水利部近日發(fā)布最新數(shù)據(jù)顯示，今年以來，全國大江大河已發(fā)生26次編號洪水，列1998年有資料統(tǒng)計(jì)以來第1位，珠江流域罕見地發(fā)生了13次編號洪水，有6個臺風(fēng)登陸我國大陸。在水旱災(zāi)害防御形勢如此嚴(yán)峻復(fù)雜的背景下，如何守護(hù)江河安瀾？

　　為了找到答案，我們首先利用大模型和數(shù)字技術(shù)，還原了今年以來最為復(fù)雜的一次洪澇災(zāi)害。一起來跟隨記者，揭開江河安瀾背后的秘密。

　　大模型和數(shù)字技術(shù)還原洪水來臨前夜

　　總臺央視記者 王世玉：利用虛擬技術(shù)，我們首先將長江搬到了我身邊。

　　這里是江漢-洞庭盆地，這里是鄱陽湖盆地，而長江中游的這兩大盆地，正是飽受洪水之苦最主要的地區(qū)。在它們的上游，這里，就是我們熟悉的三峽大壩。那么當(dāng)洪水來臨，這里會面臨什么？通過整理今年以來，長江全部的水利信息，我們找到了一個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)——7月6日。

　　現(xiàn)在，讓我們穿越到7月6日，這一天，水利部長江委發(fā)出預(yù)警，“長江2024年第2號洪水”即將來臨，這將是今年長江最大洪峰。

　　而此時的三峽水庫，上游已經(jīng)出現(xiàn)了局地的暴雨，來勢洶洶；而下游水位也相繼出現(xiàn)峰值，超出警戒，甚至洞庭湖團(tuán)洲垸一線仍然在進(jìn)行著決口封堵作業(yè)。

　　“前有追兵，后有猛虎”，左右為難之間，三峽水庫的水位從145米左右快速上漲。到了7月10日8點(diǎn)，已經(jīng)來到了近160米，比多年平均水位高了15米左右，是三峽水庫正常運(yùn)行以來的同期最高水位。如果不及時加大下泄流量，即將到來的2號洪水，將很快填滿剩余的庫容。

　　在三峽梯級調(diào)度中心，調(diào)度電話不斷響起，一封封調(diào)度令紛沓而至。

　　三峽集團(tuán)長江電力三峽梯調(diào)副總工程師 李鵬：從6月8日到7月中旬，我們已經(jīng)接收到了22份調(diào)度令，平均下來差不多兩天一份，最多的一天來了三份，這個是非常頻繁的。

　　7月11日，三峽的入庫流量暴漲至55000立方米每秒。什么概念？相當(dāng)于40分鐘左右就會增加一個武漢東湖的水量。

　　在調(diào)度中心，屏幕上亮起了多項(xiàng)預(yù)警信息，提示著長江中下游有大到暴雨，金沙江流域有局部中雨，各支流相繼出現(xiàn)洪峰或明顯漲水，中下游仍有46站超過警戒水位，涉及河流27條。預(yù)計(jì)未來十天內(nèi)，長江流域仍然面臨著連續(xù)性的降雨。

　　三峽水庫：庫容能裝下2700多個西湖

　　這樣嚴(yán)峻的考驗(yàn)，對于長江來說，再尋常不過。而每一次的化險為夷，都得益于鎮(zhèn)守在河道上的50多座大型水庫，其中就包括庫容能裝下2700多個西湖的三峽水庫。

　　總臺央視記者 王世玉：我們將眼前的險情，在AI數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行比對，系統(tǒng)匹配出了幾個時間，2012年7月24日、2020年8月20日，這兩次洪峰都超過了1998年的最大峰值。而當(dāng)我們將檢索時間無限拉長，在三峽建成之前，這里發(fā)生過有記載的水災(zāi)和旱災(zāi)多達(dá)2000多次。

　　三峽集團(tuán)長江電力三峽梯調(diào)副總工程師 李鵬：這一片區(qū)域，江漢平原、洞庭湖區(qū)和鄱陽湖區(qū)是洪澇災(zāi)害高發(fā)區(qū)。地勢低洼，暴雨集中、河道曲折，每到汛期上游傳來的洪水、本地降下的暴雨、下游頂托的水流，三者合力迅速推高干流與支流的水位。

　　要是能有一個巨大的水庫，把洪水都存蓄起來就好了，三峽水庫由此而來。這座中國最大的水庫，庫容393億立方米，足以裝得下2700多個西湖。

　　不過這仍然不夠。當(dāng)我們放眼整個長江，還會在干流上游看到向家壩、溪洛渡、白鶴灘、烏東德組成的四大梯級水庫，以及亭子口、構(gòu)皮灘、二灘、錦屏等各大支流水庫，這些鎮(zhèn)守在河道上的50多座大型水庫，總共能攔截的水量相當(dāng)于建起了三座三峽。

　　每年汛期來臨之前，三峽水庫都會提前騰出一部分庫容嚴(yán)陣以待，再計(jì)算出合適的時間和流量大小，將這些被攔截的洪水分批次泄到下游，從而達(dá)到削峰錯峰的目的，保證下游河道的安全。

　　水庫面臨的“泳池注水難題”該怎么解？

　　在河道及堤防的基礎(chǔ)上，建起水庫，成了我們抵御洪水的一道“王牌”。 但是問題也出現(xiàn)了，水庫的容量是有限的，填滿了就需要放水。所以每年，三峽水庫都會面臨一道熟悉的數(shù)學(xué)題：一個泳池一邊注水、一邊放水，什么時候裝滿？這道數(shù)學(xué)題，聽起來簡單，但事實(shí)卻遠(yuǎn)非如此。未來上游的降水多少？匯集的水量是多少？全流域各站點(diǎn)水位如何變化？每一個決策都會出現(xiàn)連鎖反應(yīng)。

　　求解數(shù)學(xué)題的第一步，是要知道到底有多少洪水會來。

　　記者來到長江邊的水情遙測站點(diǎn)，這里其實(shí)是防洪決策的第一線，被工程師親切地稱為觀測水雨情的“千里眼”。

　　三峽集團(tuán)長江電力三峽梯調(diào)副總工程師 李鵬：這個屏幕上顯示的是水位數(shù)據(jù)和雨量數(shù)據(jù)，5分鐘一采集，通過北斗和4G傳送到我們梯調(diào)的數(shù)據(jù)中心。

　　而在整個長江流域，有數(shù)以萬計(jì)的水雨情監(jiān)測站點(diǎn)，無數(shù)傳感器在江河之下默默工作，它們時刻感知著江水的細(xì)微變化，水位的高低、水流的速度以及泥沙含量，都被實(shí)時傳送到水庫的調(diào)度中心，加上氣象衛(wèi)星等等，共同來為調(diào)度人員提供準(zhǔn)確的降雨和洪水?dāng)?shù)據(jù)。

　　三峽集團(tuán)長江電力三峽梯調(diào)副總工程師 李鵬：我們目前基本上可以做到提前10天看洪水的趨勢變化，提前5天把握洪水的量級，提前2天能對洪水的過程曲線把握住，作為會商決策的參考。

　　而這一整套龐大的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，也僅僅是解出了這道數(shù)學(xué)題的第一個關(guān)鍵：“注水量”是多少。

　　接下來的重點(diǎn)就是，這些水究竟要怎么放、何時放？而面對如今越來越復(fù)雜的水情、越來越龐大的計(jì)算量，僅靠人力已經(jīng)無法滿足準(zhǔn)確計(jì)算。一條帶著大模型計(jì)算能力的數(shù)字版長江勢在必行。

　　總臺央視記者 王世玉：在這個數(shù)據(jù)庫里，儲存了過去歷史上發(fā)生過的所有洪水信息，并且通過大模型不斷學(xué)習(xí)其中的演變規(guī)律。當(dāng)我們將整個長江現(xiàn)在的實(shí)時數(shù)據(jù)輸入大模型中，系統(tǒng)開始自動推演洪水接下來的過程。

　　水利部長江水利委員會副總工程師 陳桂亞：數(shù)字孿生的推演指導(dǎo)我們推演出來有個邊界條件，行洪的速度，淹沒的水深、范圍，長江干堤會不會出風(fēng)險，還有很多洲灘民垸在長江河道當(dāng)中，會不會有風(fēng)險，通過這樣數(shù)字孿生的推演就更準(zhǔn)確了。

　　在數(shù)字孿生系統(tǒng)上，還可以看到不同時間泄洪放水的不同結(jié)果。

　　如果7月10日14時，三峽水庫開啟一個泄洪孔，維持每秒27000立方米的出庫流量，上游重慶水位將超過警戒水位；如果將出庫流量增加到每秒31000立方米，下游又將有多個站點(diǎn)重新超過警戒水位。通過幾千種推演后，終于計(jì)算出了開閘泄洪的最優(yōu)解。

　　最終，7月10日下午兩點(diǎn)、下午六點(diǎn)，三峽水庫各開啟了1個泄洪孔，出庫流量由27000立方米每秒逐步增加至31000立方米每秒，成功在保證上游不受影響的情況下，安全攔截了洪峰。這也是三峽水庫今年首次開閘泄洪。

　　數(shù)據(jù)顯示，三峽水庫在應(yīng)對今年長江1號、2號洪水時，攔洪126.8億立方米，分別有效降低中下游干流水位0.4—1.7米、0.7—3.1米，減少災(zāi)害損失643億元，減淹耕地314萬畝。

　　多系統(tǒng)配合 筑起江河安瀾的“銅墻鐵壁”

　　通過我們的還原，可以看到在這短短的五天里，為了應(yīng)對長江2號洪水，長江沿線的各個系統(tǒng)，包括看得見的堤防、水庫，和看不見的數(shù)字技術(shù)，共同配合，進(jìn)行了無數(shù)次的推演和縝密計(jì)算，才最大程度地減少了災(zāi)害損失。這正是守護(hù)大江安瀾背后的一道道“銅墻鐵壁”。

　　筑起堤防，是攔截洪水的第一道防線。目前，我國5級以上江河堤防已達(dá)32.5萬公里；

　　建設(shè)水庫，是堤防后的第二道防線。截至2023年底，全國各類水庫從新中國成立之初的1200多座增至9.5萬座，總庫容從200多億立方米增至近1萬億立方米；

　　而最后一道防線，是蓄滯洪區(qū)。一旦發(fā)生了超過水庫群能力的超量洪水，這里的人們就會提前撤離，讓這片土地作為臨時水庫，暫時存蓄洪水。在長江沿線，就有46處國家蓄滯洪區(qū)，存續(xù)洪水的能力相當(dāng)于2.6個三峽。

　　與此同時，人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)大量用于水利工程建設(shè)。在全國七大流域，以及南水北調(diào)東線和中線的重點(diǎn)工程，都已開展起數(shù)字孿生水網(wǎng)的先行先試建設(shè)，讓更多的守護(hù)出現(xiàn)在災(zāi)害發(fā)生之前，提高預(yù)警和防治能力。

　　初步統(tǒng)計(jì)，截至9月20日，今年各地防汛期間已累計(jì)減淹城鎮(zhèn)2178個(次)、減淹耕地面積1629.33萬畝、避免人員轉(zhuǎn)移1077.42萬人(次)。最大程度地減少了災(zāi)害損失。

　　如今，不斷完善升級的水利基礎(chǔ)設(shè)施，在數(shù)字技術(shù)和科技賦能的助力下，感知風(fēng)險、興利避害，守護(hù)起大江安瀾，造福億萬百姓。

　　(總臺央視記者 王琰 朱江 王世玉 盧忠燦 湖北臺)