面向长江大保护与长江经济带绿色高质量发展国家重大战略需求，中国科学院研发出长江模拟器。模拟器基于主体功能区划，为探索长江经济带生态优先、绿色发展新路子，提供数智化的科学支撑。

长江模拟器有何具体功能？在日前由长江生态环境保护修复联合研究中心（以下简称长江中心）召开的长江上游生态环境保护交流会上，记者专访了长江中心特邀专家、中国科学院地理科学与资源研究所副研究员林忠辉。

中国环境报：为何要研发长江模拟器？

林忠辉：从共抓大保护、不搞大开发来看，目前，长江大保护缺乏全流域视角的系统诊断与系统治理的科学支撑；从生态优先、绿色发展来看，长江大保护工作还缺乏主体功能区视角的绿色发展评估与系统调控的科学支撑。

长江模拟器是依托中国科学院先导A专项“美丽中国生态文明科技工程”和国家基金委重大项目“长江经济带水循环变化与中下游典型城市群绿色发展互馈影响机理及对策研究”，以长江流域为对象、水循环为纽带，将流域自然过程与社会过程耦合的流域模拟系统及其与示范工程集成的科学装置。

目前，长江模拟器研究完成了22个专业模型开发与模型群集成，实现了多尺度、多过程、多要素的耦合模拟。同时，完成了水动力模型的并行优化算法。针对三峡水库不同调度方式对下游河湖水文水生态影响进行了模拟，建设了长江模拟器综合数据库，形成了长江流域水循环底图，模拟分析了长江流域过去40年和未来30年水循环变化特征、年代际水循环变化特征、极端水旱灾害发生频率等。

长江模拟器还开展了长江经济带城市群水循环与产排污过程模拟。在长江经济带绿色发展评估与调控决策方面，建立了基于主体功能区划长江流域绿色发展水平评价指标体系和评估模型。

中国环境报：长江模拟器有哪些实践应用？

林忠辉：长江模拟器定位于长江流域水系统综合模拟与调控平台。成果应用的意义在于响应“共抓大保护、不搞大开发”“生态优先、绿色发展”的号召，为长江流域水环境水生态问题系统性诊断、分类分区协同治理、绿色发展评估、流域水系统调控提供科学支撑。同时，支撑长江保护法顺利实施，为流域统筹协同治理与智慧化管理提供科学支撑。成果核心内容体现在以下几个方面：

一是提出了长江模拟器的理论方法体系。具体的方法论包括：界定了长江模拟器的科学内涵，明确了长江模拟器的基本功能，提出了长江模拟器的服务体系。

二是实现了长江模拟器模型群耦合集成模拟。研发了面向接口插件式并行的集成模拟框架，实现了多尺度、多过程、多要素的耦合集成模拟；实现了一维、二维水动力模型的并行优化，提升了模型运算效率。模型耦合模拟精度超过预期，平均效率系数达到0.8。

三是实现了长江模拟器多源数据集成管理。初步建成流域空天地一体化监测监控平台。建成长江模拟器综合数据库及其维护管理系统，实现了监测、统计、多媒体、公众信息等多源数据集成管理。

四是建成长江模拟器1.0软件系统。具体包括长江模拟器专业版、长江模拟器决策版系统和长江模拟器公众版APP。

长江模拟器的相关成果已被写入2021年和2022年重庆市政府工作报告，并被列入《广阳湾智创生态城规划》《重庆市十四五规划和2035远景目标纲要》《重庆市十四五科技创新规划》《重庆都市圈发展规划》等规划。同时，长江模拟器与长江联合研究二期智慧决策平台实现集成对接，合力为长江生态环境保护修复提供科技支撑与决策支持。

中国环境报：未来，长江模拟器相关研究还有哪些新方向？

林忠辉：从基础科学研究看，面对长江流域这一复杂的巨系统，需要充分发挥长江中心等国家科技创新平台作用，汇聚各方科研力量，协同集智攻关，打造长江智慧管理决策平台。一是期望推动长江模拟器大科学装置的论证建设，提高服务区域社会经济发展的能力。二是基于长江模拟器的实践，进一步提高流域水文气象模拟预测精度，强化为流域洪涝灾害防御、城市内涝防御与应急管理服务的能力。三是加强流域尺度水文-水环境-水生态耦合模拟研究，提高对流域水环境水生态问题成因机制的认识。四是加强流域尺度水生态调度研究与实践，为流域生态系统健康探索新的路径。

从长江模拟器发展展望看，当前，流域科学数据共享水平不高是制约流域科学研究服务社会的一个重要因素。为此建议，继续深化推进长江生态环境保护修复联合研究，完善多方参与的多元共治机制，以长江模拟器为基础，建设长江流域科学数据中心，进一步推动流域数据共享和数据服务，支撑流域科学研究与政府决策。同时，为推动长江模拟器进一步发展，建议充分利用地球模拟器提供的区域尺度精细化气象要素场，重构流域水文模型，提高大尺度流域水循环过程的模拟精度。此外，长江模拟器要进一步建设高性能计算平台，实现模型代码重构、集群并行算法改进，以支撑调控决策多情景模拟的快速响应。同时，以地方实际需求为导向，持续改进和集成专业模型，强化长江模拟器对区域绿色发展的支撑力度，为实现长江流域高质量发展提供精准科技支撑。