流域水系统模拟器V1. 0

技术来源

       国家计划 。

技术简介

       该技术从自然与社会耦合的系统整体性出发 ，对流域水循环及其伴随过程进行多要素 、多过  程 、多尺度的耦合模拟 。该模拟器以流域为基本单元 ，考虑流域下垫面包括土壤 、植被等的空间  变异性 ，在单元内以植被生态与水文过程的相互作用为基础 ， 提出生态水文双向耦合模拟方法， 实现对大气  植被  地表  土壤  地下的水文过程 、植被生长 、碳氮循环等的模拟； 在单元间考虑以  水库调度为核心的水资源时空调配模拟对经济社会发展需水的支撑 ， 提出流域汇流与水资源调配  双向实时反馈的模拟方法 ， 实现水文经济相互作用的耦合模拟 。 通过流域水系统的综合模拟， 能够有效地支撑以物理流域为单元的水文水资源模拟 、评估 、预警 、调控等研究及应用工作 。

       该技术基于插件式开发框架的设计模式 ，开发了面向接口的水系统综合模拟框架 ， 实现了基 于动态链接库的模块动态加载 ，达到即插即用 、便捷的参数率定 、简便的并行化 ， 能够有效地降 低模型系统内部耦合度 ，增强系统的扩展性 、便于模块的复用和维护 。

技术指标

     （1） 能够更加有效地刻画流域水系统多过程的相互作用与反馈 。该技术以流域综合管理的科 学研究 、规划设计等实际需求为导向 ， 以提升对流域水系统的模拟精准能力为主要 目标 ，基于流 域内水循环联系的 自然与社会过程 ，对复杂条件下流域生态过程 、水文过程与经济社会发展用水 进行耦合模拟 ，克服了传统单一的水文模型或水资源模型对流域水系统过程描述的不足 ， 为实现 数字孪生流域模拟过程的高保真提供更加坚实的基础 。

     （2）该技术基于插件式开发 ，模拟精度符合要求 、通用性强 、扩展性好 。 经过测试 ，该技术 通过功能性 、容错性 、易用性和可移植性测试 。

应用范围及前景

       适用于流域生态水文模拟与预测 、水资源评估 、水资源优化调配等水利规划设计咨询研究 、 水利信息化工作 。

未来研究将进一步通过插件式开发拓展流域水系统模型功能 ，应用于全国各级流域水系统的 模拟 、评估 、调控 。“ 十四五 ” 期间 ， 水利部将加快推动数字孪生流域建设 ， 构建流域水资源管 理调配等覆盖水利主要业务领域的智能化应用和管理体系 ，该技术提供了重要的算法基础 ，应用 范围广 、通用性强 ，具有较好的推广应用前景 。

持有单位： 中国科学院重庆绿色智能技术研究院

单位地址： 重庆市北碚区方正大道 266号

联  系  人： 曾思栋

联系方式： 17786361308、02365935555