转自:十堰发布
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北京:密云水库十年存入近六亿立方米汉江水
京城东北,燕山脚下,苍翠群山之间,环抱一汪碧水。
初冬时节,登上密云水库大坝远眺,深蓝色的水面与天空相接,宛如一幅水墨画卷。

北京密云水库
作为华北地区最大的水库,也是北京最重要的地表饮用水水源地和水资源战略储备地,从1960年9月1日建成并投入使用起,密云水库就日复一日、一刻不停地默默滋养着首都人民。
但从1999年起,华北地区进入干旱期,密云水库的来水越来越少。而随着城市扩张和工业发展,供水量只增不减,密云水库蓄水开始入不敷出。
“2013年,密云水库的蓄水量只有8亿立方米左右,而死库容是4亿到6亿立方米,到了死库容,水就放不出来了。”北京市密云水库管理处调度运行科副科长王泽勇告诉记者。
2014年底,南水北调中线工程通水,是密云水库命运的转折点。“南水”开始取代密云水库成为北京城区供水的“主力军”。到2015年初,密云水库的水位停止下降。
“南水”进京后,除了经由各个水厂供应给千家万户外,还通过北京南水北调配套密云水库调蓄工程,将一部分“南水”输送到密云水库作为储备用水。
“南水”从位于北京西南的房山入京,如何到达京城东北的密云水库?这就必须说到北京建设的南水北调配套密云水库调蓄工程。这是一条起于团城湖调节池、终至密云水库的“输水长廊”,利用京密引水渠和20余公里的管道,将部分“南水”一路输送至密云水库。

2015年9月11日,北京南水北调配套密云水库调蓄工程第一次启动向密云水库输水。自此之后,供水“支出”减少再加上“南水”的支援,密云水库蓄水量开始稳步上升。
在北京市水务局的办公楼里,有一间特别的会议室,北京市水资源调度管理事务中心的调度大厅就设在这里。大厅大屏幕上显示着水资源调度计划示意图,“南水”、地表水、地下水、再生水等水资源实时动态一目了然。
“北京市水资源调度管理事务中心今年也10岁了,可以说这个单位就是为了‘南水’进京后水资源的统筹调配而成立的。”北京市水资源调度管理事务中心副主任王俊文说,“‘南水’进京前,北京可利用的水资源很少,几乎无水可调。”
南水北调中线工程的全线通水,被王俊文形容为“一水入京、五水连通”。“‘南水’盘活了北京的水资源格局。”王俊文说,“南水”进京后,减轻了密云水库的供水压力,同时水务部门大幅压减地下水开采量,扩大再生水使用范围,科学精细调度外调水、本地水、地下水、雨洪水、再生水,有序开展生态补水、回补地下,最终促成流经北京的五大河流连续四年贯通入海。
“将‘南水’存入密云水库,就是‘节、喝、存、补’用水原则中的‘存’。”王俊文说,“存”有两种方式,一种是存于地表,就是存进水库;另一种是存于地下,就是通过给河道补水,缓慢下渗回补地下水,增加水资源战略储备。

“南水”进京,极大缓解了首都水资源紧缺形势,也扭转了密云水库蓄水量持续下降的局面。2018年,密云水库蓄水量达到22.004亿立方米,创下1999年以来的历史新高;2021年,北京迎来丰水年,密云水库蓄水量跃升至35.793亿立方米,相应水库水位达到155.30米。今年10月29日,密云水库蓄水量达到35.81亿立方米,水库水位155.31米,创造了新的历史纪录。
据统计,“南水”进京十年来,累计有5.57亿立方米“南水”被存入密云水库。
十堰:数字孪生技术保障丹江口水库满蓄安全
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。
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数字孪生丹江口工程
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。

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