调水调沙小浪底“三变”

欧阳易佳

黄河小浪底水利枢纽实拍。水利部供图

6月26日8时，黄河小浪底水利枢纽3条排沙洞喷涌出巨大水流，升腾起白色雾气。“现在下泄流量是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，目前下泄的基本是清水，预计到7月初开始大量排出黄沙。

3天前，小浪底水利枢纽下泄水量增加至2600立方米/秒，黄河2025年调水调沙正式启动。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。而今年的调水调沙却有着以往不同的地方，这种改变来自“智能大坝”小浪底。

一变：量身定做的大坝“CT”

小浪底水利枢纽是黄河中下游防洪、水沙调控体系中的关键控制性工程，控制着黄河91.2%的径流量和近100%的输沙量。

6月26日15时许，小浪底管理中心开发公司水工部年轻的工程师邵文强操控一架无人机向小浪底大坝进水塔飞去。

小浪底水利枢纽无人机自主巡检系统。水利部供图

“这是今天的第四次无人机巡检。”邵文强说，“人工巡检很难到达进水塔前，但是无人机巡检就很方便。”

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库各设置了一套无人机自主巡检设备，针对两站的水工建筑物、滑坡体等进行无人机巡检，并实时输出巡检报告，推动巡检模式向数字化和智能化方向转变。

“像对山体滑坡体的日常巡检，由两周一次提高到一周一次。”26日无人机3次巡检发回了水面漂浮物、边坡长草、落石等15项告警信息。

与智能化巡检系统一起建起来的还有3台测雨雷达监测库区“云中雨”，对3201支仪器进行补充完善和自动化升级改造，在255个关键部位测点建立监控指标体系，架设572个高清数字摄像头对大坝、进水塔等核心生产区域24小时全覆盖监控……“聚焦‘天空地水工’一体化监测感知体系建设，我们不断加强工程安全、水沙和库区的监测，”小浪底管理中心开发公司生产技术部部长王忠强说，“争取及时、精准掌握水库上下游、左右岸的全面信息。”

二变：预知未来的智能“哨兵”

“沿河人员请注意，小浪底水库正在进行泄洪放水作业，河道水位将迅速上涨，请尽快撤离河道，保护自身安全、财产安全。”2024年10月11日，小浪底工程和西霞院工程的泄洪预警广播系统正式上线，通过数字化设施赋能管控水域日常监管，实现了“24小时站岗、危险自动报警、远程喊话驱离”。

“在今年调水调沙以及汛期期间，这套泄洪预警广播体系可以有效发挥作用，提醒下游人员及船只远离危险区域。”李立刚说。

小浪底管理中心以数字孪生水利建设为先导，持续提升枢纽智能分析预测水平，在多个领域取得进展：

——研发来水预报、防洪调度、水库冲淤、库区产汇流等11个水利专业模型，可提前预判库水位降幅、异重流运动过程、库区沿程冲淤变化、工程安全性态等，对调水调沙全过程进行预演，提前做好相关应对措施。

——针对255个工程监测关键部位测点建立监控指标体系，实现异常数据分级预警。调用防汛调度、大坝安全有关模型滚动推演计算，形成大坝安全预报成果，有效支持大坝安全会商决策。

——利用AI识别模型对库区每月卫星遥感影像进行识别处理，智能提取出“四乱”问题变化图斑。建立图上核验、现场核查、现场审核业务流程，显著提升库区管理效率。

“我们利用科学技术加强对工程状态的分析预测预判，确保风险隐患早预测、早发现、早处置、早消除。”王忠强说。

三变：工程管家手中的“利器”

数字孪生小浪底集控中心。水利部供图

在小浪底集控中心，小浪底管理中心开发公司集控中心数字孪生应用科科长贾春雷正在电脑上根据第二天的调水调沙方案推演计算未来水位升降、异重流运动、库区冲淤和工程安全等。“以前靠传统信息系统无法预测!”贾春雷说，现在有了数字孪生系统最快7分钟可以得到结果。

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”。

“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。”

近年来，通过持续迭代优化数字孪生小浪底平台，数据底板不断夯实，模型计算精度明显提高，正算反算功能逐步完善，小浪底调水调沙调度更为科学高效。

水少沙多、水沙关系不协调，是黄河复杂难治的症结所在。来自水利部黄河水利委员会的数据显示，通过多年的调水调沙，黄河下游“地上悬河”河床明显下降，累计输沙入海35亿吨，下游河道主河槽平均降低3.1米，过流能力从不足1800立方米每秒增大到约5000立方米每秒，大大提高了河道行洪输沙能力，黄河之悬终究会迎来解决的一天。

“黄河宁，天下平。”小浪底管理中心党委书记、主任孙长安表示，小浪底人将以智慧和担当，持续推动小浪底水利枢纽建设“安全大坝、生态大坝、智能大坝”，为黄河流域生态保护和高质量发展做出贡献。