|
4 @, r6 m& d/ l5 T' |2 s( T: ~* d3 F9 q
2280年前，时任秦国蜀郡郡守李冰与其子主导修建的都江堰水利工程，让旱涝无常的成都平原摇身一变成为今日的“天府之国”。7月24日，都江堰渠首迎来了近10年最大洪峰过境。通过无人机的俯视视角，鱼嘴工程处，“四六分水”的自然分流奇观再现。 ' X" H0 }5 s6 j4 o/ p2 q, O) e
古人用智慧创造了都江堰水利工程，如今，现代水利工作者也用“智”慧赋能都江堰水利工程。通过视频监控系统、物联网系统、无人机等科技设备部署，以及数字孪生系统的加持，实现对水量水位更精准的监测与控制。 9 n, t2 b. y) g) Z4 F
当前，正值主汛期，都江堰水利工程是如何守护成都平原河湖安澜？近日，记者走进四川省都江堰水利发展中心，探寻都江堰水利工程的“智”慧密码。 4 d5 Q$ h5 q4 a/ n2 m
' s6 O1 V$ @5 n8 [6 z* g+ B6 M m; D
数字孪生系统覆盖渠首枢纽27.6平方公里 y$ S, s, {" c$ r O8 [' x
实现物理工程与数字工程同步运行
; B- P% e9 b5 e! D" m 走进都江堰灌区指挥中心，迎面看到的LED大屏上写着“都江堰渠首数字孪生”，它既是都江堰水利工程的“孪生兄弟”，也是覆盖都江堰渠首的“智慧大脑”。
8 ~1 ?1 }+ H4 @ 随着工作人员的点击，该套数字孪生系统上逐一呈现综合概览、运行监控、工程调度三个模块内容。“在运行监控的调度预演板块，可以对预测到的洪水进行一次预演，通过输入紫坪铺水库的预估下泄流量，系统会给出各条河流在各个时段的流量数值，并根据应急调度预案与指挥中心调水计划，自动生成调度方案。”都江堰灌区指挥中心相关负责人向记者表示，在数字孪生系统给出调度方案基础之上，还将根据实际情况进行调整，实现更好地控制闸坝与各河段的流量。
1 h2 k8 M5 p2 x$ F& y. z& K
, M1 g( S( I; V6 ~( I& O4 @* A “洪水进入河道不可避免，但我们现在至少做到了心里有数。”都江堰灌区指挥中心相关负责人说，过去的调度需要在电脑打开多个不同数据网页，并人工进行计算生成结果，如今在一套系统中就能实现全流程呈现，在提高效率的同时，让指挥决策也有了更加科学精准的依据。 s8 o( w3 p. l
! w7 @' F# v% |+ P" p* y
据了解，都江堰渠首数字孪生系统以数据底板为基础，融合了都江堰渠首枢纽27.6平方公里的二三维空间地理信息及倾斜摄影模型、23处水闸BIM模型、水情监测数据、工情监测数据、水资源调度业务数据、水利工程运行管理数据等多源数据，为水资源调度提供数据支撑，也为水利专业模型提供验证数据。 & M! }' A5 E* W" k
% e. ]# k7 G% `6 Z; h; T$ f
“通过数字孪生系统实现对渠首枢纽运行情况的分析和优化。数字孪生集成了机器学习技术将数据、算法和决策分析结合在一起，进行物理整合，建立虚拟映射，在问题发生之前先发现问题，监控重要枢纽在虚拟模型中的变化，诊断多维数据、处理问题与异常分析，并预测潜在风险，合理有效地对水资源进行规划，对相关运行设备进行维护。”都江堰灌区指挥中心相关负责人说。 ; a' u( L0 ~: T- v2 P+ P
建立“天空地”一体化监管监测体系 ' V c2 h& S$ t, w6 D* o
实现数据可视化 , _2 w0 h. t$ e4 l1 @
目前，都江堰渠首数字孪生系统可实现对各河段来水量精确到分钟的预判。如何实现如此精确的预判？部署在前端的监测设备为记者解答了疑问。
, u0 h4 t w( f% u 在柏条河测站，记者看到一套常规缆道式量水秤部署于此，通过外观像是“鱼雷”的铅鱼挂载转子流速仪以及ADCP（声学多普勒流速剖面仪），该量水秤能够准确测量实时水量，同时对河道断面底部淤积动态变化进行实时测量，还可进行远程自动测量。
1 f" A$ s2 L1 V! k$ v! W
6 M1 H& j" j; a- G. _% g) p6 { “量水秤是应用于测水位、测流速、计算水量的标准工具，除了日常的测量工作，在汛期，通过量水秤绘制水位流量关系图，可以为调度决策提供依据。”省都江堰水利发展中心科学技术与信息化处相关负责人表示，都江堰灌区渠系包括干渠、支渠、斗渠、农渠等各种渠道，流量不同，测量方式难以统一，因此，省都江堰水利发展中心启动了都江堰灌区标准化“量水秤”体系建设，因地制宜打造了15类标准化“量水秤”，并配备了8种应急量水秤。
* R1 O: D; B( p0 b, p' S : u/ B. A: v& N- X* }4 i* H
如果说都江堰渠首数字孪生系统是“智慧大脑”，前端的各类监测设备则是都江堰灌区的“慧眼”。目前，都江堰灌区共建成89处AI视频识别点位，并完成81处视频监控和163处工情监测点建设，接入灌区视频监控点451处。同时，还组建起一支集测绘、巡查、宣传功能于一体的无人机队，建立“天空地”一体化监管监测体系。 6 c& D; |' Q- _- z& d6 y
通过前端的监测设备部署，都江堰渠首数字孪生系统已完成接入视频监控点位建设110处、水位监测点位21处、GNSS安全监测点12处、倾角仪安全监测点14处，以及51孔闸门远程改造及8孔闸门数据接入，让数据实现了可视化。
% S9 E+ ?/ W {* s% r 新闻多一点——
8 M! s1 \" y! A 都江堰水利工程如何将成都平原打造成为“天府之国”？ _: B# t3 d' D
成都平原由岷江冲积扇构成，具有西北高、东南低的地势特点，时任秦国蜀郡太守李冰及其子充分利用区域地形地貌，建设了以鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口为三大主体工程的都江堰水利工程，形成了“三位一体、首尾相应”的工程布局。 5 P' o6 [$ O) ~5 `4 u5 l
作为都江堰的分水工程，鱼嘴将岷江一分为二，内江灌溉成都平原，外江用作排涝泄洪。在不同的流量情况下，受流速和工程引导等因素影响，在枯水季节，内江进水六成、外江进水四成，而在丰水季节，分流比例自动反转，内江进水四成、外江进水六成，这就是“四六分水”。 8 ^+ ]7 I# G$ G* {, W* e! A& L
, q5 a! Y6 X0 w0 L& X/ r 同时，在丰水期，江水中泥沙含量较大，受弯道环流等因素影响，江水中携带的大量泥沙、石块近八成被排入外江，二成进入内江，实现了“二八分沙”。 / n4 f, j4 h6 b8 F+ G
为了更好地提升防洪能力，李冰父子还为都江堰水利工程按上了“双保险”——“飞沙堰”。当洪水泛滥时，进入内江的水量超过既定限度时，飞沙堰溢洪道会自行溢出多余水量，实现二次分水，并将河流中的泥沙、石块抛入外江，最大限度确保了内江的通畅。 : N2 v. F- Q& S# n8 ~: R9 A
# `- u- p( e$ H 此外，宝瓶口的功能同样不容小觑，它的工作原理可以比喻成用矿泉水瓶接水，水流再大，瓶口依旧是原本的大小，通过这一原理来控制内江的进水量。同时，宝瓶口与飞沙堰配合，还具有节制水流大小和防洪的功能。 # i5 K# z" w) V8 X/ Y! D' ^# N
4 o8 O7 F, [9 c+ j6 G7 P 三大工程相互配合，协调联动，以最小的环境资源代价，成功解决了引水、泄洪、排沙等一系列技术难题，也让成都平原成为今日的“天府之国”。 0 ^+ Z& ?) S+ m! J& i0 Z
记者手记——
6 B: W7 J! K% M 都江堰灌区指挥中心的大屏幕上，记录着都江堰水利工程运行的时间，从年到秒。在水利工作者的一天、一时、一分、一秒的守护下，都江堰水利工程已跨越了23个世纪。
, E9 g& s8 w$ x. ?7 B F$ o; ` 传承与守护，科技与创新，这是发展永恒不变的规律。 9 _& q! \0 A) r: K
“东流不尽秦时水，润泽天府两千年。”都江堰水利工程之所以被世人熟知，是因其宏大的规模与治水的智慧。在过去，李冰父子并无数据和物理知识做支撑，而是依靠着反复论证与实践经验，扭转了成都平原旱涝无常的形势，成为“水旱从人，不知饥馑”的“天府之国”。 ( G% ?. T4 T# {
春秋代序，岁月不居。随着时代的发展，都江堰治水不应仅仅依靠古人的智慧来进行，数字技术的不断成熟与应用，为这座古老的水利工程带来了新的活力。也是在科学技术的加持之下，“分四六，平潦旱”的智慧，得到了数据的验证。 6 P9 Z7 j A. Y* D# `4 |, P
正是在古人智慧与现代科技的相辅相成中，沃野千里的成都平原才能始终保持勃勃生机。
+ V' N% W" R: ` 成都日报锦观新闻 黄铭芯 记者 魏捷仪 图片 四川省都江堰水利发展中心 责任编辑 罗皓 编辑 王玲 3 ]( W4 b' ]8 O0 L1 k& g
4 W8 X) X8 V# C$ y* l" @
! f0 H7 z6 U% z; K8 ?! F' x2 |! s0 s4 Y' ^: w2 [
% q8 I4 C( t" H; Y) D& K' B: [+ B) V
| 
