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本站訊 2月5日,南水北調東中線一期工程累計調水突破600億立方米(含東線一期北延應急供水工程)。按照黃河多年平均天然徑流量580億立方米計算,相當于為北方地區調來了超過黃河一年的水量。
東中線一期工程全面建成通水后,輸水量日益攀升,這不只是簡單的數字積累,而是詳細記錄一個重大民生工程給1.5億人帶來美好生活的過程,更是見證人間天河對“綠水青山就是金山銀山”理念的完美詮釋。工程的巨大成效為繪制國家水網“世紀畫卷”奠定了堅實基礎。
在這條不可或缺的供水生命線背后,是中國南水北調集團深入實施科技創新戰略的不懈努力,是加強重大核心關鍵技術攻關和成果轉化的成果體現。這些最新成果的應用,不僅確保了工程安全平穩運行、效益持續發揮,也為企業發展注入了新的發展動能。
工程安全:科技成果筑起輸水長城
大年初三一大早,43歲的中線穿黃管理處巡查員王素娟清點好裝備,開始一天的忙碌,“過去巡查全靠人工監管,如今,通過手機上的中線工程巡查維護實時監管APP系統,發現問題后拍照上傳,做到了巡檢有計劃、過程有監督、事后有分析、處理可追蹤,實現了管理的信息化?!?/p>
中線工程巡查維護實時監管系統具備多項管理功能,涵蓋了工程安全運行8大類30個專業,實現了“人員管理一個不少,問題管理一個不落,過程監理一個不缺,標準執行一個不漏”的精細化管理目標。
當萬家團圓的時刻,像王素娟一樣,中國南水北調集團2200多名干部職工默默堅守在一線崗位,日夜守護事關億萬群眾飲水安全的生命線。中國南水北調集團牢記習近平總書記囑托,把確保工程安全的重大責任,落實到輸水沿線每一個角落,積極應用科技成果,建立起完善的安全風險防控體系和應急管理體系,不斷加強工程設施的監測、檢查、巡查、維修、養護,筑起了一道堅固的輸水長城。
“安陽穿漳段渠道沿線約每1000米設一個安防攝像頭,共102個,這是我們的眼睛。”中線公司安陽(穿漳)管理處負責人說,“通過攝像頭實時監控工程運行,自動捕捉異常和報警,聯動語音進行警告,做到了問題早發現、隱患早解決?!比缃?,利用物聯網、數字視頻、通信和計算機技術構建起的中線安防系統無論在戰“疫”時期,還是重大節假日,都發揮了不可替代的作用。
中線公司建立起了規模龐大的安全監測系統,涵蓋位移、內部變形、滲壓、應力應變及溫度等監測項目,實現了對工程狀態的“望聞問切”。北斗自動化變形監測技術應用試點、渠道邊坡變形監測研究等一系列新技術探索,打造了一個中線干線工程“空天地”全方位的安全監測系統網絡。
2月5日,中線工程已實現2977天的不間斷供水。如何在保證工程平穩運行的前提下,實現對工程的不停水檢修一直是運行管理者思考的焦點?!澳纤闭{工程應急搶險和快速修復關鍵技術與裝備研究”項目被列入“十三五”重點研發計劃,中線公司先后開展了復雜條件下長距離地下有壓箱涵不斷水滲水修復技術研究、水下襯砌結構修復技術與設備研發。
預制混凝土襯砌板修復技術的應用,不僅實現了不停水修復的目標,更提高了施工效率。目前,中線工程形成了現澆不分散混凝土、預制混凝土襯砌板、鋼圍堰干地施工、箱涵滲水外部堵漏工法等一系列修復施工方法和施工工藝。2022年9月,大型輸水渠道輸水狀態下渠道襯砌水下修復與拼裝關鍵技術”在全國科普日水利主場活動現場展示。
隨著水下機器人在各行業的成功應用,中線公司組織了相關科研攻關,結合中線工程不同建筑物的特點和水流流態等情況的水下檢測需要,提出了關鍵技術指標。目前,靈活快速的1米每秒流速400米纜水下機器人、適用于穿黃隧洞長距離檢測的4.5公里纜水下機器人和適用于2米每秒流速1公里纜水下機器人先后研發成功,活躍于中線總干渠。
雨情冰情提前預報是工程平穩度過汛期和冰期的關鍵。2020年7月21日,中線工程方城段遭遇暴雨。中線渠首分公司從容應對,毫不慌亂。因為最新應用的“中線天氣”App系統未卜先知,為中線公司提前發布汛情預警通知提供了依據。登上新開發的“防汛管理”App,沿線物資儲備情況一目了然,所有風險項目的信息自動顯示,實時更新,確保了發生險情時快速處置。
近年來,中線工程調度人員總結經驗,依靠冰情預報預警系統,適時攔冰、融冰、擾冰、排冰?;跉鉁亍⑺疁?、冰情預測,研發應用了冰期監測和運行調度服務平臺,對未來15天內的冰情類型及相應的調度模式進行預測預報,動態調整運行調度模式,保障了工程及輸水安全,提高了冰期輸水效率。
在東線一期工程江蘇段,江蘇水源公司利用江蘇南水北調形成的世界最大泵站群、全類型“水泵博物館”平臺,開展科技創新攻關,引進轉化先進技術,形成多項國際一流科研成果,在實現機組效率國內領先的同時,推動了國內水泵和機電設備制造業提檔升級。
在東線一期工程山東段,山東干線公司通過大數據管理、實時動態顯示、故障及時預警,提升了智能管理水平。建成了覆蓋協同辦公、人力資源、工程管理、財務管控、資產合同等業務的16個核心系統,初步實現數據分析挖掘與智能化管理。
600億立方米甘甜南水中,既有中國南水北調集團干部職工應對強降雨的殫精竭慮,也有應對極寒天氣的如履薄冰,更有“時時放心不下”的責任感。借助科技成果的綜合應用,南水北調工程安全運行管理如虎添翼,源源不斷的南水為京津冀協同發展、雄安新區建設、黃河流域生態保護和高質量發展等國家重大戰略實施提供了有力的水資源支撐和保障,促進了產業結構優化升級和調整,實現了水資源集約節約高效利用。
供水安全:智慧調度實現人水和諧
歷史上邢臺有狗頭泉、黑龍潭等10多個泉群,泉眼成百上千,故稱“百泉”。過去三四十年,黑龍潭干涸的只剩下一個名字。這兩年,狗頭泉、黑龍潭等泉眼穩定復涌。邢臺“百泉”復涌,是地下水超采綜合治理的標志性成果,成為人與自然和諧共生的生動案例。截至目前,中線累計向北方50余條河流進行生態補水90多億立方米,滹沱河、瀑河、白洋淀等一大批河湖重現生機,華北地區淺層地下水水位止跌回升。
中國南水北調集團牢記習近平總書記的囑托,把供水安全的要求落到實處,以自動化調度系統建設為目標,實現了東中線一期工程通水后輸水量連年攀升。
如何保障規模宏大、輸水過程狀況復雜、控制節點多、技術要求高且渠道調蓄能力有限的總干渠運行安全是運行管理工作必須解答的課題之一。中國南水北調集團研究建立的供水計劃生成模型、冰期輸水調度模型、總干渠水力學模型已充分應用到工程調度運行中,為調度應急預案提供了技術支撐。開發應用的中線工程自動化調度系統包括自動化調度閘控系統、自動化調度視頻監控系統、安全監測自動化系統、水質監測系統、中線天氣App、中線水量調度系統等6個子系統,相互關聯、相互支撐,確保了中線總干渠的供水安全。
在做好年度正常供水工作的基礎上,中國南水北調集團與水源、沿線各省市密切協作,統籌正常供水和生態補水,兼顧輸水調度和防汛抗洪。在主汛期前,增大河流生態補水流量,助力修復華北地區河湖生態系統。進入主汛期后,實時優化調度,動態調整上下游之間補水流量,根據河流行洪情況錯峰調度,盡最大努力向北方加大供水。
數字孿生流域建設先行先試是水利部科學推進數字孿生流域建設的重要舉措。中國南水北調集團數字孿生流域建設先行先試工作在水利部組織的中期評估中獲評“優秀”?!皵底謱\生南水北調(洪澤泵站)大型泵站水泵聲紋AI監測系統”獲評優秀案例。這個由江蘇水源公司開發的聲紋AI監測模型、視頻AI識別模型、單站經濟運行模型,在南水北調洪澤泵站2022年北延應急供水、2022-2023年度調水中得到了應用。
中線公司預研的視頻智能識別模型,在中線長葛管理處先期試點后,經過汛期和實際場景檢驗,縮短了工程現場事件響應時間,提升了中線安全管控能力,有力保障了2022年汛期輸水調度工作。
江蘇水源公司通過采用先進的傳感技術,使用可靠的智能化電力設備、智能儀表和現場總線技術,總體實現泵站設備數字化;通過建設標準統一的數據信息網絡平臺,基本實現應用數據網絡化;通過在線仿真、工程數字孿生、智能趨勢報警、遠程監控等技術途徑,初步實現運行管理智能化。南水北調江蘇智能調度系統榮獲2021年智慧江蘇重點工程和十大標志性工程。
山東干線公司通過不斷升級改造調度運行系統,運用云計算、大數據、物聯網等現代信息技術建立動態監測網絡,不斷提高南水北調山東段工程水量優化調度、遠程集中控制、智能管理決策、應急響應處置等水平,實現了調度運行系統的逐步智慧化、數字化應用。
600億立方米南水北上,受水區通過水源置換、生態補水等綜合措施,復蘇沿線河湖生態。東線沿線利用抽江水及時補充蒸發滲漏水量,使湖泊蓄水保持穩定,生態環境持續向好,濟南“泉城”再現四季泉水噴涌景象,永定河865公里河道實現了1996年以來首次全線通水,京杭大運河實現近百年來首次全線水流貫通。
水質安全:創新驅動確保清水北送
“以前,一直喝地下水,黃牙病很常見?,F在喝長江水,口感好,水垢少?!鄙綎|省德州市武城縣鎮龐莊村的張金云說。自東中線一期工程全面通水以來,東線水質穩定保持在Ⅲ類標準及以上,中線工程水質穩定在Ⅱ類標準及以上。
黨的二十大報告強調,“中國式現代化是人與自然和諧共生的現代化”。中國南水北調集團深入貫徹落實人與自然和諧共生的發展理念,加大生態保護力度,加強水源區和工程沿線水資源保護和污染防治,完善水質監測體系和應急處置預案,以創新驅動確保南水北調水質安全,著力打造綠色生態工程的樣板。
管理創新上,中國南水北調集團穩步推進水質監測、水質保護、風險防控等水質保障工作,探索建立“政府主導、企業參與、社會監督、多方配合”的治污模式,通過“四不兩直”方式開展水質安全生產專項檢查,及時消除安全隱患問題。與沿線地方相關部門建立突發事件應急處置機制,推進保護區內污染源整治整改行動。
科技創新上,中國南水北調集團依托國家“十三五”水體污染控制與治理科技重大專項,建設完成了中線總干渠水質預警預報業務化管理平臺,具備數據展示、實時監測、預警預報、應急處置、數據共享、風險防控等功能。
2021年4月8日,經過三年攻關,南水北調中線浮游藻類AI識別研究取得突破,開發研制的智能設備在多通路藻類樣本進樣、聚焦、拍攝、識別及計數等方面突破性實現了自動化,能在無人值守條件下實現藻類的種類、比例、藻密度等多指標的自動分析輸出。
2021年12月29日,“南水北調中線輸水水質預警與業務化管理平臺”課題通過綜合績效評價。項目團隊系統研究了中線總干渠藻貝類時空分布規律及關鍵驅動因子,研發了藻類智能在線監測設備,總干渠風險源識別設備,藻類異常增殖水力、生態與工程防控技術與裝備。構建開發了明渠水動力水質高精度仿真模型及水質指標預警預報技術,中線總干渠突發水污染事件多階段應急調控及原異地處置技術。開發并集成了中線水質監測-預警-調控決策支持綜合管理平臺,提升了中線輸水水質保障水平。
機制創新上,南四湖是南水北調東線工程重要輸水通道和調蓄湖泊。多年來,南四湖流域遏制上游工業污水源頭,修復數萬畝生態濕地,形成了一條“綠色生態長廊”。2021年底,生態環境部淮河流域生態環境監督管理局聯合南四湖流域的江蘇、安徽、山東、河南省生態環境廳,以及徐州、宿州、棗莊、濟寧、泰安、菏澤、開封、商丘市人民政府,建立了南四湖流域水生態環境治理保護聯防聯控機制。南四湖從過去各省“獨角戲”的管理模式,逐漸形成了共管共治的“大合唱”,南四湖水更清、岸更綠、景更美,歡快的歌謠在微山湖上再次響起……
600億立方米南水北上,華北地區雖然多了一條黃河的水量,但是,我國夏汛冬枯、北缺南豐的基本水情并沒有改變。當前,我國水資源供應保障能力的不足,已經成為加快構建新發展格局、實現高質量發展的明顯短板。
科技是第一生產力。作為關系國家安全、國民經濟命脈的重要行業和關鍵領域的國資央企,中國南水北調集團將堅定不移扛起保障國家水安全、服務構建新發展格局的重大政治責任,加快實施人才強企戰略和創新驅動戰略,以高水平科技自立自強,不斷提高核心競爭力和核心功能,堅定不移推進南水北調后續工程高質量發展,堅定不移加快構建國家水網,堅定不移加快建設世界一流企業,切實履行好“調水供水行業龍頭企業、國家水網建設領軍企業、水安全保障骨干企業”的使命擔當,為全面建設社會主義現代化國家提供有力的水安全保障。