3D可视化、实时监控的数字孪生平台，灌区配水从依赖人工经验转向大数据精准分析、智慧决策，在节约用水的同时，大大提升了灌区用水效能。
二、数字孪生灌区建设，山东位山灌区、小开河灌区试验站先行先试，成效显著
为了总结经验，更好推广数字孪生灌区建设，位山灌区、小开河灌区在灌区试验站先行开展了数字孪生灌区项目建设。全栈式3D数字化解决方案提供商，深圳积木易搭科技技术有限公司（以下简称“积木易搭”）为山东聊城位山灌区与山东滨州小开河灌区的试验站提供了灌区数字孪生平台建设的技术支持。
两大灌区试验站的数字灌区项目升级改造的总体技术架构采用“三横两纵”框架体系。“三横”体系为信息化基础设施体系、数字孪生平台体系、业务应用平台体系，“两纵”体系为网络安全体系与运行维护体系。通过“三横两纵”体系，业务流程实现“感知一模拟—决策一智控”全链路闭环，从实体到虚拟再回归实体的循环过程，最终实现灌区取水、输配水、灌溉全过程节水，大大提升灌区水资源集约利用能力和水平。
其中，“三横两纵”体系里，两大灌区试验站的数字孪生平台体系由积木易搭搭建。灌区试验站的数字孪生平台系统围绕“全生命周期”、“实时”、“双向”的核心理念，通过三维模型、三维动画、数据图表、实时视频等要素，线上搭建了具有交互功能的动态化数字孪生灌区三维场景，实现了对灌区试验站的各项数据实时监控、3D立体、可视化、全方位管理。
三、“实时”、“双向”、“全生命周期”，数字孪生平台全面赋能灌区用水与设备调度
两大灌区试验站数字孪生平台系统的功能亮点包括：
①平台先导页：运用GIS技术，精准显示试验站在黄河流域的点位，并为试验站配备详细的介绍。
（平台先导页）
②平台首页：页面以灌区试验站鸟瞰三维场景为基底，用各类点位图标标明灌区内不同物理设施的位置，全面、实时展示了从物理传感器返回的各类数据，包括天气、土壤、水文以及泵站闸门状态等。
（小开河灌溉试验站信息化管理平台主界面）
（位山灌溉试验站信息化管理平台主界面）
③气象监控：直观、实时显示灌区试验站温/湿度、风速/风向、气压、照度等参数，下拉可选择不同的气象站。
④天气预报：模块接入当地气象信息，显示未来5天的天气情况。
⑤虫情监测：实时显示一段时间内的虫情参数信息。
⑥土壤监测：实时显示灌区试验站多层土壤的各项参数。
（不同的监控模块，实时显示记录信息并显示）
⑦测坑区场景：选择场景中的某个地块，会有高亮显示，视角自动进入该场景范围。
（测坑区场景，被选中的地块会高亮）
⑧泵房场景：运用三维建模技术，还原泵房真实场景，电磁阀开关可显示水路循环动画示意，实时显示当前流量、PH/EC等数值，还可远程控制各类阀门、搅拌、泵的开关。
（泵房三维场景，可远程控制灌区各类泵的开关等）
⑨视频监控：下拉可选择查看灌区试验站内的实地监控摄像头，实时观测区域内作物情况。
⑩设备情况：直观、实时显示试验站内的各项设备数量及预警信息。
⑾预警设置：记录预警信息，未处理的预警信息会实时显示到首页，标记为已处理则首页上不弹出该条信息提示。还可根据状态、时间、关键字等条件查询相关记录。
⑿灌溉设置：通过选择定时/定量，设置灌溉动作，能够实现灌溉工作，并播放灌溉动画示意。
除了以上功能外，两大灌区试验站数字孪生平台系统还设计了各项仪器设备相关信息的记录功能，如设备状态、存放地点以及外借情况等，并能实时对各项设备的数据进行采集与分析，方便站点对设备进行管理。
（实验仪器各项信息记录）
位山灌区与小开河灌区试验站的数字孪生平台为其在天气预报、虫情监控、灾情预警、用水调度、设备调度等方面提供了有利支撑，帮助灌区打造高质量数字灌区样板。
未来，积木易搭将持续深耕农业数字化领域，充分利用自身全栈式3D数字化技术能力，为现代农业打造数字孪生平台，为农业建设向“数字化、智慧化”转变助力。
