“泥沙騰挪術”護黃河汛期安瀾

科技日報記者 付麗麗

水聲轟鳴、水霧騰空……日前，記者隨水利部來到黃河小浪底水利樞紐，只見大壩下方巨浪奔涌，河水從三孔排沙洞奔泄而出。“現在的下泄流量是3000立方米/秒。”小浪底管理中心開發公司綜合部副部長李立剛介紹，目前下泄的基本是清水，預計到7月初開始大量排出黃沙。

7月1日，黃河將正式進入主汛期。九曲黃河“鬥水七沙”，水沙關係不協調爲流域防汛提出了特殊要求。爲應對汛期，黃河2025年調水調沙任務近日啓動。這也是自2002年以來，爲解決黃河泥沙淤積而實施的第30次調水調沙。

調水調沙是指通過水庫調節庫容，人爲製造大流量水流，將水庫和下游河道中淤積的泥沙衝入大海的過程。與往年相比，今年的調水調沙格外不同，這種改變來自小浪底，“智能大壩”讓調度更加科學、高效。

小浪底水利樞紐是黃河中下游防洪、水沙調控體系中的關鍵控制性工程，控制着黃河91.2％的徑流量和近100%的輸沙量。

記者見到邵文強時，這位小浪底管理中心開發公司水工部年輕的工程師正操控一架無人機向小浪底大壩進水塔飛去。“這是今天的第四次無人機巡檢。”邵文強說，人工巡檢很難到達進水塔前，無人機巡檢就很方便。

2024年9月，小浪底管理中心在小浪底工程和配套工程西霞院水庫各設置了一套無人機自主巡檢設備，針對兩站的水工建築物、滑坡體等進行無人機巡檢，並實時輸出巡檢報告，推動巡檢模式向數字化和智能化方向轉變。

“像對山體滑坡的日常巡檢，由兩週一次提高到一週一次。”邵文強說，巡檢期間，無人機持續搜尋混凝土破損、邊坡長草、水面漂浮物等潛在危險，將視頻信號實時傳輸至數字孿生小浪底集控中心，確保調水調沙順利進行。

與智能化巡檢系統一起建起來的還有3臺測雨雷達監測庫區“雲中雨”，對3201支儀器進行補充完善和自動化升級改造，在255個關鍵部位測點建立監控指標體系……“聚焦‘天空地水工’一體化監測感知體系建設，不斷加強工程安全、水沙和庫區的監測，以及時、精準掌握水庫上下游、左右岸的全面信息。”小浪底管理中心開發公司生產技術部部長王忠強說。

記者來到小浪底集控中心時，小浪底管理中心開發公司集控中心數字孿生應用科科長賈春雷正在電腦上根據第二天的調水調沙方案推演計算未來水位升降、庫區衝淤和工程安全等。“以前靠傳統信息系統根本無法預測。”賈春雷說，現在有了數字孿生系統，最快7分鐘就可以得到結果。

快速的秘訣在於“數字孿生小浪底平臺”的建設。2023年，小浪底管理中心建成該平臺，實現樞紐水、沙、電統一調度，水調、閘門、機組、供水、供電等多目標統一管控，多專業聯合研判，達到“一屏全覽、一廳統管”。

“數字孿生小浪底平臺和集控中心投運後，樞紐防洪、調水調沙運用等預報、預警、預演、預案能力大幅提升。”小浪底管理中心水量調度處處長李鵬說，現在水庫調度指令處理時間從30分鐘縮減至5分鐘。小浪底管理中心黨委書記、主任孫長安介紹，近年來，通過持續迭代優化數字孿生小浪底平臺，數據底板不斷夯實，模型計算精度明顯提高，正算反算功能逐步完善，小浪底調水調沙調度更爲科學高效。

數據顯示，通過多年調水調沙，黃河下游“地上懸河”河牀明顯下降，累計輸沙入海35億噸，下游河道主河槽平均降低3.1米，過流能力從不足1800立方米/秒增大到約5000立方米/秒，大大提高了河道行洪輸沙能力。

防汛迫在眉睫。水利部統計數據顯示，今年以來，黃河流域降水較常年偏少兩成；今年7至8月，黃河流域降水預計較常年偏多一成，其中下游偏多兩成至五成。

針對可能出現的汛情，水利部相關負責人表示，將密切監測天氣變化，及時發出預警信息。同時強化干支流水庫羣聯合調度，充分發揮水工程防災減災作用，多措並舉全力保障黃河流域安全度汛。

來源：科技日報