问题:泉域是区域水资源安全与生态安全的重要支撑。
以岩溶大泉为代表的泉域系统,地下水补给、径流、排泄过程隐蔽性强、变化敏感,受气候波动、城镇化用水增长与污染风险叠加影响,容易出现水量衰减、水质波动、开采与生态用水矛盾凸显等问题。
传统治理更多依赖分散监测与经验判断,信息链条不完整、协同调度不顺畅,难以对地下水系统进行连续追踪和精细评估,客观上制约了泉域保护由“被动应对”向“主动预防”转变。
原因:一是“看不见”的地下结构长期是治理难点。
岩溶含水系统空间非均质性强,裂隙、管道发育复杂,单点监测难以还原整体状态。
二是数据分布在不同部门与不同环节,监测、管理、预警、调度之间衔接不足,导致风险识别与处置时效受到影响。
三是模型推演能力不足,难以把监测数据转化为对地下水流动、污染迁移与资源承载的可操作判断,从而影响保护措施的科学性和前瞻性。
影响:此次入选的山西实践,以晋祠泉域数字孪生平台为抓手,推动泉域保护迈向全领域覆盖、全流程联动的智能化治理。
平台设置泉域总览、水资源监测、管理功能、“四预”服务、智慧应用和数据底座六大核心板块,将监测感知、信息集成、分析推演与业务应用贯通起来,既有利于提升监管的精细化水平,也为地下水治理提供可复制、可推广的技术路径。
尤其在岩溶大泉数字化保护方面形成突破,弥补了相关领域数字治理工具相对薄弱的短板,增强了泉域资源保护与风险防控的系统性。
对策:从平台建设看,山西以水文地质学为基础,围绕关键瓶颈实现三方面突破:其一,构建“地表—地下”一体化监测感知体系,把分散的观测要素进行系统组织,实现数据实时动态监测与分析,提高对泉域变化的敏感捕捉能力;其二,复刻三维水文地质结构,以可视化方式呈现地下水源汇与汇聚过程,为决策提供直观依据;其三,引入数学、物理、数值模型等手段,提升对地下水流动、传输及其影响的推演评估能力,推动管理从“事后研判”向“过程评估”升级。
在治理机制上,数字平台的价值不止于“看得清”,更在于“管得住”“调得动”。
通过统一数据底座与业务联动,有望促进监测预警、执法监管、用水管理、生态补水等环节协同,提升跨部门响应效率,形成从风险识别到处置反馈的闭环管理。
前景:面向未来,泉域保护正从单一工程治理迈向数字化、系统化、精细化的综合治理新阶段。
一方面,随着极端气候事件增多与用水结构调整加快,地下水系统的不确定性将上升,要求治理更加依赖连续监测与模型推演,提前识别水量、水质与生态风险。
另一方面,数字孪生平台的推广应用仍需与制度供给同步推进,包括明确数据共享边界与标准、完善预警阈值体系、将模型成果纳入调度决策流程,并与节水、污染防治、生态修复等政策工具协同发力。
可以预期,随着技术迭代与应用深化,泉域数字化治理有望在更多地区实现从“点上试用”到“面上推广”,为地下水资源保护提供更高质量的支撑。
山西晋祠泉域数字孪生平台的成功实践,不仅是技术创新的重要成果,更是新时代生态文明建设理念的生动体现。
它昭示着我国水资源保护工作正在从传统管理模式向智能化、精准化方向加速转型,为实现人与自然和谐共生的美丽中国目标注入了新的科技动能。