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(xué)院與重慶市政府共同建設(shè)的長江模擬器科學(xué)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(xué)院院士、武漢大學(xué)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(xué)理論為基礎(chǔ)，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(fù)雜巨系統(tǒng)，要在科學(xué)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(shè)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(fù)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(xué)與社會科學(xué)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(yù)警—決策支持功能，可應(yīng)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(lǐng)域。

與現(xiàn)有的國家大科學(xué)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(yīng)，能直接服務(wù)流域生態(tài)文明建設(shè)。

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(xué)院地理科學(xué)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(shè)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(yù)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(yīng)的調(diào)控對策和政策措施建議。

據(jù)了解，長江模擬器建設(shè)涉及6個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包括建設(shè)長江流域空天地一體化立體監(jiān)測系統(tǒng)，建設(shè)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(xué)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(zāi)害預(yù)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(yīng)對提供科學(xué)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(xué)院地理科學(xué)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(xué)、長江水利委員會長江科學(xué)院、中國環(huán)境科學(xué)研究院等十幾家單位參與建設(shè)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(fēng)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(shè)上發(fā)揮“領(lǐng)頭羊”的作用。

長江模擬器建設(shè)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(shè);第二期將針對重慶生態(tài)文明建設(shè)科技需求，拓展長江模擬器的功能，建設(shè)長江流域水環(huán)境水生態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò);第三期將爭創(chuàng)國家大科學(xué)裝置，同時建設(shè)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(xué)觀測站已納入智慧廣陽島三期實施，一期機房環(huán)境建設(shè)已完成，長江模擬器總體規(guī)劃已通過專家論證。(記者 雍黎)