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新华社:小浪底的“数智之变”:科技赋能如何托起黄河安澜

发布时间: 2025-07-10
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  6月26日早8时,黄河小浪底水利枢纽3条排沙洞喷涌出巨大水流,浪涛翻涌,水倾雷壑。“现在的下泄流量是3000立方米/秒”,小浪底管理中心开发公司综合部副部长李立刚介绍,今年黄河调水调沙持续约17天,总排沙量将超过1亿吨。

  黄河2025年调水调沙于6月23日正式启动,这也是自2002年以来,为解决黄河泥沙淤积而实施的第30次调水调沙。

  与以往不同的是,这场调水调沙背后,有着一个与实体工程虚实交互、精准映射、迭代优化、同步运行的数字孪生小浪底平台,正以新质生产力护航枢纽安全稳定运行。

  黄河从“忧患”走向“安澜”

  “九曲黄河万里沙”,治黄难,难在泥沙。纵观黄河流域治理史,泥沙问题始终是绕不过去的核心命题。古籍有载:“黄河斗水,泥居其七”。由于泥沙淤积,黄河下游河床不断抬高,形成了著名的地上悬河。20世纪70至90年代,黄河下游有22年发生断流,其中于1997年,黄河断流长达226天。小浪底水利枢纽建成投运后,彻底改变了这一局面。

  作为黄河中下游防洪、水沙调控体系中的关键控制性工程,小浪底水利枢纽控制着黄河91.2%的径流量和近100%的输沙量。每年黄河进入汛期前,小浪底水库水位要降至汛限水位,腾出迎汛库容。同时,奔涌的河水带走库底泥沙,保证了水库库容,并冲刷下游河道,减轻下游河床泥沙淤积。

  “通过模型计算、理论研究,并经实践验证,我们发现,小浪底水库下泄流量保持在2600立方米每秒并持续6天以上时,下游河道中淤积的泥沙将被冲入大海。”小浪底管理中心水量调度处处长李鹏向半月谈记者介绍,小浪底调水调沙分为两个阶段,第一个阶段是大流量清水下泄,用以冲刷黄河下游河道,第二个阶段才是小浪底排沙。黄河中游水库适时蓄存、泄放,“清洗”下游河道,使黄河“血脉疏通”。20多年来,小浪底水利枢纽已进行29次调水调沙,黄河累计输沙入海35亿吨,扭转了下游河床淤积抬升的局面,下游河道主河槽平均下切3.1米。

  数字孪生:再造一个小浪底

  半月谈记者在数字孪生小浪底集控中心看到,一块超宽屏幕实时展示着整个枢纽三维模型:大坝、排沙洞、闸孔、乃至库区沙流演进路径均一览无余。系统接入卫星遥感、雷达测雨、无人测船、水下声呐、高清视频等感知设备,实时采集水位、流速、含沙量、设备状态等各项参数。

  “数字孪生小浪底平台和集控中心投运后,枢纽防洪、调水调沙运用等预报、预警、预演、预案能力大幅提升。”小浪底管理中心水量调度处处长李鹏说,“水库调度指令处理时间从30分钟缩减至5分钟。”

  快速的秘诀在于“数字孪生小浪底平台”建设。小浪底管理中心按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”的要求,于2023年在水利系统率先建成了数字孪生小浪底平台,成立小浪底集控中心,实现枢纽水、沙、电统一调度,水调、闸门、机组、供水、供电等多目标统一管控,多专业联合研判,达到“一屏全览、一厅统管”。

  更深层的变化在于其数智逻辑。“我们不是在看数据,而是在看趋势。”小浪底开发公司集控中心数字孪生应用科科长贾春雷介绍道。平台已构建洪水调度、泥沙冲淤、坝体有限元分析、水库二维流场等十余个专业模型,形成“预测—预警—预演—预案”的闭环调度能力。

  数字治水扎根日常

  “数字治水”不只停留在调度时刻,更扎根于日常治理。

  在小浪底,半月谈记者看到传统“人工测、人工记、人工报”的场景已几乎不见踪影,取而代之的是由天空、地面、水下等共同构成的“天空地水工”一体化监测感知体系。

  在空中,三部测雨雷达覆盖万平方公里,准确预报1至3小时内的降雨云团;在库区,无人机自主起飞巡检27条航线,实时识别坝体裂缝、滑坡风险、坝坡杂草等异常情况;在水中,无人测船搭载多波束系统扫描坝前地形,剖面声呐实时监测进水塔前淤积高程;在坝体,2943个传感器实现对结构应力、渗压、变形等要素的24小时监测,自动化率达92.5%。

  “我们不再担心看不到风险,而是需要提升快速处置的能力。”小浪底开发公司集控中心数字孪生应用科科长贾春雷坦言。这场“从人盯人到系统盯坝”的变化,正是新质生产力在国家工程治理中的体现。

  黄河宁,天下安。千百年来,中华民族始终未曾停止对黄河的治理思考与工程实践。而今,小浪底水利枢纽以其工程能力和智能系统并重的方式,展示了新时代治黄的治理样本。它承载着黄河千年治水的使命,也绘就着数字时代的治理图景。未来,在更大范围、更广场景中推广小浪底经验,将为实现“黄河安澜”注入持续动力。

转自:水利部网站

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