□本报通讯员 许安强

　　从祖国高空俯瞰，南水北调中线一期工程如一条“长龙”，穿山越河，迤逦而来。

　　如今，数字孪生建设为这条“长龙”增添新的保障，南水北调工程安全、供水安全、水质安全综合保障能力得到大幅度提升。

　　中国南水北调集团有限公司加快建设数字孪生南水北调中线1.0版，实现在数字世界中感知、模拟和预测中线工程的运行状态，目前已在多个典型业务场景中发挥实效，并入选水利部评选的数字孪生水利建设十大样板。

　　运行更安全

　　南水北调中线一期工程沿线布设了10万余支（套）监测感知设备和1万余台安防摄像头。这些监测设备形成了海量的基础数据、监测数据和业务管理数据。

　　“安全监测业务应用集成了基于数据驱动的数理统计预警预测模型和基于机理驱动的结构仿真分析模型，彻底盘活了数据。”南水北调集团中线公司科技管理部工作人员郝泽嘉说。

　　借助这两套模型，工作人员可以在千里之外可视化分析全线重点建筑物安全风险变化过程，预警异常安全监测点，并对关键监控指标进行模拟计算和结构安全性评估。

　　“安全监测业务应用提升了工程安全分析预警水平，能够精准服务安全运管业务。”郝泽嘉说。在南水北调中线一期工程55公里的示范段，中线公司运用三维可视化孪生引擎，更直观地掌握建筑物的运行状况。工程安全模型还能有效支撑输水调度、应急退水以及交叉建筑物洪水过流安全影响的多项复核分析。

　　通过接入国家气候中心和水利部信息中心的降雨、河道水势等水文数据，中线公司以产流汇流模型和河道水动力学模型等为引擎，构建了洪水预报模型、洪水演进模型，实现了“降雨—产流—汇流—演进”全链条应用，进一步提高“四预”（预报、预警、预演、预案）能力。

　　调度更科学

　　“中线工程运行管理以来，我们不断优化输水调度方案，初步构建了一套自动化输水调度系统。”中线公司总调度中心工作人员靳燕国说。

　　随着中线工程供水目标增加，针对输水调度重点和难点，中线公司研发了智能调度业务应用，集成水情数据智能清洗、自主学习训练、一维水动力快速精准仿真等3个模型，初步具备自主生成目标方案、输水状态的仿真预演和水力效果的调控模拟等能力，不仅能根据实测数据进行自主水情数据的智能清洗、稳态识别，还可对重要水力参数甚至模型结构进行自动反演。

　　“过去，中线工程各类调度方案凭借经验计算、全面把握中线输水特点完成。现在，智能调度业务应用平台随时对中线工程渠道输水能力进行评估，只要输入预设的输水工况和计算区间，便能自动计算区间内各断面的流量和水位，根据水位位置对调度方案进行动态调整。”靳燕国说。

　　数字孪生中线冰期输水业务应用集成了统计学、预报和精细模拟等模型，在水温和冰情预测预报上相互验证，可以预测预报未来多个时间段的各渠段水温、冰情，也可以在达到临界值时及时预警，模拟不同输水工况下的气温、水温和冰情，探索无冰输水的边界条件。

　　监测更智能

　　南水北调中线工程水质安全关乎超1.08亿群众，水质监测尤为重要。

　　水质保护业务应用基于已建的水质监测—预警—调控决策支持综合管理平台，动态掌握中线水质状况及未来发展趋势，实现污染物扩散模拟和应急调控举措在数字化场景中的仿真再现，集成了水质预测、污染物扩散模拟及退水等模型。

　　“有了这个应用平台，我们可实时查看中线13个水质监测自动站、30个固定监测断面以及和丹江口库区共享的7个水质自动监测站的监测数据，还能预测未来7天的水质变化情况。水质监测数据和预测数据一旦超过临界值，将自动预警。”中线公司水质与环保中心工作人员刘信勇说。

　　“过去，一旦发生水质污染突发事件，现场人员需要找专家、查资料、协调退水闸等，形成处置方案需要花费大量时间。”刘信勇说，“现在，业务应用平台会对现场应急物资仓库、退水线路等作出最佳选择，自动推送应急处置方案，拿到处置方案最快只需3分钟。”

　　数字孪生南水北调建设任重道远。南水北调集团将继续加快推进数字孪生南水北调建设和迭代升级，努力实现高端化、智能化、绿色化发展，全面助力南水北调工程安全、供水安全、水质安全，确保工程发挥更大的社会效益、经济效益、生态效益和安全效益，全面提升国家水网大动脉的安全保障能力。