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推广“孪生技术智慧灌区”获益多

近年来，云南农业大学水利学院围绕水利部和云南省委、省政府工作部署，基于数字化农业发展现状，构建起“孪生技术智慧灌区”工程模型，成为云南唯一的“智慧农水”建设方面省部级重点课题，为破解云南工程性缺水和优化升级高效节水技术探索出一条新路子。

弥渡县现代农业产业园高科技生产设施大棚一角

探索灌溉新技术

“得益于‘数字云南’建设，我省的智慧农业已发展到一定水平。针对云南农业生产实际，我们搭建起基于农业物联网的作物需水智能算法、灌区农情高分遥感智能监测分析、智慧灌溉水安全评估与预警分析等大数据的作物生长数字孪生模型关键技术——‘孪生技术智慧灌区’工程模型。”云南农业大学水利学院院长、城乡规划设计研究院院长、云南省农业节水工程研究中心主任李靖告诉记者。

据悉，近年来，国家持续推进农业灌区续建配套与节水改造项目，补齐灌区灌排工程短板，但工程性水资源紧缺、农业节水技术发展缓慢等情况尚未得到根本改变，粮食稳产高产和特色农业提质增效用水保障压力巨大。在此背景下，研发新的、系统性的农业灌溉体系势在必行。

2020年以来，李靖团队结合云南实际，以龙头企业农业物联网数据和“数字云南信息管理系统”大数据为基础，依托作物生长的数字模型算法和灌区水资源实际情况，重点探索应用数字孪生技术，构建起灌溉工程数字孪生模型。

李靖告诉记者，“孪生技术智慧灌区”工程模型不是一个单一的技术体系，而是一个基于数字化算法、包含诸多具体水利工程技术、灌溉技术和节水体系在内的大型综合性智慧农水工程体系。通俗地说，就是在大数据算法下的多种技术、技术体系、工程体系相互配合依附孪生的工程模型。如今，这套模型已在全国推广，并成为云南唯一的省部级重点水利工程科技项目。

实现高效节水

据了解，多年来，节水农业生产技术在云南推广应用不尽如人意，主要原因是，一方面耕地分散，建设节水设施成本较高；另一方面，云南特色经作种类丰富，对技术的多元化需求较高，而目前推广的节水技术多为单个技术或单一技术体系，缺乏配套和孪生技术支持，难以满足多元化需求。

随着“孪生技术智慧灌区”工程模型的应用，上述局面得到一定程度的改善。比如，它可面向不同区域和农业生产场景，通过算法和算力应用，提出智慧灌溉综合解决方案，为高效节水提供“一张网”技术支撑。

弥渡县气候多样，“一山分四季、十里不同天”的情况十分明显。在这里从事农业生产，对技术的多样性要求很高。在这样的背景下，弥渡县现代农业产业园利用“孪生技术智慧灌区”工程模型，将玻璃温室、智能加温温室、冷藏保鲜库、智慧物料仓库、智慧分拣车间、智慧水肥环控系统进行有机互联，实现基地环境监控、水肥灌溉、病虫害管理、采摘管理、产销管理、仓储物流等全产业链智慧管理，有效解决了不同生产区域、不同作物、温室内外对节水技术等生产技术的多元化需求，节水效能和精准灌溉效率高达80%。

破解工程性缺水

“云南是一个缺水地区，一半以上耕地靠天吃饭。”李靖认为，云南属于典型的工程性缺水地区，耕地普遍高于江河湖泊水位，提水灌溉基础设施滞后、灌区面积小。因此，基于算法算力的“农光互补提水”体系，就是利用该模型破解工程性缺水问题的典型案例之一。

近年来，国家实施了一批“农光互补”复合经营发展模式。然而，无论是在荒山建设光伏基地，还是利用群众民房实施“绿色建筑”改造，“农光互补”的主要着力点都集中在光伏发电上。而李靖团队依托“孪生技术智慧灌区”工程模型，结合区域农业发展实际和工程性缺水突出问题，与中电建新能源集团股份有限公司合作，利用孪生技术理念，搭建了“农光互补提水”技术模式。

据了解，该团队在武定县万德村，通过建设光伏发电工程，在实现光伏发电并网的同时，在光伏支架下或光伏大棚内仿生种植食用菌和养殖鹅、兔、鸡等，而生产用水则靠依附于光伏电站的孪生提水工程从河谷取水作为保障，全程依托数字算法和算力实现高效智慧管理和调度，既提高了单位土地综合收益，又解决了生产用水和生态修复用水的问题，可谓一举多得。

2022年底，该项目已得到省级有关部门批准，目前正在紧锣密鼓地建设推进中。

本刊记者肖宇/文图

责任编辑：谭江华