大数据驱动 这个模拟器可把脉长江“前世今生”

我国长江流域系统综合治理有了科技重器。6月10日，由中国科学院与重庆市政府共同建设的长江模拟器科学装置（以下简称长江模拟器）战略合作协议在重庆广阳岛签约，“长江模拟器示范基地”同时揭牌。

大数据驱动的决策系统

“简单来说，长江模拟器是大数据驱动的长江流域综合模拟与调控决策系统。”中国科学院院士、武汉大学教授夏军向科技日报记者介绍，长江模拟器是以水系统科学理论为基础，以长江流域为对象，以流域水循环为纽带，将自然过程与社会经济过程相耦合的流域模拟系统及其软硬件装置。

流域模拟系统是一个涉及水—土—气—生—人等多要素多过程的复杂巨系统，要在科学统筹的前提下实施流域系统治理，实现流域绿色发展，面临的主要难点就是缺乏强有力的科技支撑。通过建设长江模拟器，实现水循环、水环境、水生态和社会经济过程耦合模拟，集成创新流域水生态恢复和水环境治理技术体系，夏军院士表示，“长江模拟器可以说是科技创新支撑长江流域综合管理的体现”。

长江模拟器的研发，统筹考虑了生态系统整体性和流域的系统性，是自然科学与社会科学的深度交叉，强调大数据和人工智能信息支持，具有监测—模拟—评价—预警—决策支持功能，可应用于农业、水利、水资源管理、航运、防洪、环境保护等多个领域。

与现有的国家大科学装置地球模拟器相比，长江模拟器以流域为研究对象，具有更高的空间分辨率和更快的时间响应，能直接服务流域生态文明建设。

三大功能全面把脉长江流域

“长江模拟器主要有‘了解过去长江、认识现在长江、展望未来长江’三大功能。”中国科学院地理科学与资源研究所研究员占车生介绍，了解过去长江，即基于中生代以来地质历史时期的考古、古地质、古地貌、古气候研究成果，再现长江流域历史演化过程。

认识现在长江，即通过建设流域水系统全面监测监控能力，发展流域水系统全面模拟能力，模拟再现近几十年来长江流域水环境水生态的演变过程，系统诊断流域水环境水生态问题的成因和机制，提出综合调控策略和具体管理措施。

展望未来长江，即针对未来可能的气候变化情景及社会经济发展情景，模拟预测不同情景下的流域水环境水生态演变趋势，分析不同绿色发展路径下流域绿色发展水平的时空差异，提出相应的调控对策和政策措施建议。

据了解，长江模拟器建设涉及6个关键环节，包括建设长江流域空天地一体化立体监测系统，建设长江流域多源数据共享系统，研发长江流域水系统综合模拟模型，建立长江流域绿色发展评估系统，建立长江流域生态文明公众参与和教育平台，建成科学研究与政府决策的沟通平台。

长江模拟器的建成，将为流域水灾害预警、流域水环境水生态现状评估、流域水资源和生态系统管理与调控提供有效科技手段，为流域长远规划、管理和应对提供科学依据。

核心大脑在重庆辐射全流域

长江模拟器是中国科学院地理科学与资源研究所、重庆绿色智能技术研究院、南京地理与湖泊研究所、大气物理研究所、水生生物研究所以及武汉大学、长江水利委员会长江科学院、中国环境科学研究院等十几家单位参与建设的一项重大科技工程。

重庆是长江上游生态屏障的最后一道关口，目前重庆正在积极将广阳岛打造为“长江风景眼、重庆生态岛”。夏军院士表示，长江模拟器落地重庆广阳岛，将支撑重庆在长江生态文明建设上发挥“领头羊”的作用。

长江模拟器建设拟分为三期，第一期长江模拟器将支撑大河文明馆和智慧广阳岛建设；第二期将针对重庆生态文明建设科技需求，拓展长江模拟器的功能，建设长江流域水环境水生态监测网络；第三期将争创国家大科学装置，同时建设长江模拟器科创园区。

据了解，目前长江模拟器和广阳岛野外科学观测站已纳入智慧广阳岛三期实施，一期机房环境建设已完成，长江模拟器总体规划已通过专家论证。

文/科技日报记者 雍黎

编辑/范辉