Muốn nhìn từ xa ngàn dặm - hệ thống đo từ xa chế độ nước Tam Hiệp bảo vệ sự ổn định của sông Dương Tử

Tin tức từ trang web này (Xiang Shan và Zhou Shijun) Vào lúc 8 giờ ngày 20 tháng 8 năm 2020, đỉnh điểm của “Lũ lụt số 5 sông Dương Tử năm 2020” đã đến dự án Tam Hiệp Đỉnh lũ đạt tới 75000 mét khối/giây, lập kỷ lục về đỉnh lũ lớn nhất kể từ khi Dự án Tam Hiệp thành lập hồ chứa năm 2003

Để ứng phó với đỉnh lũ này, các chuyên gia kỹ thuật của Tập đoàn Tam Hiệp đã phối hợp chặt chẽ với phòng thủy văn thượng nguồn của Ủy ban Tồn nước sông Dương Tử, phòng khí tượng địa phương và các bộ phận khác để vẽ, tính toán, phân tích, kiểm tra đưa ra trước dự báo chính xác về lưu lượng đỉnh và thực hiện nghiêm túc chỉ đạo điều độ của cấp trên, hạ mực nước hồ chứa Tam Hiệp hơn 10 mét và dành gần 17,8 tỷ mét khối kho chứa phòng chống lũ năng lực Nó đã phát huy đầy đủ vai trò của Dự án Tam Hiệp trong việc ngăn lũ, cắt đỉnh, dịch chuyển đỉnh lũ, giảm hiệu quả áp lực kiểm soát lũ ở trung và hạ lưu sông Dương Tử, bảo đảm an toàn tính mạng và tài sản của người dân

Dự báo chính xác không thể tách rời khỏi sự hỗ trợ mạnh mẽ của hệ thống đo từ xa chế độ nước Tam Hiệp Hiện tại, Tập đoàn Tam Hiệp Trung Quốc đã xây dựng hệ thống đo từ xa chế độ nước với quy mô lớn nhất, chức năng toàn diện và công nghệ tiên tiến trong ngành thủy điện trong nước Hệ thống này trải rộng khắp vùng trung và thượng nguồn sông Dương Tử, giống như một cặp “thấu thị” nhạy bén, nó có thể quan sát và thu thập dữ liệu về nước và lượng mưa trong lưu vực theo thời gian thực

Gần đây, Hệ thống chuyển dòng trên cao Tam Hiệp của Điện lực Sông Dương Tử, trực thuộc Tập đoàn Tam Hiệp Trung Quốc, đã tổ chức nhiều nhóm chuyên gia để tiến hành kiểm tra định kỳ hàng năm trước lũ lụt tại hàng trăm trạm đo từ xa chế độ nước ở thượng nguồn sông Dương Tử Người phóng viên đã theo họ ra tiền tuyến và chứng kiến ​​vai trò quan trọng của các trạm này trong việc đảm bảo truyền tải thông tin chế độ nước theo thời gian thực và chính xác

Một cái nhìn toàn cảnh về nước và mưa

Trùng Khánh tháng 5, bầu trời xanh như nước trong, nắng chiếu trên đoạn sông Tồntan, mặt nước lấp lánh tỏa ra hơi ấm và sức sống của đầu hạ

Dưới dòng chảy của sông, vô số cảm biến tinh vi đang hoạt động âm thầm, luôn cảm nhận được những thay đổi tinh tế của nước sông Các thông tin chính như mực nước, tốc độ dòng chảy, tốc độ dòng nước và hàm lượng trầm tích đều được các cảm biến ghi lại và truyền đến trung tâm dữ liệu theo thời gian thực

　　
▲ Trạm thủy văn Trùng Khánh Cuntan Ảnh: Chen Lei

Để nắm bắt chính xác thông tin về chế độ nước trong lưu vực sông Dương Tử và cải thiện độ chính xác của dự báo, Tập đoàn Tam Hiệp Trung Quốc đã triển khai hơn 600 trạm đo từ xa ở thượng nguồn sông Dương Tử Các trạm đo từ xa bao gồm các trạm thủy văn và trạm đo lượng mưa, và Trạm Thủy văn Cuntan nằm ở đây là một trong số đó Các trạm này bao phủ gần 80% diện tích lưu vực thượng nguồn sông Dương Tử và có thể hoàn thành việc thu thập thông tin về các trạm điều khiển chính và hồ chứa được kiểm soát trong vòng 10 phút

"Chúng tôi chủ yếu thu thập và xử lý ba loại thông tin chính: mực nước, dòng chảy và lượng mưa" Zhang Yusong, bộ phận tự động hóa của Thang máy Tam Hiệp, giới thiệu Nói về việc theo dõi mực nước, ông đề cập, các trạm tự xây dựng của Tam Hiệp chủ yếu sử dụng máy đo mực nước bong bóng, máy đo mực nước radar và máy đo mực nước phao để hoàn thiện việc đo mực nước

"Đối với việc theo dõi lượng mưa, chúng tôi sử dụng máy đo mưa dạng xô" Zhang Yusong dẫn phóng viên lên nóc tòa nhà ga, mở thùng mưa hình trụ và một thiết bị hai tầng có hình dáng "gác mái" thu nhỏ xuất hiện

　　
▲ Máy đo mưa gầu nghiêng Nhiếp ảnh: Chen Lei

　"Phễu phía trên dùng để thu nước mưa, lớp giữa là xô lật đệm, lớp dưới cùng là xô lật đếm Dung tích của xô lật thường được đặt ở mức 0,1-0,5 mm Khi nước mưa đổ đầy xô lật, xô lật sẽ bị lật do mất cân bằng Hành động này sẽ kích hoạt tín hiệu xung và đếm, sau đó bộ thu thập dữ liệu sẽ nhận được tín hiệu này Sau khi xử lý, nó có thể được chuyển đổi thành dữ liệu lượng mưa chính xác"

Trong kiểm soát lũ lụt và sản xuất điện, việc dự báo chế độ nước chính xác chắc chắn là một đảm bảo kỹ thuật quan trọng Dự án Tam Hiệp là xương sống của hệ thống kiểm soát lũ sông Dương Tử và là dự án bảo tồn nước lớn nhất thế giới

Zhang Yusong giới thiệu, các trạm đo từ xa chế độ nước không chỉ đóng vai trò là “lính gác” kiểm soát lũ mà còn đi đầu trong sản xuất thủy điện

Ở thượng nguồn sông Dương Tử có bao nhiêu lượng mưa, bao nhiêu dòng chảy hình thành, mực nước ở đoạn sông là bao nhiêu và lượng nước chảy vào hồ chứa là bao nhiêu "Tài khoản nước" này đều được tính toán dựa trên thông tin do hệ thống đo từ xa chế độ nước cung cấp; Dự án Tam Hiệp cần giải phóng bao nhiêu dung lượng lưu trữ, bao nhiêu tổ máy có thể vận hành và có thể tạo ra bao nhiêu điện năng, tất cả cũng dựa vào những “tài khoản nước” chính xác để hỗ trợ

Hãy để "sự thấu thị" nhìn xa hơn

Do các trạm đo từ xa được phân bố rộng rãi và một số địa điểm ở xa, để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định sau khi hoàn thành và đảm bảo độ tin cậy, tính nhất quán và tính đại diện của dữ liệu thủy văn, phù hợp với nguyên tắc bảo tồn và chia sẻ, việc xây dựng và quản lý hệ thống đo từ xa thủy văn Tam Hiệp áp dụng mô hình “đồng xây dựng và đồng quản lý, lợi thế bổ sung, chia sẻ tài nguyên và phát triển hài hòa” với các cơ quan thủy văn địa phương

Trong quá trình kiểm tra này, phóng viên đã đi cùng đoàn kiểm tra bao gồm Chuyển dòng trên cao Tam Hiệp và sở thủy văn địa phương đến Thị trấn Haila, huyện Weining, thành phố Bijie, tỉnh Quý Châu và đến thăm địa điểm xa xôi nhất của Trạm đo từ xa chế độ nước Tam Hiệp, Trạm Lượng mưa Haila Ngày hôm đó, chiếc xe khởi hành từ Quý Dương, đầu tiên lái vào đường cao tốc, sau đó rẽ vào quốc lộ quanh co, rồi chuyển sang tỉnh lộ hiểm trở, cuối cùng đặt chân lên con đường nông thôn quanh co lên núi Sau tám giờ lái xe, cuối cùng cả nhóm cũng đến được Thị trấn Haila, cách Dự án Tam Hiệp hơn 1100 km và ở độ cao khoảng 2500 mét so với mực nước biển

　　
▲ Đội kiểm tra đo từ xa quy định nước Tam Hiệp đang kiểm tra máy đo mưa Ảnh: Trần Lôi

Tại sao các trạm đo từ xa chế độ nước Tam Hiệp lại nằm ở cao nguyên Vân Nam-Quý Châu xa xôi như vậy?

Cheng Xiaosong, Giám đốc Phòng Dự báo Điều kiện Nước của Cục Thủy văn tỉnh Quý Châu, nói với các phóng viên rằng nước đến từ Hồ chứa Tam Hiệp được thu từ tất cả các sông chính và phụ lưu ở thượng nguồn sông Dương Tử, còn nước ở các sông chính và phụ lưu chủ yếu được hình thành bởi lượng mưa trong khu vực Để nắm được dòng chảy sông cần truy tìm nguồn gốc và hiểu rõ tốc độ dòng chảy của từng khu vực (tức là lượng dòng chảy do lượng mưa gây ra)

Trên sơ đồ mạng lưới trạm của Hệ thống đo từ xa chế độ nước Tam Hiệp, các chấm nhỏ màu đỏ tượng trưng cho các trạm dày đặc như một tinh vân Mỗi trạm mực nước và trạm mưa giống như một “nơ-ron” của mực nước sông, nắm bắt sâu sắc mọi thay đổi tinh tế và truyền chính xác những dữ liệu thời gian thực này tới Quy định độ cao Tam Hiệp

Xiong Jinhe, phó giám đốc Văn phòng Dự báo Chế độ Nước thuộc Cục Thủy văn thượng nguồn của Ủy ban sông Dương Tử, đã chỉ vào các điểm chấm và giới thiệu chi tiết——

Trạm thủy văn Sanduizi, cách trạm thủy điện Wudongde khoảng 192 km về phía hạ lưu, là trạm điều khiển lưu trữ chính cho các trạm thủy điện bậc thang Wudongde, Baihetan, Xiluodu và Xiangjiaba ở hạ lưu sông Jinsha Là "con mắt" đầu tiên của hành lang năng lượng sạch lớn nhất thế giới;

Trạm Thủy văn Cuntan nằm ở khu đô thị Trùng Khánh, có vị trí rất nổi bật trong công tác dự báo và kiểm soát lũ lụt Đây là trạm kiểm soát chế độ nước sau hợp lưu của sông Kim Sa, sông Mân Giang, sông Đà Giang, sông Gia Lăng và sông Dương Tử Dữ liệu thủy văn của nó phản ánh trực tiếp những thay đổi trong chế độ nước ở thượng nguồn sông Dương Tử Đây cũng là trạm kiểm soát nước và trầm tích đầu vào của Dự án Tam Hiệp, cung cấp dữ liệu dòng chảy đầu vào theo thời gian thực cho Dự án Tam Hiệp;

Trạm thủy văn Ô Long nằm ở hạ lưu sông Ngô Giang, cách ngã ba sông Dương Tử và sông Ngô Giang khoảng 69 km Đây là trạm kiểm soát dòng nước và trầm tích ở lưu vực sông Ngô Giang của Dự án Tam Hiệp Phần thử nghiệm của nó thuộc về đầu trữ nước dài 175 mét của khu vực hồ chứa Dự án Tam Hiệp

　　
▲ Trạm thủy văn Kweichow Moutai Ảnh: Chen Lei

"Dữ liệu thủy văn được giám sát bởi các trạm đo từ xa này có giá trị tham khảo quan trọng cho các quyết định điều độ của Hồ chứa Tam Hiệp của chúng tôi Vì vậy, chúng tôi gọi các trạm đo từ xa là 'thấu thị'" Zhang Yusong cho biết: "Trong những năm gần đây, chúng tôi đã tiếp tục mở rộng phạm vi phủ sóng của các trạm đo từ xa và tiếp tục tăng cường nỗ lực vận hành và bảo trì, nhằm kéo dài thời gian dự báo chế độ nước có thể dự đoán được, đồng thời cải thiện độ chính xác của dự báo, để 'thấu thị' có thể nhìn xa hơn và chính xác hơn"

Điều này được hiểu rằng phần dự báo điều chỉnh bậc thang Tam Hiệp hiện nay đã dần bao phủ các trạm và hồ chứa chính của thượng nguồn sông Dương Tử Thời gian dự báo đã được kéo dài từ hai ngày qua lên 10 ngày Hồ chứa Tam Hiệp thậm chí đã đạt được quy trình dự báo hàng ngày trong 30 ngày, điều đó có nghĩa là điều kiện lượng mưa mỗi ngày ở trung và thượng nguồn sông Dương Tử trong 30 ngày tới có thể được dự đoán chính xác hơn

Từ luồng thông tin đến luồng lợi ích

Trên máy tính của người dự báo Sở Tài nguyên Nước Thác Tam Hiệp, phóng viên một lần nữa nhìn thấy “sự thấu thị” Những người kiên trì cách xa hàng ngàn dặm tập hợp lại thành vô số tín hiệu tình báo nhấp nháy trên màn hình, cung cấp tài liệu tham khảo quan trọng về kiểm soát lũ lụt, cấp nước, sinh thái, vận chuyển, phát điện… của nhóm trạm điện tầng

　　
▲ Phòng điều phối Yichang của Trung tâm điều phối thang máy Tam Hiệp Ảnh do Công ty Điện lực Sông Dương Tử cung cấp

Trong phạm vi 1,8 triệu km2 của lưu vực sông Dương Tử, phạm vi quan sát chính của Tập đoàn Tam Hiệp tập trung ở trung lưu và thượng nguồn Ngoài hệ thống dự báo thủy văn phủ sóng thượng nguồn sông Dương Tử, Tập đoàn Tam Hiệp Trung Quốc đã hợp tác với Cục Khí tượng Quốc gia xây dựng hệ thống kinh doanh khí tượng với quy mô đài quan sát khí tượng cấp tỉnh Từ đó, nó có thể quan sát bầu trời và đo mây, nắm bắt gió và mưa, sau đó biết nước từ mưa và chuyển thông tin mưa thành thông tin dòng nước

Bây giờ chúng ta có một lượng thông tin khổng lồ, làm cách nào chúng ta có thể sử dụng nó để lập kế hoạch cấp bậc?

"Việc điều độ tầng hồ chứa rất phức tạp Nó liên quan đến sự cân bằng giữa các mục tiêu điều độ khác nhau như kiểm soát lũ, vận chuyển, sinh thái, cấp nước và sản xuất điện Nó cũng liên quan đến sự phối hợp giữa các đơn vị quản lý khác nhau Nó phải xem xét các yếu tố ảnh hưởng của khí tượng, thủy văn và các trạm điện thượng nguồn, cũng như quy mô thời gian và không gian Do đó, cần có một hệ thống hỗ trợ quyết định khoa học và hiệu quả để sử dụng toàn diện tài nguyên nước để tối ưu hóa việc điều độ" Bao Zhengfeng, phó giám đốc điều độ thác Tam Hiệp cho biết

Bắt đầu từ năm 2022, Tập đoàn Tam Hiệp Trung Quốc đã độc lập phát triển hệ thống hỗ trợ ra quyết định quản lý tài nguyên nước theo tầng lưu vực sông, áp dụng các công nghệ tiên tiến như dữ liệu lớn và học máy để đạt được sự tích hợp thông tin đầy đủ, điều độ liên khu vực và so sánh đa mô hình trong lưu vực Bằng cách liên tục tối ưu hóa kế hoạch điều độ trạm điện theo bậc, nó sẽ tiếp tục cải thiện khả năng cốt lõi của việc điều độ chung thống nhất các bậc thang lưu vực sông và đảm bảo rằng các lợi ích toàn diện của các trung tâm bậc thang được hiện thực hóa đầy đủ

　　
▲ Viện nghiên cứu sử dụng hiệu quả tài nguyên nước bằng thang Tam Hiệp hiện đang thảo luận Hình ảnh do Công ty điện lực sông Dương Tử cung cấp

"Nếu lũ lụt xảy ra ở thượng nguồn sông Dương Tử, hệ thống sẽ tổng hợp và tính toán dữ liệu về lượng mưa, mực nước và lưu lượng được báo cáo bởi từng trạm Trên cơ sở đó, mô phỏng lập kế hoạch vận hành và mô phỏng lan truyền lũ của nhóm hồ chứa thượng lưu sẽ được thực hiện để phân tích nhu cầu kiểm soát lũ của các đoạn trọng điểm ở hạ lưu và sự sẵn có của các hồ chứa bậc thang Sử dụng khả năng tích trữ kiểm soát lũ và xem xét toàn diện các yếu tố như đảm bảo sản xuất và đời sống của người dân nhập cư trong khu vực hồ chứa không bị ảnh hưởng, đề xuất các đề xuất điều độ hồ chứa mục tiêu và sau đó đưa ra dự báo Hệ thống đánh giá điều độ được sử dụng để so sánh các kế hoạch và cuối cùng xác định kế hoạch điều độ cho lũ lụt”, Xu Yang, Viện nghiên cứu sử dụng tài nguyên nước hiệu quả Tam Hiệp cho biết

Dòng sông bao la, lúc êm đềm như gương, lúc lại sóng gió Giữa núi sông, với sự phù hộ của sức mạnh khoa học công nghệ hiện đại, vô số “thần thấu thị” dõi theo từng thăng trầm của sông Dương Tử suốt ngày đêm, bảo vệ nó luôn luôn và giữ cho nó luôn sống động, sôi động

Biên tập viên: Gao Jintao, Ren Xian, Qin Yang