近期，随着小浪底水利枢纽放水量提升至每秒2600立方米，黄河2025年的调水调沙工程正式拉开了序幕。
6月26日，黄河小浪底水利枢纽的3条排沙洞中，水流汹涌澎湃，流量高达3000立方米/秒。小浪底管理中心开发公司综合部的副部长李立刚指出，那时流出的大都是清澈的水，预计从7月初起，将会有大量的黄沙被排出。
自2002年起，为了应对黄河泥沙淤积问题，已经进行了第30次的水沙调节。然而，今年的水沙调节与往年有所不同，这种变化源自“智能大坝”小浪底。
量身定做大坝“CT”
小浪底水利枢纽工程位于黄河中下游，是防洪及水沙调控体系中的核心组成部分，对黄河的水量和泥沙量具有显著的控制作用，其中管理着黄河91.2%的径流量以及接近100%的输沙量。
邵文强，小浪底管理中心开发公司水工部的一名年轻工程师，正操控着一架无人机飞向小浪底大坝的进水塔。他解释道：“今天已经是第四次使用无人机进行巡检了。由于人工巡检难以抵达进水塔，而无人机巡检则显得尤为便捷。”
2024年9月，小浪底管理中心于小浪底工程及其配套的西霞院水库各部署了一套无人机自主巡检系统。该系统对两站的水工结构、滑坡区域等进行了无人机巡检作业，并能够实时生成巡检结果报告，从而促进了巡检工作向数字化和智能化的发展趋势迈进。
对山体滑坡体的常规检查频率已从每两周一次提升至每周一次。6月26日早晨，无人机进行了三次巡查，并成功传回了关于水面漂浮物、边坡杂草生长以及落石等共计15项的警报信息。
与智能化巡检系统同步构建的，还包括三台测雨雷达，它们负责监测库区上空的“云中雨”。此外，对3201支仪器进行了补充、完善以及自动化升级改造。在255个关键测点，我们建立了监控指标体系。同时，架设了572个高清数字摄像头，对大坝、进水塔等核心生产区域实施24小时不间断的全覆盖监控。小浪底管理中心开发公司生产技术部部长王忠强表示：“我们致力于‘天空地水工’一体化监测感知体系的建设，持续强化工程安全、水沙以及库区的监测工作。”我们的目标是确保能够及时、精确地获取水库上下游、左右岸的全方位信息。”
智能“哨兵”预知未来
沿河的各位人员请注意，目前小浪底水库正在进行泄洪放水操作，导致河道水位将急剧上升，为了确保您和您的财产安全，请务必迅速离开河道。
2024年10月11日，小浪底工程与西霞院工程的泄洪预警广播系统正式投入使用，借助数字化设备强化了对水域日常监管的管控能力，确保了全天候的监控、危险情况下的自动报警以及远程语音驱离功能。
李立刚指出，本年度在实施调水调沙措施及面临汛期之时，该泄洪预警广播系统将充分发挥其功能，对下游区域的人员和船只发出警示，确保他们远离潜在的危险地带。
小浪底管理中心以数字孪生技术在水利建设中的应用为引领，不断加强枢纽的智能分析和预测能力，在多个方面实现了突破：成功研发了包括来水预报、防洪调度、水库冲淤、库区产汇流在内的11个水利专业模型。这些模型能够预先判断水库水位下降趋势、异重流运动轨迹、库区冲淤变化以及工程的安全性状况。通过对调水调沙全过程的模拟预演，中心能够提前制定相应的应对策略。对255个工程监测的关键部位测点构建了监控指标体系，实现了对异常数据的分级预警。通过运用防汛调度及大坝安全相关的模型进行滚动推演和计算，得出了大坝安全预报的结果，为大坝安全会商决策提供了有力支持。同时，运用AI识别模型对库区每月的卫星遥感影像进行识别和处理，智能地提取出了“四乱”问题变化图斑。构建基于图象的验证、实地核查以及现场审查的工作流程，有效提高了仓库区域的管理效能。
王忠强指出，我们通过科技手段强化对工程项目状况的深入分析、预测与预判，旨在实现风险和隐患的提前识别、及时处理和彻底消除。
“数字孪生”工程管家
小浪底集控中心内，小浪底管理中心下属的开发公司集控中心数字孪生应用科的负责人贾春雷正坐在电脑前，依据次日的水沙调度计划进行模拟推演，分析未来水位的变化、异重流的动态、库区的冲刷淤积以及工程的安全性。“以往仅凭传统信息系统根本无法进行这样的预测！”贾春雷感慨道，而现在借助数字孪生技术，最快仅需7分钟就能获得准确结果。
快速的秘诀在于“数字孪生小浪底平台”建设。
小浪底管理中心严格遵循“需求导向、应用优先、数字驱动、能力增强”的原则，于2023年在水利行业首开先河，成功搭建了数字孪生小浪底平台。同时，设立了小浪底集控中心，实现了对枢纽区水、沙、电资源的统一调度，对水调、闸门、机组、供水、供电等目标的集中管理，通过多专业团队的联合分析研判，最终实现了“一屏尽览、一厅统管”的智能化管理目标。
数字孪生小浪底平台及集控中心正式投入使用，使得枢纽在防洪、调水调沙等方面的预测、预警、预演和预案能力显著增强。小浪底管理中心水量调度处处长李鹏表示，水库调度指令的处理速度已从原先的30分钟缩短至现在的5分钟。
近年来，我们持续对数字孪生小浪底平台进行迭代和优化，使得数据基础更加稳固，模型计算精度显著提升，正向和逆向计算功能也在逐步得到完善，从而使得小浪底调水调沙的调度工作变得更加科学和高效。
黄河流域水沙比例失衡、水沙关系失调，构成了其治理难题的核心。据水利部黄河水利委员会提供的数据，经过多年实施调水调沙措施，黄河下游的“地上悬河”河床显著降低，累计输送沙量达到35亿吨，下游河道的主河槽平均下降了3.1米，过流能力由原先的不足1800立方米每秒提升至约5000立方米每秒，显著增强了河道的行洪和输沙能力。
孙长安，小浪底管理中心党委书记兼主任，他强调，小浪底的工作人员将凭借智慧和责任，不断推进小浪底水利枢纽的建设，致力于打造“安全之坝、生态之坝、智能之坝”，从而为黄河流域的生态保护与高质量的发展贡献力量。
澎湃新闻记者 刁凡超 通讯员 孟辉
