近期在主汛期的影響下,長沙頻繁迎來雷陣雨。游客小常記得,7月中旬的一天晚上9點,一場暴雨來得很急,1分鐘前還在解放西街道悠閑逛街的市民游客,瞬間四散到沿街店鋪屋檐下,動作稍慢一點就會全身濕透。
他不知道的是,當(dāng)時正結(jié)束一天工作靠在沙發(fā)休息的饒晟,連忙打開了手機,查看水位、流速、流量等變化后,確認(rèn)影響不大才安心。
這個一下雨就心神不寧的人,是長沙市城區(qū)水文水資源局局長,負(fù)責(zé)?梨水文站等多個站點?!翱匆幌驴偸前残男,F(xiàn)在在家就能看,而且通過數(shù)字孿生?梨水文站的智能‘四預(yù)’功能,出現(xiàn)異常情況也會自動提醒值班人員,比以前要一直盯著方便多了?!?/p>
△?梨水文站數(shù)字孿生平臺
天氣越是變化多端,水文人越是不能松懈,他們的重要使命之一,就是“預(yù)測”未來的水勢變化,提供決策依據(jù)給相關(guān)部門,默默為人們的生命安全保駕護(hù)航。而饒晟所負(fù)責(zé)的?梨水文站,作為瀏陽河匯入湘江的最后一個控制站,佇立在瀏陽河畔66年,見證了一代又一代的水文人扎根在這,守護(hù)長沙幾百萬居民。
水文工作“預(yù)”字當(dāng)先
預(yù)報更是立身之本
饒晟的父輩也是水文人,小時候一下雨,父親就消失不見了?!耙驗樗雌谥蛋?,有時還要去鄉(xiāng)下、野外測流,很擔(dān)心。我見過洪水,那真是如猛獸,小時候覺得就像天塌了一樣?!?/p>
而饒晟的父親,出門在外所做事情的目的之一,就是為了預(yù)報水位?!邦A(yù)報可以說是水文的立身之本,根據(jù)水位、流量、降雨量等信息,來推斷河里面的水會漲多高,在什么時間會漲到最高?給相關(guān)部門提供防洪抗災(zāi)措施的依據(jù)。”
在洪水面前,預(yù)報至關(guān)重要。2017年7月2日,饒晟始終銘記這一天。這天,他見證了?梨水文站1957年建站以來記錄到的最高水位——40.98米,和站點預(yù)報的水位41米只相差0.2米。
這0.2米不僅意味著?梨水文站預(yù)報的精確,更意味著下游人民的安全。“我們預(yù)測不會超過41米,這是堤壩承受得住的范圍。那個時候一方面相信自己的預(yù)報,一方面就怕水位萬一有變化,那種壓力你能想象嗎?一旦垮堤,那影響的就是(長沙)主城區(qū)幾百萬人。所以那個時候我們就是緊盯著水位,一直守到洪水慢慢褪去?!?/p>
△?梨水文站的下游就是長沙城區(qū)
那半個多月,饒晟和所有同事吃住都在堤壩,24小時不分日夜,等他回到家,才想起來自己的胡子都沒刮。那一刻,他有心酸,也有理解——他明白了父親的突然“消失”,也明白他面對緊急情況下的義無反顧,因為這關(guān)乎的不是一個小家庭,而是千千萬萬人組成的大家庭。
從靠經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)河水規(guī)律
到一屏掌握近20種數(shù)據(jù)科學(xué)分析
老一輩水文人,聽著瀏陽河聲音幾十年,靠經(jīng)驗就能判斷河水的規(guī)律,一場雨下來,什么時候漲水,會漲多少水,都有跡可循。不過,如今變化多端的天氣,加上水庫、水電站等設(shè)施的建立,讓“把脈”江河的規(guī)律,更需要科技手段。
△饒晟指導(dǎo)新人使用遙控測流船進(jìn)行測流
現(xiàn)在,在?梨水文站數(shù)字孿生平臺上,水文站工作人員通過可一鍵操控的無人機、自動纜道等智能設(shè)備,自動采集雨量、蒸發(fā)、水位等各項數(shù)據(jù),為預(yù)報提供更全面的信息。并且以往這些設(shè)備歸屬平臺都不一樣,水文人需要打開不同的平臺查看,然后再通過一番計算預(yù)測出數(shù)據(jù),需要花費很多時間精力。
如今,近20種水文數(shù)據(jù)統(tǒng)一呈現(xiàn)在數(shù)字孿生?梨水文站一張圖上,包括水位、流速、流量、蒸發(fā)量、濕度等,多維度多方面地掌握河流情況,輔助研判,讓預(yù)報變得更直觀、快速。
此外,數(shù)字孿生平臺還能通過?梨水文站的降雨雷達(dá)、預(yù)報模型,自動預(yù)報未來三天內(nèi)的水位變化,直觀呈現(xiàn)在數(shù)字孿生的大屏幕上,讓水文人提前心中有數(shù)。這樣的預(yù)報不僅對防汛發(fā)揮作用,在抗旱、水資源開發(fā)利用等領(lǐng)域也有重要幫助?!氨热邕@幾年雨水比較少,水庫就可以依據(jù)我們的預(yù)報,更精準(zhǔn)地進(jìn)行水庫蓄水。”
未發(fā)生的洪水也能看見
智能“四預(yù)”讓決策調(diào)度更及時
預(yù)報之外,預(yù)警、預(yù)案、預(yù)演對于緊急關(guān)頭的水文工作推進(jìn)都至關(guān)重要。除了數(shù)字孿生流域的建設(shè),?梨水文站還聯(lián)合海康威視接入了智能“四預(yù)”系統(tǒng),讓水文人處理緊急情況更加高效、準(zhǔn)確。
比如進(jìn)入汛期,水位多變,有時一場暴雨,就會讓水位臨近警戒線。雖然有24小時值班人員,但依舊有錯過重要信息的可能。而智能“四預(yù)”系統(tǒng)可以實時監(jiān)測水位變化,一旦“預(yù)報”水位達(dá)到警戒線,系統(tǒng)就會立馬報警,并聯(lián)動水文站的報警廣播,及時通知工作人員做好應(yīng)對措施。
一旦預(yù)警發(fā)出,系統(tǒng)會自動聯(lián)動對應(yīng)的處置預(yù)案,而且不同水位預(yù)警自動調(diào)用不同預(yù)案,可以幫助相關(guān)人員快速反應(yīng),及時落實應(yīng)對措施。此外,結(jié)合預(yù)演功能和數(shù)字孿生技術(shù),可以讓水文站的工作人員直觀看到假設(shè)狀態(tài)下的洪水情況,在實景地圖上直觀呈現(xiàn),對防洪決策、資源調(diào)度提供重要支撐。
從單個站到224公里流域
新技術(shù)點亮“影像孿生瀏陽河”
當(dāng)數(shù)字孿生復(fù)制到更多水文站點,就可以為更大范圍的水利調(diào)度、防汛抗旱帶來智慧。
今年,數(shù)字孿生?梨水文站系統(tǒng)內(nèi),將?梨水文站和瀏陽河上游8個水文站的水位、流量等信息和現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù)統(tǒng)一接入,初步建立了一條224公里的影像孿生瀏陽河水域,讓整條流域的水雨情的變化更加直觀地呈現(xiàn)。
“這樣我們預(yù)測水文變化的時候,就更加地方便,而且考慮進(jìn)去的因素也更加全面?!别堦捎浀茫郧安樵兩嫌蔚臄?shù)據(jù),要打開電腦系統(tǒng)一個個查詢,如果上游無人站點的數(shù)據(jù)有異常,還得驅(qū)車幾十公里去查看。如今,上游站點的視頻、水文信息都可以在數(shù)字孿生平臺上查看,大大節(jié)省了水文人的時間,提高了效率,并且為水文“四預(yù)”提供了更有力的支撐。
近些年來,水利部根據(jù)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展需求,提出加快建設(shè)數(shù)字孿生水利的戰(zhàn)略任務(wù)。在百年的水文時光里,新技術(shù)的到來、數(shù)字孿生水文站的建設(shè)就像一束光,照亮了瀏陽河和66歲?梨水文站,也照亮了那些駐扎在河畔的水文人,繼續(xù)堅守。