Làm sao đập Tam Hiệp biết được sắp có lũ lớn?

Tin tức từ trang web này (Xie Ze, Wang Jin) Sông Dương Tử, dòng sông mẹ nuôi dưỡng vạn vật, là một dòng sông điển hình theo mùa Trong mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 hàng năm, lượng mưa lớn tập trung thường gây lũ lụt, đe dọa an toàn lưu vực Là “chiếc kim thần” của hệ thống kiểm soát lũ sông Dương Tử, làm thế nào Dự án Tam Hiệp có thể dự đoán chính xác và ứng phó một cách khoa học trước khi lũ ập đến? Câu trả lời không thể tách rời khỏi nhóm nghiên cứu dự báo lũ lụt của Hệ thống chuyển dòng trên cao Tam Hiệp của Điện lực Sông Dương Tử của Tập đoàn Tam Hiệp Trung Quốc và “mô hình dự báo dòng chảy tương tự dựa trên khai thác dữ liệu” được phát triển độc lập của họ

“Mô hình dự báo dòng chảy tương tự dựa trên khai thác dữ liệu”, thuật ngữ này nghe có vẻ hơi phức tạp nhưng nguyên lý ứng dụng của nó có thể tóm gọn trong một từ: “Học từ quá khứ để hiểu hiện tại” Hãy chia nhỏ nó ra:

“Khai phá dữ liệu”: Là dùng dữ liệu để nói Cụ thể, đó là tìm kiếm các mẫu từ một lượng lớn dữ liệu lịch sử về nước và lượng mưa ở lưu vực sông Dương Tử Chẳng hạn, sông Xích Thủy, một nhánh của sông Dương Tử, vừa hứng chịu lượng mưa lớn 100 mm trong 5 giờ Hệ thống ngay lập tức tìm kiếm trong cơ sở dữ liệu lịch sử khổng lồ - "Trong lịch sử đã từng xảy ra trận lũ lụt với lượng mưa tương tự ở sông Xích Thủy chưa?"

"Dự báo dòng chảy tương tự": Sau khi tìm ra trường hợp lũ lịch sử gần nhất, hệ thống sẽ nghiên cứu kỹ lưỡng quá trình lũ cuối cùng do lượng mưa trước đó gây ra và sử dụng thông tin này làm tài liệu tham khảo quan trọng để dự đoán quy mô lũ lụt có thể xảy ra do lượng mưa hiện tại gây ra

“Người mẫu”: Là một chuyên gia dự báo thông minh giàu kinh nghiệm, người đã lưu trữ một lượng lớn thông tin lũ lụt lịch sử ở thượng nguồn sông Dương Tử Đồng thời, ông cũng nhận thức rõ quy luật nội tại của nó Anh ta có thể thực hiện tính toán thường xuyên mỗi ngày trong mùa lũ và đưa ra kết quả dự báo đúng thời hạn

Nói một cách đơn giản, hệ thống này dự đoán “lũ lũ mới” sắp tới bằng cách phân tích lượng mưa dự báo hiện tại, tìm ra lượng mưa giống nhất trong lịch sử và tham khảo quá trình lũ do lượng mưa đó gây ra Đó là một “thư viện kinh nghiệm” và “tiên tri” không ngừng học hỏi và nâng cấp

Hiện, “bậc thầy trí nhớ” này đã lưu trữ thông tin chi tiết về hàng nghìn diễn biến trận lũ lịch sử ở 20 lưu vực sông lớn ở thượng nguồn sông Dương Tử Theo nhu cầu dữ liệu của mô hình, dữ liệu lũ lụt từ lưu vực sông Gia Lăng, một nhánh của sông Dương Tử, năm 2015 đến toàn bộ thượng nguồn sông Dương Tử vào năm 2020 đã được thu thập Càng ghi nhớ nhiều trường hợp lũ lụt, nó sẽ càng hiểu sâu hơn và toàn diện hơn về quy luật phức tạp và luôn thay đổi giữa lượng mưa và lũ lụt Những dữ liệu lịch sử này là nền tảng vững chắc để dự báo chính xác

Khi nhận được dữ liệu dự báo lượng mưa mới nhất, “chuyên gia dự báo” này có thể kích hoạt ngay khả năng tìm kiếm và phân tích mạnh mẽ Nó nhanh chóng tìm ra trận lũ lịch sử hoặc những trận lũ giống nhất với quá trình lượng mưa dự báo hiện tại trong một biển dữ liệu lịch sử rộng lớn Sau đó, lấy ra các chỉ số chính của trận lũ lịch sử (như lưu lượng đỉnh, tổng lượng lũ, quá trình biến động…) để cung cấp cơ sở tham khảo đáng tin cậy nhất cho việc dự đoán “lũ mới” sắp tới và đạt được hiệu quả “dự đoán những điều chưa biết”

Lấy “Trận lũ sông Dương Tử lần thứ 2” năm 2024 làm ví dụ Trong giai đoạn đầu của trận lũ, hệ thống đã sử dụng mô hình học máy để dự đoán rằng tốc độ dòng chảy cực đại tại Trạm Thủy văn Sông Luodu sẽ đạt khoảng 17400 mét khối/giây dựa trên dữ liệu lũ lụt lịch sử ở lưu vực Khúc Giang Sau khi lũ thực sự đến, lưu lượng đỉnh đo được là 17100 mét khối/giây Giá trị dự đoán về cơ bản phù hợp với giá trị đo được và sai số tương đối chỉ là 1,7%, điều này đã xác minh đầy đủ độ tin cậy của mô hình

▲ Báo cáo dự báo lượng mưa bảng cát kỹ thuật số ba chiều

Sau cơn lũ, “chuyên gia học tập” này vẫn không dừng lại Nó sẽ sử dụng dữ liệu đầy đủ về trận lũ vừa xảy ra (chẳng hạn như phân bố lượng mưa, quá trình dòng chảy thực tế, vv) làm mẫu có giá trị mới, trích xuất thông tin quan trọng và thêm vào cơ sở dữ liệu khổng lồ của nó Bằng cách liên tục “học hỏi” các trường hợp lũ lụt mới, hệ thống liên tục cập nhật nền tảng kiến ​​thức và tối ưu hóa các thuật toán nội bộ, từ đó giúp dự báo lũ lụt trong tương lai chính xác hơn "Ngẫm lại quá khứ, nhìn hiện tại" Chính sự học hỏi và phát triển liên tục này đã cho phép mô hình dễ dàng nắm bắt được diễn biến lũ lụt “lần này đến lần khác”

Dự báo chính xác chế độ khí tượng và nước ở thượng nguồn sông Dương Tử đóng vai trò quan trọng trong điều độ lũ và an toàn kiểm soát lũ, đồng thời là bảo đảm cốt lõi cho hoạt động an toàn và hiệu quả của Dự án Tam Hiệp "Mô hình dự báo dòng chảy tương tự dựa trên khai thác dữ liệu" chỉ là một trong nhiều phương pháp dự báo tiên tiến cho quy định leo thang Tam Hiệp

▲ Trung tâm điều phối thang máy Yangtze Power Three Gorges

Chính nhờ dựa vào một hệ thống thông minh liên tục phát triển thông qua học hỏi độc lập, kết hợp với thông tin đa nguồn như dự báo thời tiết, giám sát thủy văn, Dự án Tam Hiệp đã ra quyết định khoa học trong điều độ và vận hành, “rút cạn hồ chứa” một cách có trật tự trước khi lũ về, “ngăn lũ” hiệu quả khi đỉnh lũ đi qua, bảo đảm tối đa an toàn tính mạng và tài sản của người dân ở trung và hạ lưu sông Dương Tử Sức mạnh khoa học công nghệ đã cho phép Dự án Tam Hiệp, “vũ khí chính của một cường quốc”, thể hiện trí tuệ và trách nhiệm ngày càng mạnh mẽ trong việc bảo vệ sự ổn định của sông Dương Tử

Biên tập viên: Ren Xian Lucio