大河網(wǎng)訊 從三門峽到鄭州，黃河中游最后一段峽谷之間，小浪底水利樞紐始終是守護(hù)黃河安瀾的“關(guān)鍵一環(huán)”。如今，這座承載著防洪、減淤、發(fā)電等多重使命的“國之重器”，正借助數(shù)字孿生、智能監(jiān)測設(shè)備等技術(shù)煥發(fā)新生，以更智慧的方式守護(hù)黃河的歲歲安瀾。
9月20日，“何以中國·黃河安瀾”網(wǎng)絡(luò)主題宣傳活動(dòng)媒體采風(fēng)團(tuán)來到位于洛陽市以北40公里的黃河小浪底水利樞紐，探尋這座水利樞紐護(hù)衛(wèi)黃河安瀾的科技傳奇。
小浪底調(diào)水現(xiàn)場。
數(shù)字孿生：構(gòu)建樞紐的“虛擬鏡像”，實(shí)現(xiàn)“仿真決策”
當(dāng)數(shù)“智”賦能從抽象概念轉(zhuǎn)化為屏幕上跳動(dòng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、自主巡檢的無人機(jī)系統(tǒng)，小浪底完成了從“人工值守”到“智能調(diào)控”的跨越。
“建設(shè)數(shù)字孿生小浪底，就是把現(xiàn)實(shí)中的小浪底完整‘裝’進(jìn)電腦里。”小浪底管理中心開發(fā)公司正高級(jí)工程師李立剛介紹，通過遍布樞紐的傳感器，全面掌握大壩的各個(gè)壩段、每一扇閘門，以及下泄水流形態(tài)、河床泥沙淤積等情況，并能映射到虛擬空間，形成與現(xiàn)實(shí)樞紐完全同步的“數(shù)字孿生模型”，工作人員可以隨時(shí)查看并掌握水位、含沙量、出庫流量、蓄水量以及樞紐運(yùn)行情況等數(shù)據(jù)。
數(shù)字孿生小浪底系統(tǒng)頁面。
在調(diào)水調(diào)沙工作中，這一系統(tǒng)的優(yōu)勢尤為凸顯。無需實(shí)地測試，工作人員輸入水庫水位、入庫流量沙量、下泄流量等參數(shù)，數(shù)字孿生系統(tǒng)就能自動(dòng)推演孔洞組合運(yùn)行方案，包括開啟幾條泄洪洞及閘門開度，并模擬出樞紐排沙情況、下游河道泥沙沖刷效果、水位變化趨勢等。通過對(duì)調(diào)水調(diào)沙進(jìn)行滾動(dòng)計(jì)算和預(yù)演，生成最優(yōu)方案后同步至現(xiàn)實(shí)閘門控制系統(tǒng)，讓整個(gè)過程從“經(jīng)驗(yàn)調(diào)度”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”，既保障了減淤效果，又最大限度降低了對(duì)下游河道的影響。
“來到小浪底，最直觀的感受就是科技賦能讓傳統(tǒng)水利工程有了‘智慧大腦’和‘千里眼’。”華商網(wǎng)記者鄧波感慨道。
媒體采風(fēng)團(tuán)正在拍攝小浪底調(diào)水現(xiàn)場。
智能設(shè)備：織密樞紐“感知網(wǎng)絡(luò)”，支撐“精準(zhǔn)運(yùn)轉(zhuǎn)”
數(shù)字孿生系統(tǒng)的精準(zhǔn)運(yùn)轉(zhuǎn)，離不開遍布樞紐各個(gè)角落的智能科技設(shè)備，它們?nèi)缤±说椎?ldquo;神經(jīng)末梢”，將物理樞紐的每一個(gè)細(xì)微變化轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，為虛擬模型與現(xiàn)實(shí)樞紐的“同頻共振”提供支撐。
在大壩壩體巡檢中，傳統(tǒng)人工巡檢需要工作人員攀爬壩坡，逐點(diǎn)逐位檢查，工作效率低下，浪費(fèi)大量人力物力。如今，搭載高清攝像頭、紅外熱成像儀的無人機(jī)可沿著預(yù)設(shè)軌道自主移動(dòng)巡檢。“原先人工巡檢需要4小時(shí)以上，現(xiàn)在無人機(jī)1個(gè)小時(shí)就能完成，還能抵達(dá)人工無法到達(dá)的區(qū)域。”李立剛說，系統(tǒng)會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)比對(duì)，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，設(shè)備會(huì)立即將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)字孿生系統(tǒng)，觸發(fā)預(yù)警機(jī)制。
在水庫庫區(qū)，無人監(jiān)測船搭載多波束，可自動(dòng)巡航采集泥沙含量、淤積高程等數(shù)據(jù)，有效提升了進(jìn)水塔前泥沙淤積高程監(jiān)測覆蓋范圍和精準(zhǔn)度，為驗(yàn)證模型計(jì)算結(jié)果、防范閘門淤堵提供了可靠的數(shù)據(jù)支持和決策依據(jù)。
測雨雷達(dá)。
“作為沿黃九省區(qū)之一，寧夏因黃河而生，因黃河而美。我們有青銅峽水樞紐工程。”寧夏新聞網(wǎng)記者王營說，參觀小浪底后，深深感受到超級(jí)工程的震撼與敬畏。“如果說青銅峽是‘富一方水土’，小浪底則是‘保天下安瀾’。從寧夏青銅峽到河南小浪底，都是中國治黃史的一個(gè)縮影。”
從“人工監(jiān)測”到“智能感知”，從“經(jīng)驗(yàn)調(diào)度”到“仿真決策”，數(shù)“智”賦能正在讓小浪底水利樞紐煥發(fā)新的活力。這座矗立在黃河之上的“數(shù)字樞紐”，不僅守護(hù)著黃河的安瀾，更成為水利工程智能化升級(jí)的生動(dòng)范本，以科技之力書寫著新時(shí)代黃河治理的新篇章。（張家祺 魏凱）
