“Thấu thị”, “Tính toán”, “Bộ ổn định”丨Công văn thông minh Tam Hiệp trong mười năm qua

Tin tức từ trang web này (Tian Rui Sun Yufang) đã đi vào Trung tâm Truyền thông Cascade của Dự án Bảo tồn Nước Tam Hiệp nằm trên bờ Hẻm núi Xiling ở thành phố Nghi Xương, tỉnh Hồ Bắc Một bức tường màn hình điện tử khổng lồ đã thu hút sự chú ý của phóng viên Bản tin Dự án Tam Hiệp Trung Quốc - sáu nhà máy điện bậc thang trên dòng chính của sông Dương Tử từ Gezhouba đến Wudongde được kết nối chặt chẽ với nó Các thông tin như bản đồ đo từ xa về điều kiện nước và lượng mưa trong lưu vực sông Dương Tử và biểu đồ dòng chảy thời gian thực của các nhà máy điện trên dòng chính của sông Dương Tử đều được trình bày chính xác tại đây Đây là trung tâm trí tuệ của việc điều phối chung các nhà máy điện bậc thang của Tập đoàn Tam Hiệp Trung Quốc

　　
Sản xuất video: Thang Duy

Trong mười năm qua, độ chính xác dự đoán cũng như độ chính xác điều độ và điều khiển của hệ thống điều độ thông minh này đã tiếp tục được cải thiện, đảm bảo điều độ nhóm hồ chứa hành lang năng lượng sạch lớn nhất thế giới, bao gồm Nhà máy điện Tam Hiệp, đồng thời góp phần ngăn chặn lũ lụt và giảm nhẹ thiên tai trên sông Dương Tử cũng như việc sử dụng tài nguyên nước và các lợi ích sinh thái khác

　　
Chụp ảnh toàn cảnh dự án Tam Hiệp: Thang Duy

"Clairsight" để dự đoán điều kiện nước

Dù là phòng chống lũ lụt hay cứu trợ hạn hán thì việc nắm bắt chính xác thông tin về chế độ mưa, nước là ưu tiên hàng đầu Dự báo khí tượng thủy văn được mệnh danh là “cỗ máy cảnh báo sớm” về kiểm soát lũ, “nhân viên” điều độ hồ chứa và “khả năng thấu thị” về tình trạng nước và mưa Đây là sự đảm bảo quan trọng để thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau như kiểm soát lũ trung tâm, sản xuất điện và xây dựng kỹ thuật

Trong Trung tâm Truyền thông Điều phối Cascade Dự án Bảo tồn Nước Tam Hiệp (gọi tắt là Điều phối Cascade Tam Hiệp), hệ thống đo từ xa chế độ nước với quy mô lớn nhất, chức năng đầy đủ nhất và công nghệ tiên tiến nhất trong số các doanh nghiệp thủy điện trong nước đang hoạt động hiệu quả, thu thập và phân tích dữ liệu từ 1 trong thời gian thực các thông tin khí tượng thủy văn khác nhau từ 500 trạm nước mưa và hơn 20000 trạm thời tiết tự động khu vực Phạm vi giám sát và dự báo bao phủ gần 80% diện tích lưu vực thượng nguồn sông Dương Tử Việc thu thập thông tin từ các trạm điều khiển chính và hồ chứa được kiểm soát có thể được hoàn thành trong vòng 10 phút Việc hoàn thành hệ thống này bắt nguồn từ việc thăm dò không ngừng nghỉ trong 10 năm của Tập đoàn Tam Hiệp Trung Quốc xung quanh việc xây dựng sông Dương Tử thông minh

　　
Nhà điều phối điện Tam Hiệp sông Dương Tử Chụp ảnh: Chu Bảo Hồng

Năm 2012, Hệ thống đường hầm trên cao Tam Hiệp đã xây dựng hệ thống đo từ xa chế độ nước lớn nhất cả nước vào thời điểm đó Nó có thể thu thập thông tin từ hơn 400 trạm đo từ xa từ Pingshan, Tứ Xuyên đến Yichang, Hồ Bắc trong vòng 5 phút, đồng thời dự báo tình trạng nước và mưa ở thượng nguồn sông Dương Tử trong vòng 48 giờ

Năm 2016, số lượng trạm đo nước và lượng mưa từ xa đã tăng lên hơn 600, bao gồm các trạm trên dòng chính từ trung lưu sông Kim Sa đến đập Tam Hiệp, cũng như các trạm trên các nhánh như sông Mintuo, sông Gia Lăng và sông Ngô Giang Vào tháng 6 năm đó, Hệ thống đường hầm trên cao Tam Hiệp đã dự đoán trước một tuần rằng trận lũ 35000 mét khối/giây sẽ đi qua Dự án Tam Hiệp vào ngày 27 Vào ngày 26, dòng nước vào hồ chứa Tam Hiệp đã đạt đỉnh và dự báo về cơ bản là chính xác

Vào tháng 8 năm 2020, với sự hỗ trợ của các hệ thống dự báo khí tượng thủy văn như Hệ thống đo từ xa chế độ nước Tam Hiệp, các chuyên gia kỹ thuật của Tổ chức tư vấn đường hầm trên cao Tam Hiệp đã tham khảo ý kiến ​​chặt chẽ với Cục Thủy văn thượng nguồn Ủy ban sông Dương Tử, Cục Khí tượng địa phương và các sở ban ngành khác để vẽ, tính toán, phân tích, xác minh và dự đoán chính xác đỉnh lũ số 5 với lưu lượng 75000 mét khối/giây trước hai ngày

　　
Chung tay đảm bảo an toàn cho hệ thống đo từ xa chế độ nước trong mùa lũ Nhiếp ảnh: Cheng Gong

"Khả năng dự báo ngày càng mạnh mẽ hơn Đối với lũ lụt ở thượng nguồn sông Dương Tử, chúng ta có thể thấy xu hướng trong vòng 10 ngày, cường độ trong vòng 5 ngày và quá trình trong vòng 2 ngày" Bao Zhengfeng, Phó giám đốc Hệ thống phân phối trên cao Tam Hiệp của Điện lực sông Dương Tử, cho biết: "Một mặt, phạm vi dự báo tiếp tục mở rộng Lưu vực đầu nguồn có liên quan ban đầu rộng hơn 500000 km2 giữa Yibin và Yichang đã mở rộng đến diện tích hơn 2 triệu km2 trên 14 tỉnh, thành phố; mặt khác, dự báo đã trở nên tinh tế hơn, phát triển từ 11 dự báo lượng mưa tiểu khu vực lên hơn 40000 dự báo số trên lưới 5 km × 5 km”

"Nhà tính toán" của việc lập kế hoạch khoa học

Với dự báo nước, mưa cũng cần xây dựng kế hoạch điều độ một cách khoa học Tổng dung tích chứa nước kiểm soát lũ của sáu hồ chứa bậc thang trên dòng chính sông Dương Tử đạt 37,6 tỷ mét khối, chiếm hơn 50% tổng dung tích chứa nước kiểm soát lũ của các hồ chứa được điều độ chung trên lưu vực sông Dương Tử Công văn khoa học là cốt lõi giúp cụm hồ chứa bậc thang “sống”

Trong điều kiện bình thường, trước khi lũ về, mực nước hồ chứa phải hạ xuống để giải phóng dung tích chứa; khi lũ vào hồ chứa phải điều khiển lưu lượng xả căn cứ vào tình hình kiểm soát lũ thượng lưu và hạ lưu để đảm bảo mực nước tại trạm điều khiển hạ lưu duy trì trong phạm vi an toàn; Sau khi lũ đi qua, khi tình hình kiểm soát lũ ở hạ du được cải thiện, cần tranh thủ thời cơ thuận lợi để xả lũ ở các đỉnh lũ khác nhau, hạ mực nước hồ, giải phóng dung tích chứa để ứng phó với đợt lũ tiếp theo

Nhưng câu hỏi đặt ra là vào thời điểm nào và hồ chứa nào có lượng xả lũ hợp lý nhất? Làm thế nào để thực hiện việc điều độ chung kiểm soát lũ của các hồ chứa bậc thang?

"Điều độ chung kiểm soát lũ là một vấn đề hệ thống phức tạp Nó không chỉ phải giải quyết các vấn đề khi nào chặn các bậc thang hồ chứa, chặn hồ chứa nào trước và chặn bao nhiêu hồ chứa, mà còn xem xét nhiều yếu tố như an toàn đập trung tâm, vận chuyển và sản xuất điện" Bao Zhengfeng nói: "Vì vậy, đằng sau mỗi công văn không chỉ là sự đánh giá kịp thời, tính toán chính xác mà còn là sự cân bằng, phối hợp của nhiều cân nhắc"

　　
Tư vấn chung về phát triển chuyển hướng thang máy Tam Hiệp Nhiếp ảnh: Mo Zufeng

"Trong một thời gian dài, chúng tôi đã tập trung vào toàn bộ lưu vực sông, dựa trên bậc thang hạ lưu sông Kim Sa, thác Tam Hiệp và trung tâm thác Thanh Giang của thân và các nhánh của Tập đoàn Tam Hiệp, tổ chức và thực hiện nghiên cứu điều độ chung kiểm soát lũ có hệ thống và đề xuất một loạt kết quả điều độ kiểm soát lũ chung có tính đến việc sử dụng tài nguyên lũ, xả trầm tích hồ chứa, sơ tán tàu và các mục tiêu đa mục tiêu khác, đồng thời tích cực thúc đẩy các kết quả mới nhất để đưa vào quy định điều độ Tam Hiệp và kế hoạch điều độ hàng năm để hướng dẫn điều độ và vận hành hồ chứa theo thời gian thực " Hu Ting, Phó Giám đốc Trung tâm Tài nguyên Nước của Trung tâm Quản lý Lưu vực sông Tập đoàn Tam Hiệp, cho biết: "Dung tích lưu trữ kiểm soát lũ 15,5 tỷ mét khối ở hạ lưu sông Jinsha có thể được tập hợp lại để đảm bảo hiệu quả an toàn kiểm soát lũ của các thành phố như Yibin, Luzhou và Trùng Khánh trên sông Tứ Xuyên tăng mức kiểm soát bồi thường lũ lụt của Tam Hiệp từ 155 mét lên 158 mét, tiếp tục đảm bảo an toàn kiểm soát lũ ở trung và hạ lưu sông Dương Tử và giảm áp lực kiểm soát lũ”

Năm 2020, đỉnh lũ tối đa của hồ chứa Tam Hiệp là 75000 mét khối/giây Đây là đỉnh lũ lớn nhất kể từ khi hồ chứa Tam Hiệp được thành lập, vượt xa đỉnh lũ 63300 mét khối/giây vào năm 1998 Tuy nhiên, vùng trung và hạ lưu sông Dương Tử vẫn an toàn

Theo phân tích của Ủy ban Bảo tồn Nước sông Dương Tử, nếu không có sự điều động chung của nhóm hồ chứa với Hồ chứa Tam Hiệp làm nòng cốt, trong trường hợp lũ lụt có cùng cường độ, mực nước đỉnh ở Shashi sẽ vượt quá mực nước đảm bảo 1,3 mét, mực nước cao nhất của Hồ Sen sẽ vượt quá mực nước đảm bảo 0,8 mét, đồng nghĩa với việc khu vực phân lũ Tĩnh Giang phải được kích hoạt, hơn 600000 người ở diện tích phân lũ phải di dời, 493000 ha đất canh tác và hơn 100000 ha diện tích nuôi trồng thủy sản sẽ bị ngập

　　
Kè Tĩnh Giang ở thành phố Kinh Châu Nhiếp ảnh: Tang Wei

Nhờ có "bộ não mạnh mẽ nhất" như mô hình điều độ tối ưu hóa hồ chứa theo tầng, hệ thống đánh giá thông minh về kế hoạch điều độ và nền tảng hỗ trợ ra quyết định thông minh điều phối tối ưu hóa hồ chứa theo tầng và bằng cách sử dụng "thuật toán chính xác" như thuật toán thông minh và công nghệ dữ liệu lớn, Điều chỉnh Hồ chứa theo bậc thang Tam Hiệp đã đạt được các giải pháp nhanh chóng cho các yếu tố toàn diện như kiểm soát lũ, phát điện, vận chuyển và sinh thái của các hồ chứa theo tầng, từ đó tối đa hóa lợi ích toàn diện

"Bộ ổn định" để điều chỉnh lượng nước

Wang Hao, một học giả của Học viện Kỹ thuật Trung Quốc, từng nói: “Trong suốt lịch sử nhân loại, ngoại trừ việc xây dựng hồ chứa và đập nước, con người không có cách nào khác để giải quyết vấn đề phân bổ tài nguyên nước tự nhiên không đồng đều theo không gian và thời gian” Ngoài việc kiểm soát lũ, hệ thống điều độ thông minh còn đóng vai trò trong việc sử dụng tài nguyên nước, điều độ sinh thái, vv và có thể gọi là “bộ ổn định” để điều tiết lượng nước

Vùng trung và hạ lưu sông Dương Tử vào mùa khô từ tháng 12 đến tháng 3 năm sau Tốc độ dòng chảy trung bình nhiều năm là 3500 m3/giây Trong thời kỳ này, nước phục vụ sản xuất và sinh hoạt ven sông rất thiếu hụt Đường thủy dưới bãi cạn ở nửa hạ lưu sông Tĩnh Giang hầu như năm nào cũng cản trở giao thông thủy Nước biển xâm nhập tại cửa sông Dương Tử ngày càng gia tăng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự phát triển kinh tế, xã hội dọc sông

　　
Bổ sung nước cho Dự án Tam Hiệp vào mùa hè năm 2022 Nhiếp ảnh: Tang Wei

Kể từ khi Dự án Tam Hiệp bắt đầu tích nước vào năm 2003, nó đã cung cấp và bổ sung nước kịp thời cho vùng trung và hạ lưu sông Dương Tử trong mùa khô hàng năm Tính đến tháng 6 năm 2022, nó đã điều tiết và bổ sung tổng cộng 333,2 tỷ mét khối nước cho trung và hạ lưu sông Dương Tử, với phần lớn tổng lượng nước bổ sung trong 10 năm qua chiếm phần lớn Trong 4 năm qua, hồ chứa Tam Hiệp đã bổ sung nước cho hạ lưu trong gần 700 ngày, với tổng lượng nước bổ sung khoảng 90 tỷ mét khối, lưu lượng dòng chảy hạ lưu tăng trung bình khoảng 1700 mét khối/giây trong mùa khô Nó đã cải thiện một cách hiệu quả các điều kiện giao thông thủy ở vùng trung và hạ lưu, đồng thời đảm bảo hiệu quả nhu cầu nước cho sản xuất, sinh hoạt và nước sinh thái dọc sông

Năm 2022, hạn hán tiếp tục diễn ra ở lưu vực sông Dương Tử Từ ngày 1 đến ngày 15 tháng 8, Ủy ban sông Dương Tử đã điều phối nhu cầu nước cứu trợ hạn hán và cung cấp điện nhiệt độ cao, đồng thời điều động nhóm hồ chứa được kiểm soát trong lưu vực sông để bổ sung có trật tự khoảng 5,3 tỷ mét khối nước cho vùng trung và hạ lưu, bao gồm 1,09 tỷ mét khối nước từ Hồ chứa Tam Hiệp, phần nào đã làm giảm bớt mực nước thấp của dòng chính ở trung và hạ lưu sông Dương Tử

　　
Hồ Tam Hiệp với làn nước trong vắt và bờ biển xanh ngắt Nhiếp ảnh: Tang Wei

Đồng thời, các thí nghiệm điều hòa sinh thái cũng được thực hiện ở các hồ chứa bậc thang Điều hòa sinh thái là việc tăng liên tục lượng nước xả ra từ hồ chứa trong thời kỳ sinh sản của 4 loài cá chính, khiến nước sông tiếp tục dâng cao, tạo điều kiện thủy văn, thủy lực phù hợp, thúc đẩy quá trình sinh sản và sinh sản của các loài cá đẻ trứng trôi như “tứ loài cá chính” và phát huy tối đa chức năng sinh thái của nhóm hồ chứa sông Dương Tử

Kể từ năm 2011, cuộc thử nghiệm điều phối sinh thái đã được thực hiện trong 12 năm liên tiếp Trong những năm gần đây, việc giám sát sinh sản của cá ở vùng hạ lưu Xiangjiaba và Gezhouba đã chỉ ra rằng quy định sinh thái có vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sinh sản của các loài cá đẻ trứng trôi như “bốn loài cá chính”

Nước là nguồn tài nguyên quan trọng cho sự sống còn của con người Việc quản lý các dòng sông lớn đi kèm với toàn bộ quá trình phát triển xã hội loài người Biến đổi khí hậu toàn cầu và sự phát triển kinh tế - xã hội nhanh chóng đã đặt ra những yêu cầu mới cho việc quản lý sông Sau mười năm nỗ lực không ngừng, Người dân Tam Hiệp đã hỗ trợ công nghệ cho các dòng sông, tạo ra chuẩn mực cho điều độ thông minh trong kỷ nguyên dữ liệu lớn và tiếp tục khám phá một tương lai thông minh hơn và hiệu quả hơn về quản lý tài nguyên nước trong lưu vực

Thông tin cho bài viết này được cung cấp bởi: Trung tâm Quản lý lưu vực sông và Điện lực Tam Hiệp sông Dương Tử

Biên tập viên: Chen Xiaoying Yang Siheng