发布时间：2024-11-15 14:31:07 来源: sp20241115
水利部近日发布最新数据显示，今年以来，全国大江大河已发生26次编号洪水，列1998年有资料统计以来第1位，珠江流域罕见地发生了13次编号洪水，有6个台风登陆我国大陆。在水旱灾害防御形势如此严峻复杂的背景下，如何守护江河安澜？
为了找到答案，我们首先利用大模型和数字技术，还原了今年以来最为复杂的一次洪涝灾害。一起来跟随记者，揭开江河安澜背后的秘密。
大模型和数字技术还原洪水来临前夜
总台央视记者 王世玉：利用虚拟技术，我们首先将长江搬到了我身边。
这里是江汉-洞庭盆地，这里是鄱阳湖盆地，而长江中游的这两大盆地，正是饱受洪水之苦最主要的地区。在它们的上游，这里，就是我们熟悉的三峡大坝。那么当洪水来临，这里会面临什么？通过整理今年以来，长江全部的水利信息，我们找到了一个关键节点——7月6日。
现在，让我们穿越到7月6日，这一天，水利部长江委发出预警，“长江2024年第2号洪水”即将来临，这将是今年长江最大洪峰。
而此时的三峡水库，上游已经出现了局地的暴雨，来势汹汹；而下游水位也相继出现峰值，超出警戒，甚至洞庭湖团洲垸一线仍然在进行着决口封堵作业。
“前有追兵，后有猛虎”，左右为难之间，三峡水库的水位从145米左右快速上涨。到了7月10日8点，已经来到了近160米，比多年平均水位高了15米左右，是三峡水库正常运行以来的同期最高水位。如果不及时加大下泄流量，即将到来的2号洪水，将很快填满剩余的库容。
在三峡梯级调度中心，调度电话不断响起，一封封调度令纷沓而至。
三峡集团长江电力三峡梯调副总工程师 李鹏：从6月8日到7月中旬，我们已经接收到了22份调度令，平均下来差不多两天一份，最多的一天来了三份，这个是非常频繁的。
7月11日，三峡的入库流量暴涨至55000立方米每秒。什么概念？相当于40分钟左右就会增加一个武汉东湖的水量。
在调度中心，屏幕上亮起了多项预警信息，提示着长江中下游有大到暴雨，金沙江流域有局部中雨，各支流相继出现洪峰或明显涨水，中下游仍有46站超过警戒水位，涉及河流27条。预计未来十天内，长江流域仍然面临着连续性的降雨。
三峡水库：库容能装下2700多个西湖
这样严峻的考验，对于长江来说，再寻常不过。而每一次的化险为夷，都得益于镇守在河道上的50多座大型水库，其中就包括库容能装下2700多个西湖的三峡水库。
总台央视记者 王世玉：我们将眼前的险情，在AI数据库中进行比对，系统匹配出了几个时间，2012年7月24日、2020年8月20日，这两次洪峰都超过了1998年的最大峰值。而当我们将检索时间无限拉长，在三峡建成之前，这里发生过有记载的水灾和旱灾多达2000多次。
三峡集团长江电力三峡梯调副总工程师 李鹏：这一片区域，江汉平原、洞庭湖区和鄱阳湖区是洪涝灾害高发区。地势低洼，暴雨集中、河道曲折，每到汛期上游传来的洪水、本地降下的暴雨、下游顶托的水流，三者合力迅速推高干流与支流的水位。
要是能有一个巨大的水库，把洪水都存蓄起来就好了，三峡水库由此而来。这座中国最大的水库，库容393亿立方米，足以装得下2700多个西湖。
不过这仍然不够。当我们放眼整个长江，还会在干流上游看到向家坝、溪洛渡、白鹤滩、乌东德组成的四大梯级水库，以及亭子口、构皮滩、二滩、锦屏等各大支流水库，这些镇守在河道上的50多座大型水库，总共能拦截的水量相当于建起了三座三峡。
每年汛期来临之前，三峡水库都会提前腾出一部分库容严阵以待，再计算出合适的时间和流量大小，将这些被拦截的洪水分批次泄到下游，从而达到削峰错峰的目的，保证下游河道的安全。
水库面临的“泳池注水难题”该怎么解？
在河道及堤防的基础上，建起水库，成了我们抵御洪水的一道“王牌”。 但是问题也出现了，水库的容量是有限的，填满了就需要放水。所以每年，三峡水库都会面临一道熟悉的数学题：一个泳池一边注水、一边放水，什么时候装满？这道数学题，听起来简单，但事实却远非如此。未来上游的降水多少？汇集的水量是多少？全流域各站点水位如何变化？每一个决策都会出现连锁反应。
求解数学题的第一步，是要知道到底有多少洪水会来。
记者来到长江边的水情遥测站点，这里其实是防洪决策的第一线，被工程师亲切地称为观测水雨情的“千里眼”。
三峡集团长江电力三峡梯调副总工程师 李鹏：这个屏幕上显示的是水位数据和雨量数据，5分钟一采集，通过北斗和4G传送到我们梯调的数据中心。
而在整个长江流域，有数以万计的水雨情监测站点，无数传感器在江河之下默默工作，它们时刻感知着江水的细微变化，水位的高低、水流的速度以及泥沙含量，都被实时传送到水库的调度中心，加上气象卫星等等，共同来为调度人员提供准确的降雨和洪水数据。
三峡集团长江电力三峡梯调副总工程师 李鹏：我们目前基本上可以做到提前10天看洪水的趋势变化，提前5天把握洪水的量级，提前2天能对洪水的过程曲线把握住，作为会商决策的参考。
而这一整套庞大的大数据系统，也仅仅是解出了这道数学题的第一个关键：“注水量”是多少。
接下来的重点就是，这些水究竟要怎么放、何时放？而面对如今越来越复杂的水情、越来越庞大的计算量，仅靠人力已经无法满足准确计算。一条带着大模型计算能力的数字版长江势在必行。
总台央视记者 王世玉：在这个数据库里，储存了过去历史上发生过的所有洪水信息，并且通过大模型不断学习其中的演变规律。当我们将整个长江现在的实时数据输入大模型中，系统开始自动推演洪水接下来的过程。
水利部长江水利委员会副总工程师 陈桂亚：数字孪生的推演指导我们推演出来有个边界条件，行洪的速度，淹没的水深、范围，长江干堤会不会出风险，还有很多洲滩民垸在长江河道当中，会不会有风险，通过这样数字孪生的推演就更准确了。
在数字孪生系统上，还可以看到不同时间泄洪放水的不同结果。
如果7月10日14时，三峡水库开启一个泄洪孔，维持每秒27000立方米的出库流量，上游重庆水位将超过警戒水位；如果将出库流量增加到每秒31000立方米，下游又将有多个站点重新超过警戒水位。通过几千种推演后，终于计算出了开闸泄洪的最优解。
最终，7月10日下午两点、下午六点，三峡水库各开启了1个泄洪孔，出库流量由27000立方米每秒逐步增加至31000立方米每秒，成功在保证上游不受影响的情况下，安全拦截了洪峰。这也是三峡水库今年首次开闸泄洪。
数据显示，三峡水库在应对今年长江1号、2号洪水时，拦洪126.8亿立方米，分别有效降低中下游干流水位0.4—1.7米、0.7—3.1米，减少灾害损失643亿元，减淹耕地314万亩。
多系统配合 筑起江河安澜的“铜墙铁壁”
通过我们的还原，可以看到在这短短的五天里，为了应对长江2号洪水，长江沿线的各个系统，包括看得见的堤防、水库，和看不见的数字技术，共同配合，进行了无数次的推演和缜密计算，才最大程度地减少了灾害损失。这正是守护大江安澜背后的一道道“铜墙铁壁”。
筑起堤防，是拦截洪水的第一道防线。目前，我国5级以上江河堤防已达32.5万公里；
建设水库，是堤防后的第二道防线。截至2023年底，全国各类水库从新中国成立之初的1200多座增至9.5万座，总库容从200多亿立方米增至近1万亿立方米；
而最后一道防线，是蓄滞洪区。一旦发生了超过水库群能力的超量洪水，这里的人们就会提前撤离，让这片土地作为临时水库，暂时存蓄洪水。在长江沿线，就有46处国家蓄滞洪区，存续洪水的能力相当于2.6个三峡。
与此同时，人工智能、云计算、大数据等新技术大量用于水利工程建设。在全国七大流域，以及南水北调东线和中线的重点工程，都已开展起数字孪生水网的先行先试建设，让更多的守护出现在灾害发生之前，提高预警和防治能力。
初步统计，截至9月20日，今年各地防汛期间已累计减淹城镇2178个(次)、减淹耕地面积1629.33万亩、避免人员转移1077.42万人(次)。最大程度地减少了灾害损失。
如今，不断完善升级的水利基础设施，在数字技术和科技赋能的助力下，感知风险、兴利避害，守护起大江安澜，造福亿万百姓。
(总台央视记者 王琰 朱江 王世玉 卢忠灿 湖北台) 【编辑:叶攀】