“泥沙腾挪术”护黄河汛期安澜

科技日报记者 付丽丽

水声轰鸣、水雾腾空……日前，记者随水利部来到黄河小浪底水利枢纽，只见大坝下方巨浪奔涌，河水从三孔排沙洞奔泄而出。“现在的下泄流量是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。

7月1日，黄河将正式进入主汛期。九曲黄河“斗水七沙”，水沙关系不协调为流域防汛提出了特殊要求。为应对汛期，黄河2025年调水调沙任务近日启动。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。

调水调沙是指通过水库调节库容，人为制造大流量水流，将水库和下游河道中淤积的泥沙冲入大海的过程。与往年相比，今年的调水调沙格外不同，这种改变来自小浪底，“智能大坝”让调度更加科学、高效。

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。

记者见到邵文强时，这位小浪底管理中心开发公司水工部年轻的工程师正操控一架无人机向小浪底大坝进水塔飞去。“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，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。

“像对山体滑坡的日常巡检，由两周一次提高到一周一次。”邵文强说，巡检期间，无人机持续搜寻混凝土破损、边坡长草、水面漂浮物等潜在危险，将视频信号实时传输至数字孪生小浪底集控中心，确保调水调沙顺利进行。

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……“聚焦‘天空地水工’一体化监测感知体系建设，不断加强工程安全、水沙和库区的监测，以及时、精准掌握水库上下游、左右岸的全面信息。”小浪底管理中心开发公司生产技术部部长王忠强说。

记者来到小浪底集控中心时，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、库区冲淤和工程安全等。“以前靠传统信息系统根本无法预测。”贾春雷说，现在有了数字孪生系统，最快7分钟就可以得到结果。

快速的秘诀在于“数字孪生小浪底平台”的建设。2023年，小浪底管理中心建成该平台，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，现在水库调度指令处理时间从30分钟缩减至5分钟。小浪底管理中心党委书记、主任孙长安介绍，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。

数据显示，通过多年调水调沙，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/秒增大到约5000立方米/秒，大大提高了河道行洪输沙能力。

防汛迫在眉睫。水利部统计数据显示，今年以来，黄河流域降水较常年偏少两成；今年7至8月，黄河流域降水预计较常年偏多一成，其中下游偏多两成至五成。

针对可能出现的汛情，水利部相关负责人表示，将密切监测天气变化，及时发出预警信息。同时强化干支流水库群联合调度，充分发挥水工程防灾减灾作用，多措并举全力保障黄河流域安全度汛。

来源：科技日报