本站訊?“強(qiáng)化關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，推動(dòng)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合。”近年來(lái)，中國(guó)南水北調(diào)集團(tuán)東線有限公司（以下簡(jiǎn)稱“東線公司”）深入學(xué)習(xí)貫徹習(xí)近平總書記關(guān)于科技創(chuàng)新的重要講話和重要指示批示精神，嚴(yán)格落實(shí)集團(tuán)公司科技會(huì)議決策部署，以“規(guī)劃引領(lǐng)、分類推進(jìn)、分步實(shí)施”為路徑，將科技創(chuàng)新擺在發(fā)展全局的核心位置。
“十四五”期間，東線公司圍繞東線工程運(yùn)行管理技術(shù)問(wèn)題開(kāi)展重點(diǎn)科技攻關(guān)，聚焦工程安全、多水源調(diào)度、智慧泵站、水質(zhì)保護(hù)等核心技術(shù)領(lǐng)域，承擔(dān)參與國(guó)家級(jí)、省部級(jí)等各類科技項(xiàng)目共14項(xiàng)，項(xiàng)目推進(jìn)整體有序、成效顯著。
利用北延工程探索智慧調(diào)水路徑
數(shù)字孿生是調(diào)水工程實(shí)現(xiàn) “預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案”功能的關(guān)鍵途徑。
東線公司堅(jiān)持“一盤棋”謀劃數(shù)字孿生，組織編制《數(shù)字孿生南水北調(diào)東線一期工程總體建設(shè)規(guī)劃》，確保全線數(shù)字孿生工作“統(tǒng)一數(shù)據(jù)、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一接口”。
2022年，東線公司啟動(dòng)北延應(yīng)急供水工程數(shù)字孿生先行先試建設(shè)，積極探索智慧調(diào)水路徑，建設(shè)覆蓋基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)等的數(shù)據(jù)底板，實(shí)現(xiàn)北延工程水利全要素的數(shù)字化映射，數(shù)字孿生工程與實(shí)體工程實(shí)時(shí)同步仿真運(yùn)行。
落地應(yīng)用“四預(yù)”系統(tǒng)，在三維全要素可視化場(chǎng)景中，實(shí)現(xiàn)水量調(diào)度管理、工程安全運(yùn)行等業(yè)務(wù)的模擬預(yù)演，提高了精準(zhǔn)調(diào)水能力。通過(guò)部署態(tài)勢(shì)感知系統(tǒng)及專業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)全域的安全感知與監(jiān)督，切實(shí)提升網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)能力。
東線北延工程數(shù)字孿生項(xiàng)目于2023年10月基本完成建設(shè)，重點(diǎn)解決了跨流域調(diào)水系統(tǒng)多水源連通、互補(bǔ)關(guān)系復(fù)雜等難點(diǎn)問(wèn)題，探索出東線工程多水源統(tǒng)一優(yōu)化調(diào)配的智能化運(yùn)行模式，為構(gòu)建國(guó)家水網(wǎng)智慧調(diào)度貢獻(xiàn)了“東線方案”。
2025年，東線公司選取駱馬湖至南四湖段（含中運(yùn)河、韓莊運(yùn)河、不牢河和南四湖）作為數(shù)字孿生水網(wǎng)先行先試示范區(qū)。截至2025年底，完成示范區(qū)200平方公里數(shù)字高程和正射影像、100公里水下地形數(shù)據(jù)采集，25平方公里傾斜攝影建模及8座重要建筑物BIM建模，構(gòu)建覆蓋 L1—L3三級(jí)數(shù)據(jù)底板體系。完成河道水量損失動(dòng)態(tài)計(jì)算、湖—泵—渠聯(lián)合調(diào)度、河渠一維水動(dòng)力機(jī)理等六大專業(yè)模型開(kāi)發(fā)以及信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。
創(chuàng)新構(gòu)建了示范區(qū)“精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)—智能診斷—優(yōu)化調(diào)控—效果評(píng)估”的水量損失全過(guò)程閉環(huán)管控機(jī)制。低流速流量監(jiān)測(cè)方案解決了長(zhǎng)期困擾水利行業(yè)的測(cè)量難題，本地化部署人工智能大模型實(shí)現(xiàn)了大模型技術(shù)與專業(yè)知識(shí)庫(kù)的深入融合應(yīng)用，“調(diào)度助手”智能體為水利行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型提供了成功范例。
用科技破解跨流域調(diào)水難題
東線工程跨越長(zhǎng)江、淮河、黃河、海河四大流域，以多湖庫(kù)、多梯級(jí)、多線路、多水源、多目標(biāo)、多功能為顯著特征，時(shí)空跨度大、水量交換關(guān)系復(fù)雜，長(zhǎng)期面臨三大調(diào)度困境：來(lái)水預(yù)報(bào)精準(zhǔn)度不足，需調(diào)水量難以精準(zhǔn)確定，水源與受水區(qū)需求匹配性不足。
2022年11月，東線公司啟動(dòng)多水源統(tǒng)一調(diào)度模型研究項(xiàng)目，研發(fā)“水源分析—方案制定—工程實(shí)時(shí)” 三大模型，構(gòu)建全鏈條調(diào)度管理體系，統(tǒng)一調(diào)度從“概化粗放”逐步走向“精準(zhǔn)量化”。
摸清資源底數(shù)，破解“水從哪來(lái)、是多少”難題。基于近40年水文資料和受水區(qū)取用水?dāng)?shù)據(jù)，建立水源分析調(diào)度模型，系統(tǒng)分析洪澤湖、駱馬湖、南四湖、東平湖等湖泊徑流特征，厘清受水區(qū)供需關(guān)系，實(shí)現(xiàn)水源構(gòu)成定量分析。
優(yōu)化調(diào)度策略，研判“水從哪調(diào)、怎么調(diào)”問(wèn)題。構(gòu)建方案制定調(diào)度模型，采用多尺度集合預(yù)報(bào)方法，替代單一預(yù)測(cè)結(jié)果，結(jié)合“年度—月度—旬度”嵌套控制與滾動(dòng)反饋機(jī)制，根據(jù)實(shí)時(shí)水雨情動(dòng)態(tài)修正調(diào)度計(jì)劃，確保計(jì)劃剛性與靈活性平衡。
提升運(yùn)行效能，探索“如何經(jīng)濟(jì)高效調(diào)水”難題。建立工程實(shí)時(shí)調(diào)度模型，劃分泵站群組，結(jié)合數(shù)字孿生實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，運(yùn)用智能算法優(yōu)化泵站機(jī)組組合與河道水位控制，在滿足供水需求前提下最小化運(yùn)行成本。
多水源統(tǒng)一調(diào)度模型平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了水源分析精準(zhǔn)量化、調(diào)度方案優(yōu)化迭代、運(yùn)行成本可視可控、決策平臺(tái)智能協(xié)同，為流域機(jī)構(gòu)、地方主管部門、運(yùn)管單位提供全流程決策支持，促進(jìn)水源區(qū)與受水區(qū)利益協(xié)調(diào)。
通過(guò)多水源統(tǒng)一調(diào)度模型實(shí)踐應(yīng)用，東線公司多次提出臺(tái)兒莊、二級(jí)壩泵站運(yùn)行具體安排，并落地執(zhí)行，進(jìn)一步鞏固了東線公司在全線水量統(tǒng)籌調(diào)度中的主責(zé)職能。
以問(wèn)題為導(dǎo)向 體現(xiàn)科技創(chuàng)新實(shí)效
科技創(chuàng)新不僅體現(xiàn)在宏大系統(tǒng)上，也體現(xiàn)在工程運(yùn)維的“細(xì)枝末節(jié)”中。
以往施工中，結(jié)構(gòu)縫一般常用聚乙烯閉孔泡沫板，邊緣處理不當(dāng)易破損、長(zhǎng)雜草；切割分縫多采用注膠（聚硫密封膠），存在施工難度大等問(wèn)題，且成本較高。
東線公司科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，經(jīng)多種材料對(duì)比試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，三元乙丙橡膠（EPDM）密封條效果最佳，并據(jù)此研發(fā)出一種新型的河道混凝土襯砌伸縮縫填充方法，并成功獲得發(fā)明專利授權(quán)。
該專利技術(shù)創(chuàng)新采用頂面為弧面、側(cè)部設(shè)多片倒刺狀翼板的中空橡膠密封條作為填充材料，密封性更優(yōu)，施工簡(jiǎn)便，且經(jīng)濟(jì)環(huán)保，成本僅為注膠方式的一半以下。此項(xiàng)技術(shù)在北延應(yīng)急供水工程渠道中完成超8公里應(yīng)用，效果良好，實(shí)現(xiàn)了“小創(chuàng)新”撬動(dòng)“大效益”。
類似的小創(chuàng)新、小發(fā)明、小創(chuàng)造成果，東線公司共有10多項(xiàng)，如低溫環(huán)境自適應(yīng)融冰擾冰智能機(jī)器人、輸水渠道自適應(yīng)智能破冰作業(yè)平臺(tái)、閘門自動(dòng)鎖定裝置、透氣防滲新材料等，已經(jīng)成功運(yùn)用到南水北調(diào)工程現(xiàn)場(chǎng)。
從東線北延先行先試到示范區(qū)段深化拓展，從多水源統(tǒng)一調(diào)度模型落地到自主創(chuàng)新技術(shù)推廣，東線公司正一步一個(gè)腳印，將數(shù)字孿生從“藍(lán)圖”變?yōu)椤皩?shí)景”，將智慧調(diào)水從“愿景”化為“日常”。