从“凭经验”到“靠数据”,惠州探索老水库转型
白盆珠水库装上“智慧大脑”
白盆珠水库建于上世纪八十年代,是东江流域重要的控制性工程。 受访者供图
白盆珠水库智慧指挥中心大屏上,数字孪生系统实时显示水位、雨量、入库流量等数据,并可模拟暴雨洪水演进,为精准调度提供支撑。受访者供图
在惠州东部,东江支流西枝江上游,白盆珠水库如明珠镶嵌在群山之间。这座始建于上世纪八十年代的大型水库,以防洪、供水、灌溉为主,是东江流域重要的控制性工程。
如今,这里正在经历一场“智慧”蝶变。日前,记者走进白盆珠水库工程管理局,现场观摩了本地部署的“智慧水库大脑”系统。这个以大数据、人工智能、数字孪生为底座的现代化管理平台,让水库运管从“靠经验”转向“靠数据”,从“人工巡查”迈向“天、空、地、水、工”一体化感知。
●南方日报记者 乌天宇
从人防到智防
做到秒级响应全域感知
在白盆珠水库的智慧指挥中心,大屏幕上实时跳动着水位、雨量、入库流量等关键数据。
这块屏幕的真正特别之处,远不止几组数字——映入眼帘的,是一个由真实航拍构建的“数字孪生”白盆珠水库:坝体、库区、上游河道、下游村庄,一草一木皆清晰可辨,如同上帝视角下的实景直播。
工作人员轻点鼠标,调出一个模拟场景:假设未来三天库区遭遇450毫米特大暴雨。瞬间,屏幕中的孪生水库风云突变——暴雨倾盆,库区水位线缓慢抬升,上游河道水面逼近两岸。
仅仅几秒钟,系统得出结论:洪峰流量3300立方米每秒,最高水位76.5米,系统不仅计算出洪峰到来时间、最高水位、下泄流量,还生成多个调度方案供决策者选择。不仅如此,系统还自动显示出受影响村庄的位置、人口、安置点信息,并生成多个调度方案供决策者选择。
“以前主要依赖技术人员扛仪器徒步观测、人工抄录渗压数据,效率低、反应慢且误差难控。”白盆珠水库工程管理局副局长杨彪介绍,如今遍布坝体的监测系统如同神经末梢,将海量信息同步回传,系统结合气象、水文、地理信息和历史汛情等多源数据,利用预设的模型,实现自主演算、秒级响应。
为了让这个“智慧大脑”有血有肉、高效实用,2016年起,白盆珠水库工程管理局开始逐步谋划和分期建设,先后在主坝、副坝等重点工程区域安装了232套位移、温度、渗流、渗压、裂缝等自动化感应装置,通过精细化实测和建模全面完成库区数字孪生建设并构建了3D专业模型,同时整合人工巡查、无人机、视频监控、卫星遥感等手段,构建起“天—空—地—水—工”五位一体立体管理体系。
在算力支撑方面,这套系统配备了国产化最新GPU服务器,支持大模型与可视化场景并行运算,系统底层基于人工智能(DeepSeek)、水利专业模型、三维仿真建模等进行本地化部署,工作人员可通过语音、文字输入或点击查询等多种方式随时了解和掌握水库防汛要素、工程运行情况、水质现状、发电情况、临时淹没情况等信息,实现能像资料管家一样快速精准查找信息、像水利专家一样深入分析解决问题、像参谋一样辅助决策的高效人机交互功能。
更关键的是,系统具备了“预报、预警、预演、预案”四预能力。过去,水库调度主要依赖规程和经验判断;如今,系统可基于实时数据和历史洪水样本,自动推演不同调度策略下的淹没范围、下游水位、闸门开度等,为科学决策提供量化支撑。
“最终的决策权仍在人手中,但系统给出的建议方案已经非常贴近实际。”杨彪介绍,这套体系可实现每5分钟精准预报,洪峰流量误差控制在10%以内,洪量误差不超过8%,极大提升了研判效率和精度。
破解数据孤岛
打造洪水防控“联合大脑”
今年7月26日凌晨,第12号台风“红霞”以强台风级在惠东县平海镇沿海登陆,中心附近最大风力14级。白盆珠水库库区累计降雨量近500毫米,最大入库洪峰流量达3278立方米每秒,接近20年一遇。
依托新建成的“智慧水库大脑”,水库提前腾空约1.97亿立方米库容,根据实时雨情水情滚动推演、精准核定拦蓄标准,三天共拦蓄洪量2.09亿立方米,最大削峰率97.6%,将入库洪峰从3278立方米每秒削减至80立方米每秒出库,有效保障了上下游防洪安全。
这样的精准防洪、精准调度成效,是白盆珠水库智慧化改造交出的实战答卷。
2022年以来,水利部先后出台数字孪生建设系列技术导则,明确加快构建具有“四预”功能的智慧水利体系;2023年,水利部印发《关于加快构建现代化水库运行管理矩阵的指导意见》,正式启动先行先试。
白盆珠水库工程管理局副局长单波介绍,这套体系最早应用于广西大藤峡水利枢纽——那是水利部矩阵建设的先行先试重点工程。
与大藤峡水库不同,始建于上世纪八十年代的白盆珠水库,属于典型的“老水库”智慧化改造。“这种老水库只能通过‘外挂’方式,打洞、布传感器,一点点改造。”
事实上,白盆珠水库的“智慧大脑”建设面临的最大难点,并不是物理技术层面,而是数据。
“在AI时代,数据是水利行业的基本生产要素。”在单波看来,白盆珠项目之所以走在前列,关键在于数据的厚度与精度。
从1985年蓄水以来,白盆珠的水雨情和安全监测数据,一直保持记录,从未间断,且水库工程管理局坚持定期人工校准自动监测数据,确保数据准确性和延续性。
除了自身数据,外来数据的一致性同样重要。单波介绍,在惠州市委、市政府的大力协调下,水库工程管理局先后与气象、水文、政数、自然资源等多部门建立数据共享机制,统筹流域联合防洪与协同管理,构建立体安全运行管理矩阵。
在算力支撑方面,水库配备了GPU服务器,支持大模型与可视化场景并行运算;系统底层基于DeepSeek等大模型进行了本地化部署,工作人员可通过语音或文字查询汛限水位、调度规程等信息,实现人工智能交互。
“系统建成不是终点,培养一批人才才是。”单波指出,从建设之初,管理局就组建了一支以年轻人为主的团队,全程参与设计、开发、调试,并组织专业培训,确保系统“有人用、会用、用好”。
推动科技创新和产业创新深度融合,这是以高水平科技自立自强引领发展新质生产力的关键。白盆珠水库的智慧化改造,正是惠州以科技创新赋能水利现代化、加快发展新质生产力的生动实践。
如今,通过数据驱动、智能辅助、人才支撑,这座老水库正焕发出新的生命力,成为广东水利向智慧化迈进的一个生动缩影。