我國長江流域系統(tǒng)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(zhàn)略合作協(xié)議在重慶廣陽島簽約，“長江模擬器示范基地”同時揭牌。

大數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策系統(tǒng)

“簡單來說，長江模擬器是大數(shù)據(jù)驅(qū)動的長江流域綜合模擬與調(diào)控決策系統(tǒng)。”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(tǒng)科學理論為基礎，以長江流域為對象，以流域水循環(huán)為紐帶，將自然過程與社會經(jīng)濟過程相耦合的流域模擬系統(tǒng)及其軟硬件裝置。

流域模擬系統(tǒng)是一個涉及水—土—氣—生—人等多要素多過程的復雜巨系統(tǒng)，要在科學統(tǒng)籌的前提下實施流域系統(tǒng)治理，實現(xiàn)流域綠色發(fā)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(xiàn)水循環(huán)、水環(huán)境、水生態(tài)和社會經(jīng)濟過程耦合模擬，集成創(chuàng)新流域水生態(tài)恢復和水環(huán)境治理技術(shù)體系，夏軍院士表示，“長江模擬器可以說是科技創(chuàng)新支撐長江流域綜合管理的體現(xiàn)”。

長江模擬器的研發(fā)，統(tǒng)籌考慮了生態(tài)系統(tǒng)整體性和流域的系統(tǒng)性，是自然科學與社會科學的深度交叉，強調(diào)大數(shù)據(jù)和人工智能信息支持，具有監(jiān)測—模擬—評價—預警—決策支持功能，可應用于農(nóng)業(yè)、水利、水資源管理、航運、防洪、環(huán)境保護等多個領域。

與現(xiàn)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(tài)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(xiàn)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(zhì)歷史時期的考古、古地質(zhì)、古地貌、古氣候研究成果，再現(xiàn)長江流域歷史演化過程。

認識現(xiàn)在長江，即通過建設流域水系統(tǒng)全面監(jiān)測監(jiān)控能力，發(fā)展流域水系統(tǒng)全面模擬能力，模擬再現(xiàn)近幾十年來長江流域水環(huán)境水生態(tài)的演變過程，系統(tǒng)診斷流域水環(huán)境水生態(tài)問題的成因和機制，提出綜合調(diào)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(jīng)濟發(fā)展情景，模擬預測不同情景下的流域水環(huán)境水生態(tài)演變趨勢，分析不同綠色發(fā)展路徑下流域綠色發(fā)展水平的時空差異，提出相應的調(diào)控對策和政策措施建議。

據(jù)了解，長江模擬器建設涉及6個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包括建設長江流域空天地一體化立體監(jiān)測系統(tǒng)，建設長江流域多源數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，研發(fā)長江流域水系統(tǒng)綜合模擬模型，建立長江流域綠色發(fā)展評估系統(tǒng)，建立長江流域生態(tài)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(huán)境水生態(tài)現(xiàn)狀評估、流域水資源和生態(tài)系統(tǒng)管理與調(diào)控提供有效科技手段，為流域長遠規(guī)劃、管理和應對提供科學依據(jù)。

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(shù)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(huán)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(tài)屏障的最后一道關(guān)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(tài)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(tài)文明建設上發(fā)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(tài)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(huán)境水生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡;第三期將爭創(chuàng)國家大科學裝置，同時建設長江模擬器科創(chuàng)園區(qū)。

據(jù)了解，目前長江模擬器和廣陽島野外科學觀測站已納入智慧廣陽島三期實施，一期機房環(huán)境建設已完成，長江模擬器總體規(guī)劃已通過專家論證。

(科技日報記者 雍黎)

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