大河網訊 “君不見,黃河之水天上來,奔流到海不複回。”千年之前,李白筆下的黃河雄渾壯闊。千年之後,這條母親河依舊奔騰不息,卻因水沙失衡暗藏危機。
在黃河中遊峽穀出口,小浪底水利樞紐宛如一柄“治水密鑰”,曆二十餘載實踐,以調水調沙馴服泥沙,憑數字孿生智慧護河。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黃河安瀾的傳奇故事。

峽穀咽喉,鎖住九曲黃河的“水沙天平”
水少沙多、水沙關係不協調,是黃河複雜難治的症結所在。“保障黃河長久安瀾,必須緊緊抓住水沙關係調節這個‘牛鼻子’。”習近平總書記強調。
2001年,黃河流域關鍵控製性工程——小浪底水利樞紐工程全麵建成投運,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,讓通過人工調節水庫下泄流量衝刷河道、輸沙入海成為可能。

站在小浪底水利樞紐汛期調水調沙現場,向遠處望去,孔洞裏三條氣勢磅礴的“黃龍”,裹挾著大量泥沙噴湧而出,攜河底沉積泥沙浩浩蕩蕩東去,激起數米高的水花,為黃河下遊疏通“血管”、清理“腸道”。
“這裏是黃河中遊最後一道峽穀出口,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。

據趙珂透露,小浪底水庫掌控著黃河91.2%的流域麵積、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“發動機”,憑借巨大的庫容和科學的調度,精準調控水沙關係,讓桀驁不馴的黃河重返平靜,為下遊減輕懸河重壓。
“黃河小浪底水利樞紐工程是黃河幹流上的一座集防洪、防淩、減淤、供水、灌溉、發電、生態等為一體的大型綜合性水利工程,是治理開發黃河的關鍵性工程。”趙珂強調,小浪底作為三門峽水庫下遊唯一可以取得較大庫容的水利樞紐,如同母親河的“調壓閥”,戰略地位無可替代。

31次調沙,從“懸河危機”到“生態饋贈”
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”——改善下遊水生態環境,減“淤積”——助力水庫綜合效益發揮。
據悉,16次汛前“蓄水衝沙”,水庫與上遊梯級樞紐組成“清淤戰隊”,利用蓄水這一“衝刷利器”,將庫區淤積的泥沙裹挾而下;15次汛期“借水衝沙”則更顯智慧,順應幹支流來水的自然力量,讓洪水化身“搬運工”,將下遊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。如今的黃河下遊已麵目一新——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,將下遊河道主槽裏的泥沙一路送入大海,實現挾沙入海。“這不僅能進一步保持和改善下遊河道的行洪條件,對黃河入海的三角洲生態也有極大的促進作用,為濕地生態係統注入新的活力。”趙珂補充道。

數字孿生,給大壩裝上“最強大腦”
數“智”賦能,也讓調水調沙這一重要任務更精準。
“tongguoyunyongshuziluanshengxiaolangdixitong,duitiaoshuitiaoshajinxinggundongjisuanheyuyan,keyishengchengdangqianzuiyoudeshuniuyunyongfangan。zheyangdemoniyuyan,zaiyiqianshijihubukenengwanchengde。”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”,背後藏著什麼?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和周邊環境,對水位快速下降等情況下大壩未來狀態模擬預測更加精準,“四預”(預報、預警、預演、預案)功能持續提升。

小浪底管理中心信息中心主任崔培進一步解釋:“通過數字孿生小浪底這個‘智能大腦’,我們實現了曆史數據積累分析、實時狀態同步交互、未來工況預測預演。在數字孿生場景中動態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,努力實現樞紐綜合效益最大化。”
除了數字孿生係統,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域的巡檢。現在,通過無人機巡檢係統每天定時開展自主巡檢,隻需要1個小時就可以對樞紐關鍵區域進行一次全麵檢查。”小浪底管理中心開發公司水工部副部長王鵬飛介紹,相較於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’一體化監測感知體係建設,一係列的科技設備應用於小浪底水利樞紐運行管理,我們可以更加全麵、及時、精準掌握樞紐上下遊、左右岸全要素、全天候信息,調水調沙期間樞紐安全穩定運行有了更加堅實的科技保障。”小浪底大壩安全監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”,huangheanlanshihuangheliuyushengtaibaohuhegaozhiliangfazhandezhongzhongzhizhong。congchuantonggongchengzhilidaokejichuangxinqudong,xiaolangdishuilishuniuzhengyiquanxindezitaizaihuanghezhilizhongtansuo、前行,也必將在未來水沙關係持續優化調節中,為築牢黃河安瀾、守護好母親河續寫治黃新篇章。(劉高雅/文 魏凱/視頻)