推進(jìn)傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化改造 讓治水興水更智慧
深淺不一的綠色區(qū)塊,彎曲延伸的藍(lán)色線條,星羅棋布的黃色站點(diǎn)……在名為“松遼水利一張圖”的數(shù)字孿生系統(tǒng)上,整個(gè)松遼流域的江河湖泊、水利工程實(shí)時(shí)映射到數(shù)字世界。畫(huà)面中心,一個(gè)紅色警告標(biāo)志不斷閃爍,那是來(lái)自豐滿水庫(kù)的預(yù)警。7月31日8時(shí),位于松花江吉林段上游的豐滿水庫(kù)水位262.93米,按照7天洪量超過(guò)52.9億立方米,是1933年有資料以來(lái)的最大洪水。
水庫(kù)的科學(xué)精準(zhǔn)調(diào)度,是流域防洪關(guān)鍵。水放太少,水庫(kù)將面臨高水位運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn);水放太多,下游人口眾多、耕地密集的防洪保護(hù)區(qū)就會(huì)受到威脅。決策,需要即刻做出。
7月31日上午的防汛會(huì)商現(xiàn)場(chǎng),氣氛比以往更緊張。會(huì)商前,水利部松遼水利委員會(huì)水情氣象處預(yù)報(bào)科科長(zhǎng)周炫通過(guò)數(shù)字孿生系統(tǒng)的預(yù)報(bào)模塊,對(duì)豐滿水庫(kù)未來(lái)24小時(shí)以及3天內(nèi)的流量情況進(jìn)行分析演算。系統(tǒng)中的“主觀預(yù)報(bào)”功能幫了他大忙,借助大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù),“主觀預(yù)報(bào)”能夠?qū)鹘y(tǒng)數(shù)值模式下的水位、流量、凈雨量、面雨量等進(jìn)行測(cè)算,得出更為精準(zhǔn)的來(lái)水量預(yù)測(cè)。
當(dāng)天,周炫為豐滿水庫(kù)提供了2種可能性的洪水預(yù)報(bào)。事后證明,關(guān)于落地雨預(yù)報(bào)的3天洪量精準(zhǔn)度為94%。
拿到雨水情數(shù)據(jù)后,松遼委防御處處長(zhǎng)左海陽(yáng)和同事們抓緊擬定了8套調(diào)度方案。不同出庫(kù)流量下,下游各斷面水位變化趨勢(shì)、峰現(xiàn)時(shí)間、洪峰總量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)都能在系統(tǒng)直觀呈現(xiàn),成為會(huì)商現(xiàn)場(chǎng)的重要參考。與此同時(shí),利用無(wú)人機(jī)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)下游沿江堤防,準(zhǔn)確獲取五大圍堤洪水淹沒(méi)情況,也為調(diào)度決策提供了依據(jù)。
“最終我們決定調(diào)度豐滿水庫(kù)4000立方米每秒的流量出庫(kù),這樣既可以保證干流堤防安全,也能緩解上游庫(kù)區(qū)的防洪壓力。”左海陽(yáng)說(shuō)。
從收到實(shí)時(shí)信息,到發(fā)出調(diào)度指令,整個(gè)過(guò)程用時(shí)不到2個(gè)小時(shí)。依靠數(shù)字孿生技術(shù),調(diào)蓄水庫(kù),這道曾經(jīng)擺在水利工作者面前的決策難題,如今有了更為高效、精準(zhǔn)的解法。
當(dāng)水庫(kù)、灌區(qū)、引水工程等傳統(tǒng)水利設(shè)施同大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)深度融合,人們?cè)趹?yīng)對(duì)洪澇災(zāi)害時(shí)可以更智慧,在調(diào)配水資源時(shí)能夠更科學(xué)。透過(guò)數(shù)字孿生水利建設(shè),更能深刻理解黨的二十屆三中全會(huì)部署“健全現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)體制機(jī)制”的重要意義。
“近年來(lái),我們加快推進(jìn)傳統(tǒng)水利工程向新型水利基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)型,對(duì)于新建項(xiàng)目,同步構(gòu)建實(shí)體工程和數(shù)字孿生工程;對(duì)于已建項(xiàng)目,開(kāi)展智能化改造。”水利部規(guī)劃計(jì)劃司改革處有關(guān)負(fù)責(zé)同志告訴記者,目前,已基本完成數(shù)字孿生水利頂層框架設(shè)計(jì),初步構(gòu)建了水利部和長(zhǎng)江、黃河、淮河等七大江河數(shù)字孿生平臺(tái),以及南水北調(diào)中線和7個(gè)省級(jí)水網(wǎng)監(jiān)控調(diào)度平臺(tái)。
傳統(tǒng)設(shè)施與新技術(shù)如何真正實(shí)現(xiàn)“適配”?解決這一難題,需要先解決一系列更為具體的問(wèn)題:技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如何制定、怎樣滿足現(xiàn)實(shí)需求……對(duì)此,水利部在三峽水利樞紐、南水北調(diào)等11個(gè)水網(wǎng)骨干工程,都江堰、紅旗渠等49個(gè)灌區(qū),引江濟(jì)淮、引漢濟(jì)渭等17個(gè)調(diào)水工程,開(kāi)展數(shù)字孿生建設(shè)先行先試,探索可復(fù)制、可推廣的典型模式和技術(shù)路徑。
2022年,作為數(shù)字孿生先行先試單位之一,松遼委開(kāi)始了搭建全景數(shù)字嫩江平臺(tái)的嘗試。
“嫩江河道寬且淺,流域防洪安全問(wèn)題歷來(lái)突出,關(guān)乎黑龍江、吉林、內(nèi)蒙古三地的糧食安全、能源安全以及人民生命財(cái)產(chǎn)安全,是區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展的重要制約因素,因此我們將其作為數(shù)字孿生的一個(gè)重要試點(diǎn)項(xiàng)目。”松遼委水文局(信息中心)信息處處長(zhǎng)程祥吉說(shuō)。
從編制松遼流域智慧水利總體方案,到成立工作專班、加強(qiáng)與流域各?。ㄗ灾螀^(qū))溝通協(xié)作、更新替代國(guó)產(chǎn)化設(shè)備……一系列扎實(shí)舉措為推行數(shù)字化改革鋪路架橋。在各方努力下,數(shù)字孿生嫩江建設(shè)了寬淺河道洪水演進(jìn)等多個(gè)特色模型,構(gòu)建了多級(jí)數(shù)字化場(chǎng)景,搭建成全景數(shù)字嫩江平臺(tái)和防洪“四預(yù)”應(yīng)用系統(tǒng),在汛前演練和防洪實(shí)戰(zhàn)中都發(fā)揮了重要作用。
局部的創(chuàng)新探索為全國(guó)范圍內(nèi)的推廣積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。在整合各地有益做法基礎(chǔ)上,水利部修訂《水利技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系表》,新增58項(xiàng)數(shù)字孿生水利標(biāo)準(zhǔn),印發(fā)實(shí)施數(shù)字孿生水利工程建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則等多個(gè)技術(shù)指導(dǎo)文件,不斷完善水利技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,推進(jìn)物理水利工程和數(shù)字孿生工程同步設(shè)計(jì)、同步建設(shè)、同步投用。水利部數(shù)字孿生平臺(tái)、全國(guó)水利一張圖、“上善”水利大模型、數(shù)字孿生水利資源共享平臺(tái)等一批技術(shù)成果相繼涌現(xiàn)。
“我們將認(rèn)真貫徹落實(shí)黨的二十屆三中全會(huì)部署,繼續(xù)按照‘需求牽引、應(yīng)用至上、數(shù)字賦能、提升能力’的要求,加快關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),建構(gòu)科學(xué)專業(yè)、支撐有力、反應(yīng)迅速的決策支持機(jī)制,積極推進(jìn)蓄滯洪區(qū)數(shù)字孿生建設(shè),因地制宜打造一批數(shù)字孿生產(chǎn)品,不斷提高流域設(shè)施的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化水平。”水利部規(guī)劃計(jì)劃司改革處有關(guān)負(fù)責(zé)同志說(shuō)。(記者 侯顆 )