數(shù)字堤防“智”守澧水 ——長江委首次運(yùn)用數(shù)字孿生澧水防洪“四預(yù)”平臺(tái)支撐攔洪超13億立方米
天河倒泄,澧水奔騰。6月19日,澧水2025年第1號(hào)洪水迅猛形成,上游干流發(fā)生1998年以來最大洪水,一場(chǎng)關(guān)乎人民生命財(cái)產(chǎn)安全的防洪硬仗驟然打響。
危急時(shí)刻,長江委迅速響應(yīng),按照水利部的部署要求,依托數(shù)字孿生澧水流域防洪“四預(yù)”平臺(tái)展開了一場(chǎng)與時(shí)間賽跑、同洪水博弈的智慧調(diào)度戰(zhàn)役,累計(jì)攔蓄洪水總量突破13億立方米,鑄就了守護(hù)澧水安瀾的“數(shù)字堤防”。
“四預(yù)”貫通 洞悉分毫
澧水驚濤,數(shù)字孿生澧水平臺(tái)實(shí)時(shí)映射風(fēng)云變幻與水勢(shì)漲落——衛(wèi)星云圖精準(zhǔn)捕捉暴雨動(dòng)向,地面物聯(lián)網(wǎng)傳感器將水位、流量、閘門狀態(tài)等海量數(shù)據(jù)源源不斷匯入“虛擬澧水”,一場(chǎng)基于數(shù)字鏡像的防洪預(yù)演正在無聲進(jìn)行。
基于預(yù)報(bào)成果,6月18日,數(shù)字孿生澧水流域防洪“四預(yù)”平臺(tái)實(shí)時(shí)開展江坪河、江埡、皂市水庫群“正向—逆向—正向”聯(lián)合調(diào)度推演,預(yù)判風(fēng)險(xiǎn)先機(jī)。若水庫群采用常規(guī)調(diào)度方式,石門站流量將達(dá)到12000立方米每秒以上,會(huì)超過安全泄量,威脅石門以下河段防洪安全;考慮本次洪水來源、歷時(shí)等特點(diǎn),將石門站目標(biāo)流量控制在11000立方米每秒以下進(jìn)行逆向反算,并對(duì)水庫群聯(lián)合調(diào)度方案進(jìn)行反復(fù)優(yōu)化;基于優(yōu)化后的調(diào)度方案進(jìn)行“水庫—河道—城鎮(zhèn)—蓄滯洪區(qū)”一體化洪水模擬和風(fēng)險(xiǎn)分析,確保能夠?qū)崿F(xiàn)石門站流量控制目標(biāo)。
6月19日4時(shí),支流渫水皂市水庫入庫流量達(dá)到5920立方米每秒;13時(shí)40分,澧水上游干流桑植水文站洪峰水位飆升至262.38米,超過保證水位2.38米,相應(yīng)流量7300立方米每秒;6月20日1時(shí),支流溇水上游江坪河水庫入庫流量達(dá)到3670立方米每秒,三股洪水將在石門河段形成遭遇,威脅防洪安全。
面對(duì)這場(chǎng)遠(yuǎn)超預(yù)期的暴雨,數(shù)字孿生澧水流域防洪“四預(yù)”平臺(tái)提前預(yù)判出洪峰關(guān)鍵特征與量級(jí),過去一場(chǎng)洪水過程的演進(jìn)模擬需要40分鐘以上才能完成,在數(shù)字孿生澧水平臺(tái)上被革命性地壓縮至5分鐘以內(nèi),為決策搶出寶貴的“黃金窗口期”。
數(shù)字賦能 精準(zhǔn)削峰
面對(duì)澧水洪水陡漲陡落、匯流時(shí)間短、預(yù)報(bào)調(diào)度難度大的天然挑戰(zhàn),在數(shù)字孿生澧水平臺(tái)的精密指揮下,澧水流域水庫群化身智慧協(xié)同的“防洪軍團(tuán)”。
經(jīng)過水庫群科學(xué)調(diào)度,支流溇水上:江坪河水庫將入庫洪峰3670立方米每秒削減至1400立方米每秒出庫,江埡水庫將入庫洪峰2870立方米每秒削減至615立方米每秒出庫;在支流渫水上:皂市水庫將入庫流量5920立方米每秒削減至281立方米每秒出庫,削峰率分別約61.9%、78.6%、95.2%。經(jīng)兩條支流水庫群科學(xué)削峰攔洪后,石門站洪峰流量10900立方米每秒,澧水2025年第1號(hào)洪水平安過境。
江坪河、江埡、皂市水庫最大攔蓄洪量分別約2.77億立方米、5.03億立方米、5.79億立方米,三庫合力總攔洪量超13億立方米。
洪水初退,警報(bào)未除。據(jù)6月21日預(yù)報(bào),6月25日前后澧水流域?qū)⒃俅斡瓉淼诙啅?qiáng)降雨過程,面對(duì)水庫高水位運(yùn)行的嚴(yán)峻形勢(shì),數(shù)字孿生澧水流域平臺(tái)再次發(fā)力。經(jīng)綜合研判,石門以下防洪壓力較小,江埡、皂市水庫提前適當(dāng)加大流量預(yù)降水位,三庫共騰庫約2.4億立方米,后期再次攔蓄洪水1.84億立方米,保障了流域防洪安全。
數(shù)字孿生澧水強(qiáng)力賦能預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)案、預(yù)演功能落地生根,數(shù)字紐帶將分散的水庫緊密聯(lián)結(jié)為智慧協(xié)同的有機(jī)整體,驅(qū)動(dòng)流域水庫群精密協(xié)同、精準(zhǔn)發(fā)力,將“數(shù)字藍(lán)圖”鍛造成迎戰(zhàn)洪水的“智慧堤防”。
自主研發(fā) 澧水“智”造
澧水安瀾,是數(shù)字賦能的勝利。數(shù)字孿生澧水流域防洪“四預(yù)”平臺(tái)在此次大洪水防御中,實(shí)現(xiàn)了從“被動(dòng)應(yīng)對(duì)”到“主動(dòng)駕馭”的革命性跨越。作為首次投入水旱災(zāi)害防御實(shí)戰(zhàn)的數(shù)字孿生澧水,何以臨危受命擔(dān)此重任?其背后是立足澧水特性的創(chuàng)新攻堅(jiān)與自主研發(fā)。
2025年上半年,在水利部的統(tǒng)一部署下,長江委全力推進(jìn)流域防洪“四預(yù)”能力提升建設(shè),對(duì)數(shù)字孿生澧水流域防洪“四預(yù)”平臺(tái)進(jìn)行了全面提檔升級(jí)。
數(shù)據(jù)筑基,數(shù)字孿生澧水流域防洪“四預(yù)”平臺(tái)進(jìn)一步豐富了澧水流域內(nèi)堤防工程、蓄滯洪區(qū)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)維度更豐富;新采集干流水下地形和高精度傾斜攝影等地理空間數(shù)據(jù),地理空間更精細(xì);夯實(shí)了澧水流域L2級(jí)數(shù)據(jù)底板和防洪重點(diǎn)區(qū)域L3級(jí)數(shù)據(jù)底板,數(shù)據(jù)底板分層躍升,為精準(zhǔn)模擬與風(fēng)險(xiǎn)研判奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
算法模型躍升,驅(qū)動(dòng)“四預(yù)”功能高效貫通,優(yōu)化水文預(yù)報(bào)、水庫群聯(lián)合調(diào)度、河道洪水演進(jìn)、淹沒風(fēng)險(xiǎn)損失評(píng)估等水利專業(yè)模型算法,提高了計(jì)算精度和計(jì)算效率。
不斷完善的澧水流域和工程防洪業(yè)務(wù)功能,重點(diǎn)深化了水庫群“正向—逆向—正向”聯(lián)合調(diào)度推演模式,構(gòu)建了“水庫——河道——城鎮(zhèn)——蓄滯洪區(qū)”的一體化耦合洪水推演體系,突破傳統(tǒng)割裂式模擬的局限,完成了水庫庫區(qū)、下游河道、蓄滯洪區(qū)和堤防潰口等洪水風(fēng)險(xiǎn)的自動(dòng)研判及動(dòng)態(tài)渲染,實(shí)現(xiàn)了工程調(diào)度方案智能推薦和防洪預(yù)案自動(dòng)生成,為防汛會(huì)商與精準(zhǔn)決策提供強(qiáng)大的科技支撐。
在這場(chǎng)與洪水的驚心博弈中,數(shù)字孿生澧水平臺(tái)以一雙洞察洪水的“智慧之眼”和一副調(diào)度千庫萬閘的“無形之手”,確保了洪水平穩(wěn)過境。
澧水2025年1號(hào)洪水已安然東去,然而,長江流域正值主汛期,流域防汛形勢(shì)依然復(fù)雜,數(shù)字孿生澧水將繼續(xù)發(fā)揮其優(yōu)勢(shì),不斷創(chuàng)新和完善,以更加智慧、高效的方式守護(hù)安瀾,讓科技的力量為人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全筑牢堅(jiān)實(shí)防線。

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