欲穷“千里目”——三峡水情遥测系统护航长江安澜

　　本网讯（向珊 周士军）2020年8月20日8时，“长江2020年第5号洪水”洪峰抵达三峡工程，洪峰峰值高达75000立方米每秒，创下了三峡工程自2003年建库以来的最大洪峰纪录。

　　为迎战此次洪峰，三峡集团的技术专家们与水利部长江水利委员会上游水文局、地方气象局等部门密切会商，绘图、计算、分析、校核，提前做出洪峰流量的准确预报，并严格执行上级调度指令，降低三峡水库水位超10米，预留出近178亿立方米的防洪库容，充分发挥了三峡枢纽工程的拦洪、削峰、错峰作用，有效减轻了长江中下游防洪压力，保障了人民生命财产安全。

　　精准预报的背后，离不开三峡水情遥测系统的强大支撑。目前，三峡集团已经建成国内水电行业规模大、功能全面、技术先进的水情遥测系统。系统遍布长江中上游流域，仿佛一双双敏锐的“千里眼”，能够实时观测并采集流域内的水雨情数据。

　　近日，三峡集团所属长江电力三峡梯调组织多批次专业人员对覆盖长江上游数百个水情遥测站点进行每年例行的汛前巡检。记者随他们深入一线，见证了这些站点在保障水情信息实时、准确传递方面所发挥的重要作用。

　　水情雨情尽收眼底

　　五月的重庆，天空湛蓝如洗，阳光洒落在寸滩江段，波光粼粼的水面闪烁着初夏的温暖与生机。

　　在江流之下，无数精密的传感器正在默默工作，它们时刻感知着江水的细微变化。水位的高低、流速的快慢、水流量以及泥沙含量的多少等关键信息，都被传感器一一捕捉并实时传送到数据中心。

　　
▲ 重庆寸滩水文站 摄影：陈磊

　　为精确掌握长江流域水情信息，提升预报精度，三峡集团在长江上游布设了600多个遥测站点。遥测站包括水文站和雨量站，坐落于此的寸滩水文站就是其中之一。这些站点覆盖了长江上游近80%的流域面积，可在10分钟内完成主要控制站和控制性水库的信息收集。

　　“我们主要收集与处理水位、流量以及降雨量这三类关键信息。”三峡梯调自动化部张玉松介绍。谈及水位监测，他提到三峡自建的站点主要采用气泡式水位计、雷达水位计和浮子水位计来完成水位的测量。

　　“至于降雨量的监测，我们采用的是翻斗式雨量计。”张玉松领着记者登上站房屋顶，打开柱状集雨桶，出现一个微型“阁楼”模样的两层装置。

　　
▲ 翻斗式雨量计 摄影：陈磊

　　“上层漏斗用于收集雨水，中间层是缓冲翻斗，而底层则是计数翻斗。翻斗的容量通常设定为0.1-0.5毫米。一旦雨水将翻斗装满，翻斗会因失衡而翻倒，这一动作会触发脉冲信号并进行计数，随后被数据采集器接收，经过处理便能转化为准确的降雨量数据。”

　　在防汛和电力生产等工作中，精确的水情预测预报无疑是一项至关重要的技术保障。三峡工程是长江防洪体系中的骨干工程，也是世界最大的水利枢纽工程。

　　张玉松介绍，水情遥测站不仅扮演着防洪的“哨兵”角色，还是水电生产的前沿阵地。

　　长江上游有多少降雨量，形成了多少径流，河道断面水位是多少，水库入库流量是多少……这笔“水账”全靠水情遥测系统提供的情报来计算；三峡工程需要腾多少库容，能开几台机组、发多少电，也要依靠精确的“水账”提供支撑。

　　让“千里眼”看得更远

　　由于遥测站分布较广，部分站点偏远，为保障系统建成后的稳定运行、保证水文资料的可靠性、一致性和代表性，本着节约、共享的原则，三峡水情遥测系统建设管理采取与地方水文部门“共建共管、优势互补、资源共享、和谐发展”模式。

　　在本次巡检中，记者随同三峡梯调与地方水文部门共同组成的巡检小组，前往贵州省毕节市威宁县海拉镇，探访三峡水情遥测站最偏远站点——海拉雨量站。当日，车辆从贵阳出发，先驶上高速公路，随后转入蜿蜒的国道，再过渡到崎岖的省道，最终踏上盘山而上的乡村公路。历经长达8小时的行驶，一行人终于抵达了距三峡工程远达1100多千米、海拔约2500米的海拉镇。

　　
▲ 三峡梯调水情遥测巡检组正在校验雨量计 摄影：陈磊

　　为何三峡水情遥测站点要布设在如此遥远的云贵高原呢？

　　贵州省水文局水情预报处处长成小松告诉记者，三峡水库的来水由长江上游所有干支流汇集而成，而干支流的水主要因区域降雨形成，要想掌握河流汇流量，就必须追溯源头，了解每一片区域的产流量（即因降雨形成径流的水量）情况。

　　三峡水情遥测系统站网图上，代表站点的小红点如星云般密布，每一个水位站、雨量站都宛如江河水位的“神经元”，敏锐地捕捉着每一个细微的变化，并将这些实时数据精准地传输至三峡梯调。

　　长江委上游水文局水情预报室副主任熊金和指着那些星罗棋布的站点，如数家珍地介绍——

　　三堆子水文站，距下游乌东德水电站约192千米，是金沙江下游乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝梯级水电站的入库总控制站，是世界最大清洁能源走廊的第一只“眼睛”；

　　寸滩水文站，位于重庆市区，防汛测报地位十分突出，是金沙江、岷江、沱江、嘉陵江与长江汇合后的水情控制站，其水文数据直接反映了长江上游水情变化，也是三峡工程入库水沙控制站，为三峡工程提供实时的入库流量数据；

　　武隆水文站，位于乌江下游，距长江、乌江汇合口约69千米，是三峡工程乌江流域水沙入库控制站，其测验江段属三峡工程库区175米蓄水末端……

　　
▲ 贵州茅台水文站 摄影：陈磊

　　“这些遥测站所监测到的水文数据，对于我们三峡水库的调度决策而言，具有重要参考价值。因此，我们称遥测站为‘千里眼’。”张玉松说道：“近年来，我们不断扩大遥测站的覆盖范围，持续加大运维力度，就是为了延长水情预报的预见期，同时提高预报的精准度，让‘千里眼’看得更远，看得更准。”

　　据了解，目前三峡梯调预报断面逐步覆盖上游干支流主要站点及水库，预报预见期已由过去2天延长到10天，三峡水库更是实现30天的逐日过程预报，这意味着可以更准确预测长江中上游流域未来30天内每一天的降雨情况。

　　从信息流到效益流

　　在三峡梯调水资源部预报员的电脑上，记者再次见到了“千里眼”，那些千里之外的坚守汇聚成无数个情报信号在屏幕中闪烁，为梯级电站群防洪、供水、生态、航运、发电等提供重要参考。

　　
▲ 三峡梯调中心宜昌调度大厅  长江电力供图

　　长江流域180万平方千米内，三峡集团主要观测范围集中在中上游流域。除了覆盖长江上游流域的水文预报系统，三峡集团与国家气象部门合作，构建了具有省级气象台规模的气象业务系统，由此便可以观天测云、捕风捉雨，再由雨知水，将雨情信息转化为水流信息。

　　海量信息拿到手了，要怎么利用它进行梯级调度呢？

　　“水库梯级调度很复杂，它涉及防洪、航运、生态、供水、发电等不同调度目标间的平衡，还涉及不同管理主体之间的协调，既要考虑气象、水文、上游电站的影响因素，还要考虑时间、空间尺度，因此，需要科学高效的水资源综合利用决策支持系统来进行调度优化。”三峡梯调副主任鲍正风说。

　　2022年起，三峡集团自主研发流域梯级水资源管理决策支持系统，应用大数据、机器学习等前沿科技，实现流域全信息集成、跨区域调度、多模型对比，通过不断优化梯级电站调度方案，持续提升流域梯级统一联合调度核心能力，保障梯级枢纽综合效益充分发挥。

　　
▲ 三峡梯调水资源高效利用研究所正在进行会商讨论 长江电力供图

　　“假如长江上游来了一场洪水，系统将通过对各站点上报的雨量、水位、流量数据进行汇总测算，据此进行上游水库群调度运行模拟、洪水传播模拟，分析下游关键断面防洪需求、梯级水库可使用的防洪库容、并综合考虑保障库区移民生产生活不受影响等因素，针对性提出水库调度建议方案，再利用预报调度评估体系进行方案比选，最终确定该场次洪水的调度方案。”三峡梯调水资源高效利用研究所徐杨说。

　　江水浩渺，时而平静如镜，时而汹涌澎湃。山河之间，在现代科技力量的加持下，无数只“千里眼”全天候注视着长江的每一次起伏，守护它岁岁安澜，永葆生机活力。

　　编辑：高锦涛 任贤 秦阳