大河滔滔丨数字孪生流域要把塔河“装进”电脑

2022年08月22日 10:08:59    来源: 天山网-新疆日报原创

塔里木河流域示意图

  天山网-新疆日报讯 (记者加孜拉·泥斯拜克报道)“塔里木河流域巴音郭楞管理局数字孪生塔河(试点)建设项目即将实施。”8月14日,塔里木河流域管理局信息中心负责人程勇说,数字孪生流域是智慧水利建设的核心和关键,将奔腾的塔河水“装进”电脑里,实现管理数字化、网络化、智能化。

  据了解,数字孪生流域是运用各种算法,对各类传感设备获取的信息进行模拟仿真,形成一个与真实世界1∶1对应的虚拟实体,让监测水情、防汛预警、优化水资源调度和配置等工作更高效。

  长2486公里的塔里木河,流域面积102万平方公里,影响着南疆超过1200万以上的人口。加快塔里木河流域信息化建设,能为科学高效节水蓄水调水提供技术支撑。

  管辖着开都河—博斯腾湖—孔雀河流域的塔里木河流域巴音郭楞管理局,在流域信息化建设上走在全疆前列。

  近5年来,该局投入4600余万元,在关键流域实现了水量调度一体化、水情采集自动化、数据传输实时化、闸门启闭远程化、运行工况视频化、安全生产可靠化的目标。

  在2021年底投入使用的巴音郭楞管理局水调中心内,实时呈现着开都河、博斯腾湖、孔雀河、黄水沟等水域重要水利工程的运行数据。

  “这是我们的示范渠,整条干渠52公里范围已经实现全天候、无死角、无缝隙、智能化视频巡渠。”巴音郭楞管理局水调中心工作人员尚喻指着孔雀河第一级分水枢纽的引水干渠——库塔干渠说。

  尚喻曾在基层水利枢纽工作13年,“过去我们想掌握重要节点的水情,需要工作人员现场测量。信息滞后不说,还有不少误差。”

  但现在,这些水利枢纽只需留一两个人处理突发情况,实现了减员增效的目的。更关键的是,因为水量调度系统实现智能化,管水也变得更科学、精准、规范、透明。

  此次数字孪生塔河(试点)建设项目的落地,让巴音郭楞管理局信息化建设迈上新台阶。

  “这几日,塔里木河干流一些断面出现超警戒流量洪水。我们也在实时掌握山区水库的来水和下泄流量,做好防洪预警。”该管理局党委委员、水量调度信息科科长贺金良说,建好数字孪生流域项目,能为统一规划、治理、调度、管理流域内的水提供良好平台。

孔雀河“零公里”的治水智慧

俯瞰博斯腾湖东、西泵站,左前侧是泵站抬升水面形成的两条干渠,它们汇成了孔雀河(8月7日无人机拍摄)。 天山网-新疆日报记者邹懿摄

博斯腾湖西泵站内景(8月7日摄)。 天山网-新疆日报记者邹懿摄

  天山网-新疆日报记者 郑卓

  有多少人知道,被誉为“水上玉带”的孔雀河,起始点是两座泵站。

  开都河蜿蜒行至博湖县境内,汇集成中国最大内陆淡水湖——博斯腾湖,湖水从其西南角溢出,形成孔雀河,最终注入塔里木河。

  然而博斯腾湖湖面的季节性升降让自然溢出的孔雀河河水时丰时枯,无法为流域稳定供水。1983年,博斯腾湖西泵站建成运行;2008年,东泵站投入使用。两处泵站让博斯腾湖水抬升后进入两条干渠,流入孔雀河河道。从此,孔雀河不再“阴晴不定”,稳定地向下游奔流而去。

  因持续有效改善博斯腾湖和孔雀河的生态环境,东、西泵站成为当地的“命脉工程”。

  把博湖水循环了5次

  沿着库尔勒市内的孔雀河一路向东65公里,便来到了河流的“零公里”处——博斯腾湖东、西泵站。

  相隔600米的两座泵站,承担着孔雀河流域库尔勒市、尉犁县、兵团团场、塔里木垦区的农业、工业和城市供水,以及向孔雀河中下游、塔里木河中下游生态补水任务。

  8月7日,西泵站的集控室里,工作人员盯着屏幕上不停变化的数字做着记录。在他们脚下,立式轴流泵把博斯腾湖水抬高3米后送入输水干渠,水流由此进入孔雀河河道。这样的机组,东、西泵站共有11台,每秒可以向孔雀河流域输水90立方米。

  泵站面积并不大,看上去甚至不如一些普通厂房。小小的身躯,却释放着巨大的能量。自1983年以来,这里已累计扬水366.6亿立方米。

  塔里木河流域巴音郭楞管理局博斯腾湖管理处负责人程勇解释说,在当前水位下,博斯腾湖库容量大约是74亿立方米,这就相当于把博湖水循环了5次,约等于每8年循环一次,不但有助于博湖的“新陈代谢”,也为孔雀河提供了稳定水源。

  2009年,西泵站进行更新改造;2018年,东、西泵站控制系统进行集中控制,所有设备建立电子二维码档案,设备检修记录一目了然,机组运行参数和运行状态全部可以监控。

  每年“排盐”百万吨

  实际上,泵站的作用远不止“输水”这么简单,它们还承担着改善博斯腾湖生态环境的重任。

  随着环博斯腾湖周边县市、团场人口和各类工业企业的增加,越来越多的工业废水、生活污水和农田排水等排入湖中,博斯腾湖渐渐从淡水湖变成了“微咸水湖”。

  照此下去,博斯腾湖周边土壤次生盐碱化程度将不断加深,严重影响孔雀河、塔里木河流域的生态平衡,以及各族群众生产生活。

  此时,泵站的生态辅助作用显现了。博斯腾湖管理处办公室主任姜立新说,泵站自投入运行以来,每年要从博斯腾湖抽咸补淡,完成100万吨的盐排放,实现了湖水淡化,有效发挥了降低博斯腾湖矿化度、维系湖水水质良性循环的作用,成为周边生态治理中重要一环。

  关于环境保护,泵站的“小心思”还有很多。

  众所周知,博斯腾湖盛产各种淡水鱼,当湖水经过泵站流向孔雀河时,经常有鱼儿误打误撞被吸入,叶轮旋转导致鱼类死亡,造成水体污染。

  为了解决此类问题,泵站在入水口设置拦网,将鱼挡在泵站之外,既护生灵,又顾生态。

  科学调水滋润绿色长廊

  东、西泵站一边改善博斯腾湖生态环境,一边保障孔雀河水绵绵不绝。

  博斯腾湖管理处退休职工杨金国,从西泵站建设时就在此工作,见证了博斯腾湖和孔雀河的变化。

  最初,博斯腾湖经过一片芦苇荡自然流向孔雀河,茂盛的芦苇并不利于水流动,枯水期时,孔雀河断流是家常便饭。

  “博斯腾湖水位低时,孔雀河流域的农田灌溉用水都无法保障。”杨金国说,每到春天,有农民会到博斯腾湖看水位来决定种多少亩地,“现在这种情况再也不会有了。”

  两处泵站全部投入运行后,每年都要向孔雀河扬水数亿立方米,对整个孔雀河流域的农业丰收,以及孔雀河和塔里木河的生态保护作出了巨大贡献。

  在确保博斯腾湖生态需水量和流域国民经济用水的前提下,塔里木河流域巴音郭楞管理局连续6年通过博斯腾湖泵站,向孔雀河中下游胡杨林区生态输水共计20.92亿立方米。

  通过生态输水和综合治理,孔雀河中下游两岸1公里范围内,地下水位已回升到胡杨林生长所需要的10米以内。生物多样性得到极大改善。成片的湿地,引来各种鸟类和其他野生动物栖息,孔雀河沿岸焕发出勃勃生机。

  生态环境治理的红利被不断释放,孔雀河沿途开农家乐、渔家乐的多了,到博湖县和团场旅游的人多了,周边群众吃上了旅游饭,真切感受到“绿水青山”就是“金山银山”。

  站在西泵站向远处眺望,水天一色、碧波荡漾,白鹭翱翔、鱼翔浅底。

  这番景象,纵使再看30年,程勇也不会厌倦,“我们一定让每一滴水发挥出真正的价值,也要为后代留下来点东西。”

  【塔河人家】

博斯腾湖的“老朋友”程勇□李桢楠绘

让每一方水都物尽其用

  天山网-新疆日报记者 加孜拉·泥斯拜克

  “这片湖叫向阳湖。你看自由自在的水鸟、碧波荡漾的湖水,多么生机盎然。这里还是博斯腾湖鱼类繁衍的地方。”8月12日,塔里木河流域巴音郭楞管理局博斯腾湖管理处负责人程勇站在博湖县黄水沟南大桥上,指着不远处的水面对记者说。

  从1991年到塔里木河流域巴音郭楞管理局博斯腾湖管理处实习,到今年4月调入塔里木河流域管理局工作,程勇与博斯腾湖相伴三十载,不仅经历了博斯腾湖“功勋”泵站的变化,也见证了博斯腾湖及其周边生态环境的改善。

  巴音郭楞管理局管辖的开都河—博斯腾湖—孔雀河流域,是塔里木河重要的源流区域之一。博斯腾湖西泵站自1983年投入运行以来,每年向孔雀河扬水数亿立方米,对保障孔雀河流域灌溉、维系博斯腾湖水质、改善水域及周边生态环境起着决定性作用。

  1993年,程勇升任博斯腾湖管理处运行值班长。从这一年起,保障泵站的安全运行与程勇的关系变得越来越紧密。

  “过去,泵站老化的设备能够安全运行,全靠人工24小时不间断巡检和维护。”程勇说。

  博斯腾湖管理处距离库尔勒市并不算远。那些年里,程勇为了带头做好巡检和维护工作,几乎都住在管理站。“那时候只有这一个泵站。稍有差池,孔雀河就会断供,所以必须死死盯紧每一台设备。”

  那会儿泵站的防洪设施也没有现在好。程勇依然清晰记得,2002年8月,西泵站经历的那次严峻考验。

  “当时,博斯腾湖水位达到有记录以来的最高水位。泵站外围的临时围堰被冲开,水已经齐腰高,大家都跳进水里用沙袋垒坝。”程勇说,因为身后就是西泵站,决不能让水流进去,导致孔雀河流域的供水中断。

  最后,垒起来的坝还是溃了,员工的生活区全部被淹,但厂房却守住了。

  2008年,随着塔里木河综合治理项目东泵站投入使用,25年“独当一面”的西泵站终于有机会停下来更新改造,并于2011年重新投入使用。

  这一年,程勇成为西泵站车间主任,工作朝着信息化的方向迈进。

  “你看现在,机组运行状态实时呈现在大屏上。扫一扫各个设备的电子二维码档案,检修记录一目了然。”坐在博斯腾湖管理处集中控制室,程勇自豪地说。

  这些年,程勇参与着巴音郭楞管理局对流域信息化建设的工作,这让他心中“让每一方水都物尽其用”的梦想逐渐成为现实。

  “其中水量调度一体化系统是最关键的。”程勇说,为了杜绝管水的糊涂账,局里召集调水各个环节的业务骨干,召开了几十次会议,将大家积累的好经验形成方案,融进系统开发中,让管水变得更加科学、精准、规范、透明。

  黄水沟是流入博斯腾湖的重要源流,但曾经却经历断流和污染。

  2018年以来,程勇亲历了以治理黄水沟为重点,改善博斯腾湖水质及其周边生态环境的“引开济黄”工程。

  “拆除黄水沟上违建的拦河坝时,我们也遭遇了许多困难。但我们目标很明确,那就是不能再让黄水沟成为博斯腾湖的污染源。”程勇说。

  当黄水沟的水冲过南大桥奔向博斯腾湖时,程勇坐着小船划到了黄水沟上游,“那天激动的心情啊,我至今都记得,那滋润河道的水也滋润了我的心田。”

  【记者手记】

用现代科技做好“水文章”

  郑卓

  博斯腾湖,是“大河滔滔”行进式报道中重要一站。进入博湖县,沿路而行,不经意间,一片汪洋逐渐显出轮廓。我们来到了博斯腾湖西北角。

  湛蓝的湖水烟波浩渺,层层微波起于水天相连处。白鹭在湖边湿地,悠闲踱步。此刻,鱼游兽走,鸟语欢歌,如诗画般在眼前缓慢涌动……

  在走访塔里木河流域巴音郭楞管理局工作人员后,我们才知道,这片碧波,来之不易。

  过去几十年间,博斯腾湖治理一直是个难题。当地政府、兵团、塔管局同防同治,实施一系列工程,挽回万顷碧波。

  河河相连,河湖相系。孔雀河由博斯腾湖而出,成于斯,也难于斯。湖水的阴晴不定影响着孔雀河,孔雀河的散漫不羁,影响着流域生态。

  于是,博斯腾湖东、西两座泵站出现了,人们把博斯腾湖入河口的水抬高,让湖水安稳流进孔雀河,河水绕进市区、涌入电站、灌至农田、淌到林地、奔向尾闾……

  在博斯腾湖管理处,我们看到标注着密密麻麻水利枢纽、闸口、干渠的工程分布图,脑海中浮现出祖辈治水的场景。

  如果说大禹治水体现的是先民与苦难搏斗的精神,那么如今水利工作兼顾的是民生与生态,是现代科技与智慧的结晶。

  数十年来,这片土地上的一座座水利工程,讲述着当地的治水之路;信息化、数字化的水利设备,实践着治水之策。

  我们走过、看过众多水利工程,对“水是生命之源、生产之要、生态之基”这句话有着深刻感受。水资源就这么多,搞生态建设要用水,发展经济、吃饭过日子也离不开水,然而,水并非无限供给的资源。

  于是,在人与水之间,水利人千方百计寻找平衡点,做好“水文章”,答好“生态卷”,最大限度提高用水效率,以水资源最大刚性约束推进水资源节约集约利用。

  千番思虑,万般举措,只有一个目的:让大河之水不再枯竭,大湖之水不再暗淡,流域水草丰茂、鸟兽飞奔,让子孙后代能看到绿水青山。

  作为这一切的见证者,报道小分队将继续沿河而下,看滔滔大河如何在人的智慧与呵护下,欢腾如歌。

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[责任编辑: 宁艳丽 ]
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