数字孪生丹江口水质安全建设挑战与举措

丹江口水库是南水北调中线工程水源地，担负着“一泓清水永续北送”的重任。结合丹江口水库特点和现状，剖析数字孪生丹江口水质安全建设面临的短板、机遇与挑战，提出了水质安全建设总体框架，阐述了数据底板建设、模型与知识库扩展、业务应用支撑等主体建设内容与核心技术，总结了水质安全建设特色与亮点。研究可为高质量开展南水北调中线水源工程数字孪生建设提供支撑，为其他水源水库水质安全数字孪生建设提供经验借鉴。     

数字孪生驱动的南水北调中线水源工程水质平台设计与开发

南水北调中线水源地面临着水质监测数据自动化程度不高、污染物扩散模拟效率较低、突发性水污染应急能力不足等困难，迫切需要开展数字化转型。基于数字孪生建设的总体要求，综合运用GIS、UE4、WebGL等新一代信息技术，建立了数字孪生水质平台，研发了水质浓度场静态可视化、污染物迁移扩散动态可视化和水质三维分层可视化模型等关键技术，初步实现了水质“四预”功能，切实提升了南水北调中线水源区水环境智能化、精细化管理水平，为推进饮用水水源地水质现代化提档升级提供了技术示范。     

数字孪生水利工程安全智能分析预警技术研究及应用

数字孪生水利工程是智慧水利建设的核心与关键。聚焦水利工程安全运行需求,有必要结合数字孪生建设,开展工程安全智能分析预警技术研究和系统开发工作,从而有效提升工程运行安全保障水平与突发事件应急处置能力。介绍了基于数字孪生平台的工程安全智能分析预警技术的总体框架,针对工程安全监测感知体系和工程安全模型库进行了详细论述,并构建了具有“四预”功能的工程安全智能业务应用。目前,研究成果已在数字孪生江垭皂市工程中获得初步应用,可为同类数字孪生工程建设提供借鉴与参考。     

典型工程数字孪生建设经验对 数字孪生南水北调工程建设的启示

大型调水工程是实现水资源优化配置的关键，也是构建国家水网的基础，具有跨流域覆盖区域广、水工建筑 物种类多、运行工况复杂等特点。采用调查研究的方法分别对浙东引水工程、千岛湖配水工程、南水北调东线工 程等大型调水工程数字孪生关键内容如数据底板、模型库和知识引擎等建设现状进行调研，根据各自工程特点分 析其数字孪生建设的特色，总结上述大型调水工程数字孪生建设的经验。在此基础上分析南水北调后续工程数 字孪生建设要求，提出数字孪生南水北调工程建设的若干建议，为南水北调后续数字孪生工程建设提供参考。     

数字孪生调水泵站工程可视化模型构建和数据交互技术研究与应用

按照智慧水利建设“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”总要求,南水北调工程运行管理部门以满足泵站调水工程“提升效率、降低成本、水质保障、安全运行”的应用需求为目标,积极推进以GIS+OSGB+BIM技术结合UE4引擎渲染构建模型为支持的全景数字孪生南水北调泵站工程研究,并融合仿真驱动、交互推演,形成“诊断预报、分级预警、调度预演、多模预案”的调水工程“四预”体系应用框架,推进搭建全时空映射、全场景感知、全业务融合、全天候运用的模拟和前置推演仿真数字孪生调度平台,为推动实现调水工程现代化高质量发展目标提供技术支撑。     

江苏数字孪生水网建设与预报调度一体化应用初探

江苏省地跨长江、淮河两大水系，省内有太湖、洪泽湖和大运河、南水北调东线等重要河湖及工程体系，在国家水网格局中占据重要地位。数字孪生水网建设是新阶段江苏水利高质量发展的重要举措和实施路径。依据江苏省河流水系特点与水利管理工作实际需求，在问题剖析的基础上阐述了数字孪生水网建设思路。以江苏省太湖地区为例，以河网模型为核心，初步构建防洪“四预”功能体系，探索基于江苏数字孪生水网框架的水工程预报调度一体化应用，推动水网建设与智慧应用。     

数字孪生水利工程背景下的大坝安全监测系统建设研究

工程安全监测作为大坝安全运行的基础,在运行管理过程中扮演着极其重要的角色,是工程运行安全评价的重要依据,越来越受到工程管理单位的重视。但目前国内多数已建水利工程安全监测领域暴露出数据获取能力薄弱、信息共享程度低、智能化应用不足等问题。随着数字孪生水利建设的不断深入推进,建设符合数字孪生要求的大坝安全监测系统成为多数水利工程运行管理单位亟需解决的难题。以百色水利枢纽工程为例,对照数字孪生水利工程建设有关要求,深入梳理百色水利枢纽工程安全监测工作现状,剖析存在问题,确定了大坝安全监测系统的建设原则,并从硬件、软件2个层面进行了研究探索,形成了大坝安全监测系统建设方案,为已建工程的数字孪生水利工程建设提供参考借鉴。     

数字孪生水利工程网络安全风险分析和保障体系

数字孪生水利工程是数字孪生流域的关键节点，也是智慧水利建设的重要组成部分，在数字孪生水利工程建设中，如何保障网络安全尤为重要。以汉江流域数字孪生项目建设为例，结合数字孪生水利工程的特点，分析了数字孪生水利工程面临的网络安全风险。在此基础上，运用网络安全防护技术，从网络安全纵深防御体系建设、物联网安全防护、数据安全防护、水利工业控制系统安全防护、云计算安全防护、移动安全防护6个方面构建了数字孪生水利工程网络安全技术风险治理体系，并对水利行业数字孪生水利工程网络安全管理提出了具体措施和建议。研究成果已在汉江流域数字孪生水利工程建设中取得了良好防护效果，可为水利行业其他数字孪生工程的网络安全工作提供借鉴。     

数字孪生技术在隧洞工程地质模型中的应用

为更好地发现隧洞工程中的风险，生成更安全、高效的设计以及更有效的成果，明确隧洞工程中的风险所在和其结构性能至关重要，介绍了数字孪生技术的工程应用历程、工程地质模型开发的基础性作用、建模流程和数字孪生成熟度模型。提出了数字孪生在隧洞工程地质应用总体框架和应用的不同阶段任务，探讨了应用阶段和工程地质模型的不确定问题。对数字孪生技术在岩体工程中的应用局限进行了初步阐述，展望新技术在隧洞工程的应用前景。结果表明：复杂地质条件的隧洞工程数字孪生应用还存在一些技术瓶颈，但随着新技术的快速发展，可为未来大型引调水工程隧洞数字化提供较强的技术支撑。     

十堰市水土流失防治对策探讨

湖北省十堰市是南水北调中线工程的水源区，由于自然条件和人为因素，该市是湖北省水土流失最为严重的区域。为确保南水北调中线工程水源区的水质安全，必须加强水土流失防治工作治理中要明确目标，长远规划，全面推进。     

黄河水利委员会黄河机械厂南水北调中线干渠水质安全保障关键技术研究与应用

<正>黄河水利委员会黄河机械厂是南水北调中线工程主要的设备供应商,先后为南水北调中线工程提供了优质的产品和服务,并成为南水北调中线工程运行初期工程运行维护主要服务提供商。针对南水北调中线工程运行初期发现的影响水质问题、运行安全潜在问题,黄河机械厂专门成立了新产品研发事业部,开展了一系列相关产品研     

数字孪生技术在某水利枢纽工程的应用

2022年3月,水利部陆续颁发了《数字孪生水利工程建设技术导则（试行）》《水利业务“四预”基本技术要求（试行）》等多项针对数字孪生水利工程的标准规范及管理办法。同年12月,水利部办公厅再次下发了《水利部办公厅关于加强重大水利工程数字孪生项目设计的通知》,要求大型及重要的中型水库应按照数字孪生技术路线建设工程信息化系统。以某大型水利枢纽工程为例,通过数字孪生系统建设,为工程的运行、调度和决策提供支撑,为同类型水利工程数字孪生系统设计提供参考。     

数字孪生大藤峡探索与实践

为了推动智慧水利建设，大藤峡公司以“一台双赋三化四预”为目标，通过搭建数字孪生平台、夯实信息化基础设施、提升业务应用智能化水平、完善网络安全体系、强化内外部系统集成，开展了数字孪生大藤峡技术探索和工程实践，取得了多项技术突破，在防汛、水资源调配、工程安全等业务领域取得了良好的应用成效。     

基于B/S结构的南水北调中线工程安全监测自动化应用系统设计与实现

建设南水北调中线工程安全监测自动化应用系统,是确保工程安全运行、高效管理的重要手段。系统按照安全、可靠和易用的设计理念,以自动化、智能化支撑南水北调中线工程安全监测业务为目标,基于B/S软件结构,按照面向服务的体系结构自下而上分层设计系统架构,实现系统软件的高性能和松耦合。基于南水北调中线工程安全监测规范和用户实际需求,对数据库、业务功能和服务组件等内容进行设计,满足管理者对安全监测业务的需求。系统的构建将有效提升南水北调中线工程安全监测业务的信息化、智能化管理水平,保障工程安全运行和跨流域水资源高效利用。     

数字孪生水利实践案例分析与创新思考

数字孪生水利建设是新阶段水利高质量发展的重要实施路径。概述了数字孪生水网、数字孪生流域、数字孪生工程发展建设基本情况,以数字孪生尼尔基和数字孪生嫩江为例,介绍了数字孪生工程和数字孪生流域建设的成果及技术创新。分析了当前数字孪生水利建设中存在的问题并提出发展建议,以期为加快构建数字孪生水利体系提供参考。     

南水北调中线输水水质水量变化特征及城市供水应对措施建议

南水北调中线一期工程通水一年来,工程运行平稳,在提高受水区城市供水保证率,提升居民饮用水品质,改善生态环境等方面发挥了积极作用。在总结中线工程运行一年来实际经验的基础上,研究了中线工程来水水质和水量特征。研究认为,中线来水水质总体优良,特别是浊度低、硬度低,但存在高温高藻和低温低浊两个特殊水质时期,对水厂正常运行产生不利影响;中线来水总量富裕,特枯年份年内分配过程不均,存在工程能力富余和特枯来水时期缺水的问题。针对中线工程来水特征和问题,提出了有关保障城市供水安全和充分发挥工程效益的建议措施。     

南水北调中线工程污染源风险评估及控制研究

南水北调中线干线工程作为重要饮用水水源地,涉及范围广、水质保护难度较大,风险凸显,亟待建立完善科学、合理、可行的南水北调工程水污染应急处置管理体系。针对南水北调中线工程特点和所处的外部环境,识别潜在风险源,科学开展各渠段的风险评估,评定风险等级,建立健全规章制度,合理规划水污染应急物资配置,确保南水北调中线工程的水质安全。     

南水北调中线工程京石段金结防腐设计

论述了南水北调中线京石段应急供水工程金属结构防腐设计内容.防腐设计不仅要满足本工程金属结构设备的防腐要求,还应满足不污染水质的要求,以保障南水北调中线工程供水安全.     

南水北调中线工程安全监测专业化管理研究

针对南水北调中线工程特点,以及河北省水利工程安全监测现状,阐明了安全监测工作的重要性和安全监测资料分析的必要性.结合以往工作经验,对南水北调工程安全监测工作提出了建立专业化监测组织的构想,并分析其具备的条件、职能以及开展的工作,对南水北调中线工程的建设和管理有重要的意义.     

基于数字孪生的安全生产风险管控平台研究

为扎实推进水利安全生产风险查找、研判、预警、防范、处置和责任等风险管控“六项机制”建设，提升水利工程安全管理水平，结合水利工程运行管理单位安全生产的特点和规律，搭建了基于数字孪生的安全生产风险管控平台框架，实现对安全生产风险的智慧监管。以百色水利枢纽工程为例进行研究，构建了百色水利枢纽安全生产风险管控平台，实现了基于数字孪生的水利工程存在实体和作业操作2个安全生产风险管控场景，验证了基于数字孪生的安全生产风险管控平台的可行性，对后续安全生产风险研究提出了新思路，具有一定指导意义。