科技日报记者 付丽丽 实习生 陈沁
从空中看,它像一颗巨大的蓝宝石,镶嵌在崇山峻岭之间。它就是黄河下游最大的调节水库——小浪底水利枢纽工程(以下简称小浪底工程)。
黄河宁,天下平。全长5464公里的黄河,是我国第二大河,也是中华民族的母亲河。
为了黄河安澜,1994年9月12日,小浪底水利枢纽主体工程开工,1997年实现大河截流,1999年下闸蓄水,2001年主体工程完工。工程总库容126.5亿立方米,其中淤沙库容75.5亿立方米。
自此,闸起闸落,调水调沙。30年来,遏大河断流、促人水和谐……小浪底工程成为解决黄河历史难题的关键。
连续25年不断流 改善“地上河”难题
深黄色的河水夹杂着泥沙,仿佛十几米高的浪头奔涌而出,响声震天。这是小浪底调水调沙的真实场景。
九曲黄河“斗水七沙”。“破解水沙关系难题,小浪底工程是关键一环。小浪底工程位于黄河中游最后一段峡谷出口处,控制黄河92.3%的流域面积、90%的水量和近100%的沙量。”黄河水利水电开发集团有限公司(以下简称开发公司)副总经理王振凡说。
小浪底管理中心水量调度处处长李鹏介绍,调水调沙主要是在充分利用河道输沙能力的前提下,利用水库群可调节库容,对来水来沙进行合理调节控制,实现减轻下游河道淤积的目的。
自2002年启动调水调沙以来,效果有目共睹。
“黄河下游河道主河槽平均下切约3.1米,最大过洪能力从不足1800立方米每秒增大到约5000立方米每秒,共15次避免下游洪水泛滥。”李鹏说。
“与此同时,通过调水调沙、拦粗排细等调控措施,小浪底水库淤积速度大大减缓。截至2024年汛前,小浪底水库实际淤积泥沙34.21亿立方米,占设计淤沙库容75.5亿立方米的45.31%。”开发公司综合部副部长李立刚介绍说。
不仅如此,小浪底工程还发挥着供水、灌溉、发电、维护生态等作用。30年来,小浪底工程有力保障了黄河中下游春灌、抗旱和生态用水,大大提高了下游约4400万亩引黄灌区的灌溉保证率,缓解了下游沿黄地区生产和生活用水紧张局面。截至目前,小浪底水利枢纽已调节2000多亿立方米水量,保障黄河实现连续25年不断流。
数字孪生 再造一个小浪底
走进小浪底数字孪生集控中心,三块大屏映入眼帘,一座与实体工程虚实互交的数字孪生小浪底在屏幕上清晰呈现,实时监测数据、防汛调度演示、发电机组设备等一目了然。
小浪底管理中心高级工程师董泽亮介绍,这是基于数字孪生小浪底开发的综合性应用平台,可以实时监测小浪底水工建筑物内部及表面布设的2700多支仪器。工作人员可利用该系统的预报、预警、预演、预案功能进行分析研判和调度决策,实现对安全监测、水库调度、闸门监控、发电运行等业务的综合管控。
目前,数字孪生小浪底已基本完成数据采集,7亿多条信息被纳入系统,防汛调度、工程安全、库区管理等多个应用模块正不断拓展和深化。
正是有了这个“智慧大脑”,今年汛期,小浪底人打好防汛主动仗的底气更足了。
8月6日至9日,黄河山陕区间及泾渭河流域发生连续强降水,北洛河发生1994年以来最大洪水。8月9日至18日,小浪底水利枢纽开展汛期调水调沙运用,小浪底管理中心依托数字孪生平台制定枢纽调度和孔洞运用方案,精准调控下泄水量,保障了枢纽工程安全度汛。
黄河地上悬河不再抬高,黄河干流主槽行洪能力增强,黄河水沙关系重新塑造。30年来,小浪底工程巍然矗立在黄河下游,守护着大河安澜,让千百年来中华民族控制水患的愿望初步成为现实。