本网讯(谢泽 王锦)长江,这条滋养万物的母亲河,是一条典型的季节性河流。每年5月至10月的丰水期,集中强降雨常常引发洪水,威胁着流域的安全。作为长江防洪体系的“定海神针”,三峡工程如何在洪水到来前精准预判、科学应对?答案离不开三峡集团所属长江电力三峡梯调的洪水预报智囊团,及其自主研发的“基于数据挖掘的相似径流预报模型”。
“基于数据挖掘的相似径流预报模型”,这个听起来有些复杂的名词,其运用原理可以用一个词概括:“借古知今”。让我们拆解一下:
“数据挖掘”:就是用数据说话,具体而言就是从长江流域大量的历史水雨情数据中寻找规律,好比长江支流赤水河刚刚经历了5小时100毫米的强降雨,系统立刻在庞大的历史数据库中搜寻——“历史上赤水河有没有发生过类似降雨量的洪水?”
“相似径流预报”:找到最接近的历史洪水案例后,系统会仔细研究以往那次降雨最终形成的洪水过程,并以此为重要参考,预测当前这场降雨可能产生的洪水规模。
“模型”:就是经验丰富的智慧预报专家,存储了长江上游海量历史洪水信息,同时对其内在规律了如指掌,在汛期每日定时开展计算,按时给出预报结果。
简单来说,这个系统通过分析当前预报的降雨情况,找到历史上最相似的那场降雨,参考那场降雨产生的洪水过程,来预测即将到来的“新洪水”。它是一个不断学习、不断升级的洪水“经验库”和“预言家”。
目前,这位“记忆大师”已经存储了长江上游20个主要流域上千场历史洪水过程的详细信息。根据模型对数据的需要,获取了从2015年长江支流嘉陵江流域到2020年长江上游全流域的洪水数据。记住的洪水案例越多,它对降雨与洪水之间复杂多变的规律掌握就越深刻、越全面。这些历史数据是其进行精准预报的坚实基础。
当收到最新的降雨预报数据时,这位“预报能手”能瞬间启动强大的搜索和分析能力。它快速地在浩如烟海的历史数据中,找出与当前预报降雨过程最相似的那一场或那几场历史洪水。然后,它调取该历史洪水的关键指标(如洪峰流量、洪水总量、涨落过程等),为预测即将到来的“新洪水”提供最可靠的参考依据,实现“未卜先知”的效果。
以2024年“长江第2号洪水”为例。在洪水形成初期,系统根据渠江流域的历史洪水数据,利用其机器学习模型预测罗渡溪水文站的洪峰流量将达到约每秒17400立方米。洪水实际到来后,实测洪峰流量为每秒17100立方米,预测值与实测值基本一致,相对误差仅为1.7%,充分验证了模型的可靠性。
▲ 三维数字沙盘降雨预报复盘
洪水过后,这位“学习达人”也并未停歇。它会将刚刚发生的洪水的完整数据(如降雨分布、实际流量过程等)作为新的宝贵样本,提取关键信息,并补充到其庞大的数据库中。通过不断地“学习”新发生的洪水案例,系统持续更新知识库,优化其内部算法,从而让未来的洪水预报更加精准。“想当年,看今朝”,正是这种持续的学习进化,让模型对洪水的“此起彼伏”把握得更加游刃有余。
对长江上游气象、水情的精准预测预报,在防洪调度和防汛安全方面发挥着至关重要的作用,是三峡工程安全高效运行的核心保障。而“基于数据挖掘的相似径流预报模型”还只是三峡梯调众多先进预报手段中的一种。
▲ 长江电力三峡梯调中心调度大厅
正是依靠这样通过自主学习并不断进化的智能系统,结合气象预报、水文监测等多源信息,三峡工程实现了调度运行的科学决策,在洪水到来前有序“腾库”,在洪峰过境时有效“拦洪”,最大程度地保障长江中下游人民的生命财产安全。科技的力量,让三峡工程这座“大国重器”在守护长江安澜中展现出越来越强大的智慧与担当。
编辑:任贤 卢西奥
发布日期:2025年09月23日