十堰日报记者 陈立波段吉雄

电脑前，轻点鼠标，丹江口水库满蓄各项关键数值和实时画面跃然屏上。11月17日，在距离丹江口大坝1公里处的南水北调中线水源有限责任公司调度指挥大厅，技术人员正有条不紊地操作着数字孪生丹江口工程系统。

通过该系统，工作人员在一分钟内便能完成一项关于水库满蓄水状态下丹江口大坝安全的数字演算，在风险来临前预判演进过程，提出相应处置方案，为一线决策提供科学依据。

数字孪生丹江口工程，是通过对丹江口水利枢纽工程全域数字化映射，形成与物理世界实时同步的数字孪生，实现工程安全动态综合评估、供水安全滚动保障及水质安全精准模拟，确保南水北调中线工程安全、供水安全、水质安全。

“在过去，大坝安全性态演算需要团队耗时数月完成海量计算，基于分析结论的处置耗时费力，且存在事后处置的局限。”数字孪生丹江口工程大坝安全有限元结构分析模型技术负责人颉志强说。作为国内首家将有限元结构分析模型技术在数字孪生水利系统中运用的项目，数字孪生丹江口工程通过构建有限元结构仿真分析模型，在数字世界将坝体解构为210余万个有限元单元，借助物理机制驱动、实测数据修正的全新计算模型，精准掌握、预判大坝在各种温度、水位等条件下各位置的安全性态。

“在技术赋能下，水库满蓄后可能出现哪些突发状况等问题都能得到解答，为水利决策提供科技支撑。”南水北调中线水源有限责任公司技术发展部主任李全宏表示，目前公司正在同步完善丹江口库区“一张图”项目，借助高精度实景三维技术实现对库区淹没情况厘米级预判，最大限度确保库区安全。

数字孪生丹江口工程不仅在保障工程安全方面功能强大，其在确保供水安全、水质安全等领域亦发挥着重要作用。

2023年秋汛期间，丹江口水库蓄水至170米，达到最高设计蓄水位，数字孪生丹江口工程实现大坝性态、库岸稳定、水质状况的同步跟踪与动态推演，为取得汉江秋汛防御与汛后蓄水“双胜利”提供了前瞻性、科学性、精准性决策支持。

同时，该工程首次将二、三维水动力水质模型与数字孪生水利系统有机结合，精准分析污染物入库后在不同水域、水深的扩散路径，对确保丹江口水库水质安全意义重大。

“通过分布在库区的7个水质自动监测站、32个人工监测断面以及移动监测车、监测船等监测感知体系，实现对库区水质的全天候监控，实时掌握水质指标。同时，数字孪生丹江口工程每天零点自动推演库区的氮、磷浓度场，让我们能够实时掌握库区水质安全态势。”李全宏说。

将“未知”变成“预知”，通过对大坝性态、库岸稳定、水质状况进行同步跟踪与动态推演，数字孪生丹江口工程成功为大国重器装上“智慧大脑”。

2023年年底，“数字孪生丹江口工程先行先试建设”项目入选水利部数字孪生先行先试“十大样本工程”，其中两项创新技术获评“典型案例”，先后代表水利行业在第六届数字中国峰会及第十届世界水资源论坛亮相，在行业内外引起广泛关注。