大數據驅動，模擬器三大功能把脈長江“前世今生”

2021-06-16 11:29:20 來源：科技日報

我國長江流域系統綜合治理有了科技重器。6月10日，由中國科學院與重慶市政府共同建設的長江模擬器科學裝置(以下簡稱長江模擬器)戰略合作協議在重慶廣陽島簽約，“長江模擬器示范基地”同時揭牌。

大數據驅動的決策系統

“簡單來說，長江模擬器是大數據驅動的長江流域綜合模擬與調控決策系統。”中國科學院院士、武漢大學教授夏軍向科技日報記者介紹，長江模擬器是以水系統科學理論為基礎，以長江流域為對象，以流域水循環為紐帶，將自然過程與社會經濟過程相耦合的流域模擬系統及其軟硬件裝置。

流域模擬系統是一個涉及水—土—氣—生—人等多要素多過程的復雜巨系統，要在科學統籌的前提下實施流域系統治理，實現流域綠色發展，面臨的主要難點就是缺乏強有力的科技支撐。通過建設長江模擬器，實現水循環、水環境、水生態和社會經濟過程耦合模擬，集成創新流域水生態恢復和水環境治理技術體系，夏軍院士表示，“長江模擬器可以說是科技創新支撐長江流域綜合管理的體現”。

長江模擬器的研發，統籌考慮了生態系統整體性和流域的系統性，是自然科學與社會科學的深度交叉，強調大數據和人工智能信息支持，具有監測—模擬—評價—預警—決策支持功能，可應用于農業、水利、水資源管理、航運、防洪、環境保護等多個領域。

與現有的國家大科學裝置地球模擬器相比，長江模擬器以流域為研究對象，具有更高的空間分辨率和更快的時間響應，能直接服務流域生態文明建設。

三大功能全面把脈長江流域

“長江模擬器主要有‘了解過去長江、認識現在長江、展望未來長江’三大功能。”中國科學院地理科學與資源研究所研究員占車生介紹，了解過去長江，即基于中生代以來地質歷史時期的考古、古地質、古地貌、古氣候研究成果，再現長江流域歷史演化過程。

認識現在長江，即通過建設流域水系統全面監測監控能力，發展流域水系統全面模擬能力，模擬再現近幾十年來長江流域水環境水生態的演變過程，系統診斷流域水環境水生態問題的成因和機制，提出綜合調控策略和具體管理措施。

展望未來長江，即針對未來可能的氣候變化情景及社會經濟發展情景，模擬預測不同情景下的流域水環境水生態演變趨勢，分析不同綠色發展路徑下流域綠色發展水平的時空差異，提出相應的調控對策和政策措施建議。

據了解，長江模擬器建設涉及6個關鍵環節，包括建設長江流域空天地一體化立體監測系統，建設長江流域多源數據共享系統，研發長江流域水系統綜合模擬模型，建立長江流域綠色發展評估系統，建立長江流域生態文明公眾參與和教育平臺，建成科學研究與政府決策的溝通平臺。

長江模擬器的建成，將為流域水災害預警、流域水環境水生態現狀評估、流域水資源和生態系統管理與調控提供有效科技手段，為流域長遠規劃、管理和應對提供科學依據。

核心大腦在重慶輻射全流域

長江模擬器是中國科學院地理科學與資源研究所、重慶綠色智能技術研究院、南京地理與湖泊研究所、大氣物理研究所、水生生物研究所以及武漢大學、長江水利委員會長江科學院、中國環境科學研究院等十幾家單位參與建設的一項重大科技工程。

重慶是長江上游生態屏障的最后一道關口，目前重慶正在積極將廣陽島打造為“長江風景眼、重慶生態島”。夏軍院士表示，長江模擬器落地重慶廣陽島，將支撐重慶在長江生態文明建設上發揮“領頭羊”的作用。

長江模擬器建設擬分為三期，第一期長江模擬器將支撐大河文明館和智慧廣陽島建設;第二期將針對重慶生態文明建設科技需求，拓展長江模擬器的功能，建設長江流域水環境水生態監測網絡;第三期將爭創國家大科學裝置，同時建設長江模擬器科創園區。