大河網訊 “君不見，黃河之水天上來，奔流到海不復回。”千年之前，李白筆下的黃河雄渾壯闊。千年之后，這條母親河依舊奔騰不息，卻因水沙失衡暗藏危機。
在黃河中游峽谷出口，小浪底水利樞紐宛如一柄“治水密鑰”，歷二十余載實踐，以調水調沙馴服泥沙，憑數(shù)字孿生智慧護河。9月20日，“何以中國·黃河安瀾”網絡主題宣傳活動媒體采風團來到洛陽小浪底水庫，探尋這座水利樞紐護衛(wèi)黃河安瀾的傳奇故事。
峽谷咽喉，鎖住九曲黃河的“水沙天平”
水少沙多、水沙關系不協(xié)調，是黃河復雜難治的癥結所在。“保障黃河長久安瀾，必須緊緊抓住水沙關系調節(jié)這個‘牛鼻子’。”習近平總書記強調。
2001年，黃河流域關鍵控制性工程——小浪底水利樞紐工程全面建成投運，75.5億立方米的攔沙庫容和10.5億立方米的調水調沙庫容，讓通過人工調節(jié)水庫下泄流量沖刷河道、輸沙入海成為可能。
站在小浪底水利樞紐汛期調水調沙現(xiàn)場，向遠處望去，孔洞里三條氣勢磅礴的“黃龍”，裹挾著大量泥沙噴涌而出，攜河底沉積泥沙浩浩蕩蕩東去，激起數(shù)米高的水花，為黃河下游疏通“血管”、清理“腸道”。
“這里是黃河中游最后一道峽谷出口，就像扼住水沙咽喉的天然關卡。”提起小浪底特殊的地理位置，小浪底水庫管理中心水調專員趙珂指著地形圖介紹道。
據(jù)趙珂透露，小浪底水庫掌控著黃河91.2%的流域面積、92.3%的徑流量，更將近100%泥沙收入“麾下”。每當汛期來臨，它便化身調水調沙的“發(fā)動機”，憑借巨大的庫容和科學的調度，精準調控水沙關系，讓桀驁不馴的黃河重返平靜，為下游減輕懸河重壓。
“黃河小浪底水利樞紐工程是黃河干流上的一座集防洪、防凌、減淤、供水、灌溉、發(fā)電、生態(tài)等為一體的大型綜合性水利工程，是治理開發(fā)黃河的關鍵性工程。”趙珂強調，小浪底作為三門峽水庫下游唯一可以取得較大庫容的水利樞紐，如同母親河的“調壓閥”，戰(zhàn)略地位無可替代。
31次調沙，從“懸河危機”到“生態(tài)饋贈”
調水調沙意義極為深遠。“黃河調水調沙是一項偉大的治黃實踐，自2002年起，我們已經成功開展了31次。”趙珂詳細介紹道。而調水調沙的意義有三：通“血脈”——維護河道“健康肌體”，潤“四方”——改善下游水生態(tài)環(huán)境，減“淤積”——助力水庫綜合效益發(fā)揮。
據(jù)悉，16次汛前“蓄水沖沙”，水庫與上游梯級樞紐組成“清淤戰(zhàn)隊”，利用蓄水這一“沖刷利器”，將庫區(qū)淤積的泥沙裹挾而下;15次汛期“借水沖沙”則更顯智慧，順應干支流來水的自然力量，讓洪水化身“搬運工”，將下游河道的沙粒一路送往渤海。
經年累月的堅持，換來了令人矚目的成效。如今的黃河下游已面目一新——主河槽過流能力從2002年的1800立方米/秒提升至近5000立方米/秒，河床平均下切3.1米。
“地上懸河”的警報逐漸減輕。趙珂介紹，此次為期一周的汛期調水調沙行動目標明確，將下游河道主槽里的泥沙一路送入大海，實現(xiàn)挾沙入海。“這不僅能進一步保持和改善下游河道的行洪條件，對黃河入海的三角洲生態(tài)也有極大的促進作用，為濕地生態(tài)系統(tǒng)注入新的活力。”趙珂補充道。
數(shù)字孿生，給大壩裝上“最強大腦”
數(shù)“智”賦能，也讓調水調沙這一重要任務更精準。
“通過運用數(shù)字孿生小浪底系統(tǒng)，對調水調沙進行滾動計算和預演，可以生成當前最優(yōu)的樞紐運用方案。這樣的模擬預演，在以前是幾乎不可能完成的。”小浪底管理中心水量調度處處長李鵬感慨道。
從“不可能”到“可能”，背后藏著什么?結合模型推演，可同步映射、在線分析、自主診斷調水調沙期間水庫大壩實時性態(tài)和周邊環(huán)境，對水位快速下降等情況下大壩未來狀態(tài)模擬預測更加精準，“四預”(預報、預警、預演、預案)功能持續(xù)提升。
小浪底管理中心信息中心主任崔培進一步解釋：“通過數(shù)字孿生小浪底這個‘智能大腦’，我們實現(xiàn)了歷史數(shù)據(jù)積累分析、實時狀態(tài)同步交互、未來工況預測預演。在數(shù)字孿生場景中動態(tài)推演樞紐調度運用方案，為調水調沙提供前瞻性、科學性、精準性、安全性決策支持，努力實現(xiàn)樞紐綜合效益最大化。”
除了數(shù)字孿生系統(tǒng)，眾多科技感十足的設備也在調水調沙中大顯身手。“調水調沙期間，我們會加密對樞紐關鍵區(qū)域的巡檢。現(xiàn)在，通過無人機巡檢系統(tǒng)每天定時開展自主巡檢，只需要1個小時就可以對樞紐關鍵區(qū)域進行一次全面檢查。”小浪底管理中心開發(fā)公司水工部副部長王鵬飛介紹，相較于人工巡檢單次至少需要4小時，無人機巡檢效率大幅度提升。
遙感衛(wèi)星、水利測雨雷達、無人船+多波束、智能泄洪預警廣播……“通過‘天空地水工’一體化監(jiān)測感知體系建設，一系列的科技設備應用于小浪底水利樞紐運行管理，我們可以更加全面、及時、精準掌握樞紐上下游、左右岸全要素、全天候信息，調水調沙期間樞紐安全穩(wěn)定運行有了更加堅實的科技保障。”小浪底大壩安全監(jiān)測中心副主任宋書克介紹。
黃河寧，天下平。水安全風險是黃河流域最大的“灰犀牛”，黃河安瀾是黃河流域生態(tài)保護和高質量發(fā)展的重中之重。從傳統(tǒng)工程治理到科技創(chuàng)新驅動，小浪底水利樞紐正以全新的姿態(tài)在黃河治理中探索、前行，也必將在未來水沙關系持續(xù)優(yōu)化調節(jié)中，為筑牢黃河安瀾、守護好母親河續(xù)寫治黃新篇章。(劉高雅/文 魏凱/視頻)
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