中国水利报 | 夯实建设基础 强化关键能力——长江科学院副院长唐文坚谈数字孪生水利工程建设

以物理水利工程为单元、时空数据为底座、数学模型为核心、水利知识为驱动，在数字空间再现真实水利工程。文章源自数字孪生可视化-http://www.hjcool.com/288.html

唐文坚：作为南水北调中线水源工程，丹江口水库水质直接关系着京津冀豫四省（直辖市）24个大中城市超过8500万群众的饮水安全。数字孪生丹江口是国内首个以水质安全为业务需求主线的数字孪生工程，水质“四预”智慧体系的构建可精准服务于中线水源供水水质管理，为南水北调后续工程高质量发展提供强有力支撑。同时，水质“四预”业务也可为国内其他数字孪生工程建设提供借鉴。文章源自数字孪生可视化-http://www.hjcool.com/288.html

由于丹江口水利枢纽的区域特殊性，数字孪生丹江口建设在水质方面的难点颇多。一方面，丹江口水库水体深、范围广、污染来源分散且类型多；另一方面，由于丹库（河南淅川）与汉库（湖北丹江口）水动力交换复杂，库区水质呈现分区分布和垂向分层的特点。文章源自数字孪生可视化-http://www.hjcool.com/288.html

结合库区水体特点，聚焦水质安全需求，数字孪生丹江口开展了水质监测分析、在线推演预测、预警分析、态势预演、预案管理业务应用建设，并基于三维仿真技术，及时直观立体展示库区水质状况及未来变化态势，实现水质监测、模型推演预测、态势预演、方案比选与决策的全链条贯通，并取得了以下三项技术瓶颈的创新突破。文章源自数字孪生可视化-http://www.hjcool.com/288.html

一是建立了基于机理的高效高精度水动力水质模型。针对传统模型计算精度不高和计算耗时长等问题，基于国际先进算法自主研发了水库三维水动力水质机理模型，能有效模拟水库急缓流态交替复杂过程，提升磷等关键指标的模拟精度；二是突破了国内大型水库水质在线动态推演技术瓶颈。研发了丹江口库区全域浓度场的在线动态推演技术，实现监测数据自动获取、专业模型自动调用、预警推演在线运行等多业务协同，满足水质预警预演的要求；三是研发了调蓄深水水库水质浓度场全域三维仿真技术。满足实景三维环境中的流场、浓度场高保真渲染要求，真实展现丹库与汉库复杂的水动力交换、水库总磷垂向分层等特征。文章源自数字孪生可视化-http://www.hjcool.com/288.html