参数君导读：大数据具有海量、多源、高速等特点。在流域水环境监测中，通过布置大量的传感器，可以实时收集水温、水质、水流速度等各种数据。数字孪生是一种将物理实体与数字模型相结合的技术。在流域水环境领域，数字孪生可以创建一个虚拟的流域环境模型，与实际流域同步运行。
图1 地表水大数据赋能流域水环境管理
流域水环境综合治理是生态文明建设的重要组成部分，包括水资源保护、水生态修复和水环境改善等多个方面。地表水环境数据分析能力不足，是流域地表水风险应对、污染精准防控等领域的共性问题。四川省生态环境监测总站通过立体化监测技术获取数据，以流域地表水环境模拟技术打造常态化运行的流域水环境数字孪生产品，服务于四川省流域地表水风险应对和污染管控，助力长江大保护和长江经济带高质量发展。
一是推动地表水环境数据汇聚。汇聚依托监测总站在日常监测过程中采集的污染数据，与研究机构在课题合作中共享的土壤数据、现场地勘数据等，由大数据局共享的人口、养殖、气象、水文等公共数据，构建数据量超1.2亿条且持续更新的地表水环境大数据采集系统，形成地表环境全要素数据库。
二是构建流域数字孪生体。基于流域模型和动力学模型，融合多领域、多行业的地表水环境数据，结合大数据分析、人工智能等技术构建具有完备物理基础的分布式流域水文水质模型、水动力和污染迁移扩散模型与大数据学习模型。根据流域水环境特征拓展模型的模拟要素和范围，在精细化、精准化模拟的基础上增强模拟能力，实现空间分辨率从3.3个控制断面/万km²提升至25.2个控制断面/万km²。
三是基于数字孪生实现环境保护智能化决策。基于流域数据孪生体构建水文和水环境预测预报应用，延长水文和水环境预报的预见期，水环境质量预测周期从24小时提升至4小时，主要污染物预报准确率超过75%。开展江河湖泊、水土流失等水环境水生态变化智能预测，对出现超标的流域全面溯源分析以识别工业企业、农业面源等对水体贡献比例，实现河湖治理精准监管能力提升，水环境水生态保护能力提升。基于水环境变化的模拟仿真和动态管理，支撑四川省各级地表水环境管理部门开展流域地表水环境监测管理、资源调配和污染管控。
图2 地表水预报预警-精准溯源-测管协同体系
