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【水到渠成共发展】揭秘南水北调“智慧大脑”总调中心 释疑三大热点问题

2018-06-14 13:41:00来源:央广网

  央广网北京6月14日消息(记者王晶)近555平方米的南水北调中线总调中心大厅里,一排排电脑整齐摆放,黑色座席呈鱼刺型被间隔开,几位输水调度人员正在对工程沿线重点断面的水情、工情等进行严密监控,而他们眼前的一个巨大屏幕上,则实时显示着各地来水需水量、水位等详细数据。

  如果说渡槽、倒虹吸等工程是南水北调的“躯干”,那么,位于北京木樨地玉渊潭南路一号的总调中心就是南水北调的“大脑”。

  “远水解近渴”,中线调水线路长、规模大、沿线无调蓄,“智慧大脑”怎样实现24小运转?各类险情如何被消灭在萌芽状态?这里究竟会“隐藏”着哪些不为人知的调度细节?带着这几点疑惑,央广网记者于近日前往总调中心,寻找答案。

  通过监控设施,南水北调中线建管局总调中心调度大厅工作人员可查看沿线所有的实时影像。央广网记者王晶 摄

  释疑1

  “智慧大脑”如何运转

  南水北调中线干线工程自丹江口水库引水,经河南、河北、北京、天津四省市,总长1432公里,工程沿线设有64座节制闸,97座分水口门,多年平均调水量达95亿立方米。

  而这些全线输水调度指令,均由位于北京的总调中心调度大厅发出。

  “怎么发出指令?”“这里就好比‘神经中枢’”南水北调中线监管局总调度中心工程师周梦打了一个生动的比喻。

  他继续向记者解释道,“在调度组织上,分三级管理,一级调度机构为位于北京的总调度中心,二级调度机构为5个分调中心,设在各分局,三级调度机构为45个现地管理处的中控室。另根据输水调度系统设计,在河南郑州设置总调中心的备调中心,与河南分调中心合署办。”

  上午10点左右,在周梦的指引下,记者遇到几位正在值班的工作人员,他们负责今天全线的输水调度工作。“除了实时监控水情变化,我们还需根据沿线各地的用水需求,实时调整闸门开度,对渠道水位进行调控,并适时调整对应分水口、退水闸的流量。”其中一位工作人员说道。

  记者看到,他们眼前的大屏显示系统清晰地显示沿线水域的各类影像。而在大厅左右两侧墙壁正在建设中的模拟屏,也可直观、准确地观察到渠道水流及运行状况。

  “97座分水口门,如何实现时时监控?”周梦介绍,“按照‘五班两倒’的方式进行调度值班,每班安排值班人员4人,不论春夏秋冬,白天黑夜,全天24小时,调度人员必须时刻关注数据变化,始终保持高度敏感性。”

  央广网记者王晶 摄

  “咱们大厅接入的自动化调度系统,包括闸站监控系统、水质监测系统等6套子系统,还可实现自动化输水调度和各项监控功能,”周梦说道。

  “这些调度系统,怎样实现控制支配?”记者再一次抛出问题。

  一旁的南水北调中线建管局信息机电中心机电管理处副处长黄伟锋解释道,比如,为了确保自动采集数据的准确性,每个节制闸每孔闸门的水情数据,包括闸前水位、闸后水位信息,每30分钟由现地管理处进行审核。

  “审核通过后提交分调中心,分调中心对上报的数据每1小时再一次进行审核,审核通过后提交总调中心。“他强调说,必须层层审核,确保水情数据的准确性。

  目前,中线64座节制闸均参与调度,97座分水口目前已累计启用76座。在设计流量条件下,节制闸闸门全部敞开,采用“嘴对嘴”方式,上下游联动,保持水位平稳和水量匹配。

  黄伟锋还向记者具体解释说,如果输水流量小于设计流量,参与调度的各节制闸,把渠道分成众多渠池,相当于一系列小型水库。

  上述负责人表示还特别提到,闸站的监控系统预警功能也尤为关键。

  “各级输水调度人员务必高度重视每条警情。“他表示,对影响输水调度安全的各类异常及苗头,要按照职责及时做好接消警工作,做到异常情况早发现、早核实、早上报、早处置,将各类安全隐患消灭在萌芽状态。

  释疑2

  遇到险情怎样应对

  负责调配中线64座节制闸,97座分水口门的总调中心,到底“牛”在哪儿?一旦遇到险情怎么办?

  工程师周梦向记者讲述了一件发生在两年前的抢险故事。“那时在最大降雨时段,增加流量甚至超过100立方米每秒,当时的调度压力可想而知。”

  2016年7月19日至7月21日,中线工程沿线多地遭遇了历史罕见的强降雨,渠首、河南段全线超出设计水位,多处逼近加大水位,河南辉县段峪河暗渠出口裹头受损出险,洪水随时可能入渠,工程防洪形势异常严峻。

  危急时刻,从中线建管局局领导到总调中心的员工,日夜坚守在调度大厅,投入到紧张忙碌的应急调度工作中。

  为应对强降雨造成的水位普涨,总调中心紧急调减陶岔渠首入渠流量,全线各闸联调,水情数据加密上报,严防水位超限。同时,要求黄河以北所有退水闸马上派人值守,24小时待命,随时做好退水准备。

  从7月19日早上8点,至7月20日早上8点,根据实时的雨情水情数据,总调中心相继5次紧急减少陶岔入渠流量,抑制渠段水位过快上涨。入渠流量由最初的140立方米每秒调减至85立方米每秒,减少近40%的流量。

  在降低入渠流量的同时,总调中心对全线进行应急调度,在短时间内,从刁河节制闸到穿漳节制闸,每个闸门依次大幅度下降。24小时内,总调中心总计调整闸门578门次,从渠首至邯石段970多公里的渠道、四十多个节制闸同时联调。

  经过一晚上不停歇地盯守和应急调度,输水调度人员终于接到了从河南峪河抢险现场传来的消息,峪河裹头险情化险为夷。

  据统计,从7月19日至7月21日,48h内入总干渠降雨量折合水量总计1174万立方米,相当于平均每秒增加68立方米的水量。

  最终,经过全线调度人员共同努力,分工协作,上下联动,精准调度,保证了供水安全。

  记者了解到,整个过程中,全线没有启用任何一座退水闸,各个分水口门均正常分水。

  释疑3

  如何顺利度过冰期输水

  南水北调中线如何冬季输水,特别是零度以下气温进行冰期输水,是社会公众水较为关心的问题。

  据悉,中线工程一般以12月至次年2月作为冰期运行阶段,实际工作中,根据天气情况可提前进入冰期运行或延长冰期运行时间。

  “这就类似于在冰盖下输水。”总调中心的工程师周梦告诉记者,“在冰盖下输水反而更安全,但也早有防备。”

  “开展冰期输水科学研究工作,每年11月将安阳河节制闸以北的节制闸抬升至设计水位附近运行。对冰期输水调度应急预案进行修订完善,并组织演练,确保突发事件时及时有效应对,”上述负责人表示。

  此外,还需采取有效的调度措施,包括抬水降速、稳水稳速。

  那么,一旦有冰块出现,是否会碎裂危及工程?周梦解释说,进入冰期后,会抬高渠道水位运行,并适当减少输水流量,保持较低的流速,防止冰塞发生,以保证冰盖的顺利形成,实施冰盖下稳定输水。冰盖形成后,输水过程中确保水位和分水流量的稳定,防止冰盖破损。融冰期间,仍保持较低流速,防止冰块堆积阻塞,直至冰全部融化。

  长江科学院杨金波博士(左)与涞涿管理处员工朱志华一起监测冰情

  冰期输水是否会导致输水安全问题及输水能力下降,也一直备受关注。

  “冰期输水还须采取相应的工程措施,具体包括拦、捞、排、融、扰五大招法。”周梦说,会在倒虹吸、渡槽、隧洞等进口布设拦冰索,防止冰屑进入建筑物内堆积。

  在低流速情况下,一般流冰在拦冰索前聚集后就逐步形成冰盖,怎么办?南水北调中线建管局信息机电中心机电管理处副处长黄伟锋说,各节制闸部位此时还须配备一定数量的捞冰设施,必要时进行捞冰;沿线还设置有排冰闸,紧急时可以排出流冰到渠外。

  “闸门安装有热融冰装置,可加热门槽,保障冬季闸门顺利启闭。”该负责人强调,渠道中的一些部位还设置水流扰动装置,通过不断扰动水流,避免闸前结冰等。

  自2014年12月通水至今,已累计输水超过135亿立方米,仅2017年至2018年冰期3个月输水量超过11亿立方米。

编辑: 吴海波

【水到渠成共发展】揭秘南水北调“智慧大脑”总调中心 释疑三大热点问题

近555平方米的南水北调中线总调中心大厅里,一排排电脑整齐摆放,黑色座席呈鱼刺型被间隔开,几位输水调度人员正在对工程沿线重点断面的水情、工情等进行严密监控,而他们眼前的一个巨大屏幕上,则实时显示着各地来水需水量、水位等详细数据。