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黃河調(diào)水調(diào)沙相當(dāng)于給黃河清洗血管，這不是簡(jiǎn)單的放水沖沙，而是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。自2002年以來(lái)，黃河調(diào)水調(diào)沙已經(jīng)進(jìn)行了32次。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，調(diào)度變得更快更精準(zhǔn)，黃河調(diào)水調(diào)沙也從單純的“泥沙騰挪”逐步拓展為兼顧河流生態(tài)改善的多目標(biāo)協(xié)同。

6月23日，小浪底水利樞紐的觀景臺(tái)上，三條白色“水龍”自兩個(gè)排沙洞和一個(gè)明流洞噴薄而出，水聲隆隆，掀起團(tuán)團(tuán)水霧，仿若仙宮。“太震撼了！”特意從50公里外的孟州驅(qū)車前來(lái)觀看黃河調(diào)水調(diào)沙這一水利奇觀的焦先生連連感嘆。

第33次黃河調(diào)水調(diào)沙前一天啟動(dòng)，焦先生對(duì)調(diào)水調(diào)沙如數(shù)家珍，“黃河泥沙量大，淤積時(shí)間長(zhǎng)了，把河床抬高，所以叫懸河。調(diào)水調(diào)沙以后，流速變快，就把淤積的泥沙沖到渤海去了，還可以在汛期把庫(kù)容騰出來(lái)防洪。”他告訴《工人日?qǐng)?bào)》記者，自己退休前是搞農(nóng)業(yè)的，“原來(lái)汛期遇上水大，就會(huì)漫灘，一直能淹到大腿這兒，把地都沖毀了。調(diào)水調(diào)沙以后，我們?cè)僖膊怀盥┝耍　?/p>

黃河調(diào)水調(diào)沙是通過(guò)科學(xué)調(diào)度萬(wàn)家寨、三門峽、小浪底等多座水庫(kù)，塑造洪水沖刷河道，利用“異重流”原理精準(zhǔn)排沙，實(shí)現(xiàn)調(diào)水、沖沙、生態(tài)補(bǔ)水多目標(biāo)協(xié)同，相關(guān)成果曾獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。而位于黃河中游最后一段峽谷出口處的小浪底水利樞紐，是黃河中下游防洪、水沙調(diào)控體系中的關(guān)鍵控制性工程，控制著黃河91.2%的徑流量和近100%的輸沙量，是調(diào)水調(diào)沙的主戰(zhàn)場(chǎng)。

調(diào)度更快更精準(zhǔn)

“6月22日第一天開(kāi)的是3個(gè)排沙洞，今天開(kāi)的是兩個(gè)排沙洞和1個(gè)明流洞，流量從首日的2600立方米/秒提升至目前的3000立方米每秒。”黃河水利水電開(kāi)發(fā)集團(tuán)有限公司綜合部部長(zhǎng)李立剛在小浪底工作了33年，熟悉調(diào)水調(diào)沙的每個(gè)細(xì)節(jié)。

自2002年以來(lái)，黃河調(diào)水調(diào)沙已經(jīng)進(jìn)行了32次。“今年調(diào)水調(diào)沙最大下泄流量設(shè)計(jì)為 4800 立方米/秒，6月 25 日到 29 日持續(xù) 5 天，這么大的流量、持續(xù)這么長(zhǎng)的時(shí)間，是歷年之最。”水利部小浪底水利樞紐管理中心水量調(diào)度處調(diào)度專員趙珂介紹，這將塑造山東利津水文站以下河道4000立方米/秒的長(zhǎng)歷時(shí)流量過(guò)程，由此對(duì)黃河入海口的生態(tài)有更好的改善。

在壯觀景象的背后，暗含著一套精密的水利科學(xué)體系。黃河年均輸沙量高達(dá)16億噸，其中約4億噸淤積在下游河道，導(dǎo)致河床不斷抬高，形成“地上懸河”。調(diào)水調(diào)沙相當(dāng)于給黃河清洗血管，這絕非簡(jiǎn)單的放水沖沙，而是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。工程師們需要精確計(jì)算水庫(kù)蓄水量、下游河道輸沙能力、生態(tài)需水量等多重因素，什么時(shí)候開(kāi)閘泄洪、多大流速、多少流量等，都要經(jīng)過(guò)精密測(cè)算。

“接到黃委（即水利部黃河水利委員會(huì)）制定的調(diào)水調(diào)沙方案后，我們要計(jì)算具體的實(shí)施方案，過(guò)去靠人工計(jì)算需要好幾天，后來(lái)用模型跑，現(xiàn)在是數(shù)據(jù)仿真、數(shù)字孿生，水庫(kù)調(diào)度指令處理時(shí)間縮減至5分鐘！”開(kāi)發(fā)公司集控中心副主任魏皓告訴記者，現(xiàn)在正在嘗試使用AI，未來(lái)的調(diào)度將更快更精準(zhǔn)。

利用數(shù)字孿生小浪底平臺(tái)，他們?cè)谡{(diào)水調(diào)沙前會(huì)對(duì)小浪底工程調(diào)水調(diào)沙運(yùn)用進(jìn)行全過(guò)程預(yù)演。在調(diào)水調(diào)沙期間，則可以跟蹤研判庫(kù)水位降幅、對(duì)接水位、異重流產(chǎn)生及運(yùn)動(dòng)過(guò)程、大壩安全性態(tài)輔助制定孔洞組合運(yùn)用方案和機(jī)組停機(jī)避沙策略合理安排值班值守和巡視檢查。“平臺(tái)每6分鐘就傳回一次數(shù)據(jù)。”魏皓說(shuō)。

不斷織牢“天羅地網(wǎng)”

6月23日8時(shí)，小浪底水利樞紐壩頂控制樓前的廣場(chǎng)上，一架黑色的無(wú)人機(jī)自動(dòng)出倉(cāng)，起飛，開(kāi)始巡檢。

“它每天要飛五六趟，每周把壩區(qū)全部巡檢一遍。”開(kāi)發(fā)公司水工部工程師范杰瑋介紹，通過(guò)無(wú)人機(jī)對(duì)水工建筑物、滑坡體進(jìn)行智能化巡檢，自動(dòng)生成巡檢報(bào)告，有力推動(dòng)了巡檢模式由人工巡檢向數(shù)字化和智能化的方向發(fā)展。

水工部從2024年開(kāi)始采用無(wú)人機(jī)自主巡檢系統(tǒng)，對(duì)水工建筑物、滑坡體進(jìn)行智能化巡檢，自動(dòng)生成巡檢報(bào)告。目前小浪底共有27條巡檢航線。結(jié)合小浪底工程特點(diǎn)，工程師們專題研發(fā)集成了混凝土裂縫識(shí)別、混凝土破損識(shí)別、邊坡長(zhǎng)草識(shí)別等多種人工智能算法，實(shí)現(xiàn)巡檢缺陷自動(dòng)發(fā)現(xiàn)。

范杰瑋介紹，水工建筑物智能巡檢機(jī)器人也正在開(kāi)發(fā)，已完成左岸山體及進(jìn)水塔184、189廊道機(jī)器人硬件安裝和后臺(tái)部署，正在進(jìn)行機(jī)器人自主行走測(cè)試和算法調(diào)試。

小浪底今年還出現(xiàn)了一張新面孔。開(kāi)發(fā)公司大壩安全監(jiān)測(cè)中心工程師張建陽(yáng)介紹，今年4月開(kāi)始投用的地基InSAR（合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量）裝置，通過(guò)分析雷達(dá)衛(wèi)星影像來(lái)精確測(cè)量大壩形變。“它就像一把隱形的‘超級(jí)尺子’，能測(cè)量出地面毫米級(jí)的變化。”他津津樂(lè)道，“它監(jiān)測(cè)范圍廣、時(shí)效性強(qiáng)、采樣頻率高，最快只要30秒就能對(duì)大壩下游邊坡視準(zhǔn)線進(jìn)行一遍完整的測(cè)量。”

根據(jù)《小浪底水利樞紐數(shù)字孿生水利“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知夯基提能行動(dòng)實(shí)施方案（2024—2026年）》，將統(tǒng)籌推進(jìn)“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知系統(tǒng)建設(shè)，探索利用衛(wèi)星遙感、庫(kù)區(qū)無(wú)人機(jī)巡檢、機(jī)器人水下檢測(cè)和自動(dòng)巡檢等新型裝備和技術(shù)，提升樞紐全覆蓋、全要素、全天候、全周期監(jiān)測(cè)感知能力。

一張不斷織密織牢的“天羅地網(wǎng)”，正在晝夜不息地守護(hù)著小浪底水利樞紐的平穩(wěn)運(yùn)行。

從“泥沙騰挪”到生態(tài)改善

“這次把流量最高值定在4800立方米/秒會(huì)有一定壓力，我們既要守好安全底線，又要讓流量足夠大，從而更好地塑造黃河入海口生態(tài)。”趙珂說(shuō)。

黃河調(diào)水調(diào)沙，打的是一套組合拳，瞄準(zhǔn)的則是“多目標(biāo)”——從單純的“泥沙騰挪”逐步拓展為兼顧河流生態(tài)改善的多目標(biāo)協(xié)同。

“攔沙減淤”是調(diào)水調(diào)沙的核心使命。2002年首次調(diào)水調(diào)沙以來(lái)，已累計(jì)輸沙入海36.9億噸，小浪底水庫(kù)累計(jì)排沙31.5億噸。“科學(xué)運(yùn)用調(diào)水調(diào)沙等綜合手段，一舉扭轉(zhuǎn)了自古以來(lái)黃河河床淤積抬升的演變趨勢(shì)。”小浪底水利樞紐管理中心副主任李杰說(shuō)，小浪底約126億立方米的庫(kù)容，現(xiàn)在還有90億立方米，最初設(shè)計(jì)的淤積年限為20年，20多年過(guò)去了，當(dāng)前淤積量不足設(shè)計(jì)值的一半。

改善生態(tài)越來(lái)越成為科學(xué)調(diào)度中的重要考量因素。據(jù)開(kāi)發(fā)公司生態(tài)與環(huán)境工程部副部長(zhǎng)孫穎章介紹，連續(xù)實(shí)施的調(diào)水調(diào)沙運(yùn)用，為黃河三角洲河口濕地補(bǔ)水創(chuàng)造了條件，“自調(diào)水調(diào)沙以來(lái)，黃河入海口南北岸恢復(fù)淡水濕地1.2平方公里，避免海岸線往內(nèi)地侵蝕”。

事實(shí)上，調(diào)水調(diào)沙運(yùn)用對(duì)黃河中下游生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。近年來(lái)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，黃河下游生態(tài)系統(tǒng)得到全面修復(fù)，魚(yú)類生存環(huán)境得到改善，生物種群數(shù)量不斷增加，幾乎絕跡的黃河刀魚(yú)野生種群得以復(fù)現(xiàn)，河南段魚(yú)類種類數(shù)增加23種（增加74%）、山東段增加24種（增加100%）。

河流是有生命的，20世紀(jì)70至90年代，黃河下游累計(jì)22年發(fā)生斷流。小浪底水庫(kù)建設(shè)之初，黃河下游河床年均淤高已達(dá)10厘米，“二級(jí)懸河”險(xiǎn)象迭生。自調(diào)水調(diào)沙以來(lái)，黃河斷流成為歷史。

“洪水”并不總是“無(wú)情”。黃河調(diào)水調(diào)沙作為“洪水控制、洪水利用、洪水塑造”理念的生動(dòng)實(shí)踐，正年復(fù)一年悉心守護(hù)著母親河的安瀾。（記者 蔣菡）

來(lái)源：工人日?qǐng)?bào)