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数字孪生平台助力北京密云水库分钟级响应

2026-09-22 02:12 北京青年报

来源标题:数字孪生平台助力密云水库分钟级响应

密云水库数字孪生平台工作界面

今年第13号台风“白海豚”8月登陆我国后,创下有气象观测史以来的多项极端纪录。在“白海豚”北上的同时,北京密云水库的洪水调度方案已在数字世界里反复推演。依托灾后重建构筑的密云水库数字孪生平台,上千个感知设备实时回传监测数据,系统分钟级完成多场景洪水推演、滚动生成十余套预报调度方案,为水库蓄泄权衡、下游风险防控提供科学决策支撑。

推进防洪数智化 

密云水库数字孪生平台上线

如果说“一年基本恢复”是治标,那么“三年全面提升”则是治本。据了解,北京市90项“三年全面提升”类项目均于2024年上半年全面开工,截至今年7月底,已有54项完工。

在骨干防洪工程建设方面,北京已完成10座水库、水闸除险加固工作,同步更新自动化监测系统,通过加固坝体、修缮溢洪道与输水洞等核心构筑物,彻底消除老旧水利工程安全隐患,保障水库稳定安全运行。记者注意到,为了实现远程调度,提高防洪调度效率,水库修复工程并不止于恢复原有功能,更是让防洪调度迈向智能管控阶段。密云水库在今年汛期前,除了将“水下门神”——白河发电隧洞拦污栅进行了更换外,还上线了密云水库数字孪生平台,让洪水未至、洪水调度方案已经开始在数字世界里推演成为可能。

8月11日夜,密云山区雨幕横飞,风雨裹挟洪水向库区袭来。此刻,密云水库管理处数字孪生会商室气氛骤然拉紧。调度运行科褚旭紧盯跳动的数据,快速操作密云水库数字孪生平台。“平台累计接入1000多个雨水情、工情等多类监测传感设备。”密云水库数字孪生办公室负责人郝皓介绍,依托这些灵敏的“感知神经”以及水文水动力模型,数字孪生平台实现了水库洪水预报调度智能响应。“传统人工演算方法耗时几十分钟甚至更久,现在直接被压缩至分钟级。”

“海量数据助力水库安全隐患早识别、早预警,精准捕捉大坝变形、渗流等风险信号,指标一旦超阈值即刻触发预警。”郝皓介绍,暴雨期间,数字孪生平台每日接收数据超过4万条。同一时间,200多路高清摄像机“瞪大眼睛”:大坝迎水面、背水坡脚、溢洪道闸室“尽收眼底”。在AI识别算法加持下,还能自动甄别闸前水面漂浮物等异常。

实践证明,在此次暴雨应对过程中,密云水库数字孪生平台充分展现了综合支撑能力。郝皓介绍,平台将洪水演进、工程安全纳入一体化预演,帮助水库在“蓄泄权衡”中寻找“最优解”,“降雨中该平台就滚动生成不同降雨场景下的洪水预报10余个、模拟调度预演上百次。”

夜以继日抢工期

59项水毁修复项目如期完成

洪水的破坏力极强,而恢复重建的第一场硬仗,便是确保在2024年汛期前,让受损的水利及供排水工程防洪能力恢复到灾前水平并有所提升。这是一场与时间的赛跑。北京市水务局将59项“一年基本恢复”类水毁修复项目列为重中之重。

在“23·7”流域性特大洪水中,永定河北京段部分堤防等水利设施遭到严重损毁。在应急抢修基础上,北京市水务局在2023年汛后开始组织实施永定河各项水毁修复工程建设。到2024年5月,曾经被巨大的洪峰流量冲断的下游分水堤已经修葺一新。“永定河干流堤防水毁修复工程在场施工人数最多时可达几百名,工程最终赶在入汛前基本完工。”时任北京市永定河管理处卢沟桥分洪枢纽管理所副所长郭一健介绍。同年6月,永定河北京段恢复正常行洪功能。

据介绍,“一年基本恢复”项目累计完成12座水库、8座水闸、500余公里河道、580公里山洪沟道治理,127处水文站及监测设施修复,受损水利工程防洪能力达到灾前水平并有所提升。同时,供排水保障全面恢复。洪水过后,房山、门头沟、昌平、延庆等区的供水设施不同程度受损,通过应急送水、应急抢修等措施,在灾后一周时间基本实现了“路通水到”;在灾后一个月基本恢复了稳定供水;在灾后第一年,恢复重建供水厂站130座、供水管线约1100余公里,北京所有受灾区域全面恢复常态化稳定供水,消除洪灾遗留供水安全隐患,城乡供水保障能力全面回归灾前标准,稳稳守住民生供水底线。

缓冲空间再扩容

八大蓄滞洪区遍布重点流域

全面提升还体现在流域防洪“缓冲空间”大幅扩容上。北京聚焦永定河、北运河流域防洪薄弱环节,集中新建、完善8座蓄滞洪区,全域新增蓄滞洪容量约3500万立方米,相当于17.5个昆明湖,并创新践行“平急两用”建设理念,实现生态休闲与防洪避险功能双向兼顾。

今年主汛期前,温榆南堰工程主体完工并正式投用,补齐“通州堰”防洪体系“上蓄”最后一块拼图,温榆河公园“一区三河六闸堰”防洪体系全面成型,整体可蓄滞1200万立方米洪水,相当于6个昆明湖的蓄水量。在位于清河入温榆河汇合口下游约1公里处,北青报记者看到,桥下一面崭新的灰色大闸坝挺立,有着“万夫莫开”之势,“这是温榆南堰,是温榆河公园蓄滞洪区‘南北分区’调度策略中的核心控制性工程之一。同时,也是温榆河应对区域超标准洪水的‘最后一道防线’。”北京市水务局温榆河公园协调小组办公室负责人李文宇介绍。温榆南堰工程完工并投用后,使得北京温榆河公园蓄滞洪区的分级滞洪模式成为现实,可与已完工的辛堡闸、清河堰、温榆北堰等协同作用,分级蓄洪,从中小洪水到特大洪水分层吸纳,洪峰过后有序退水,全程闭环可控,显著提升温榆河、清河洪水联合调度能力,筑牢北京城市副中心上游的防洪屏障。

实际上,北京自三年前就开始系统性全新布局八大蓄滞洪区,遍布京南、京西、京东重点流域,覆盖河道治理、闸坝建设、生态修复、智慧管控等多个维度。如今,八大蓄滞洪区基本落地成型,3500万立方米新增蓄滞库容让流域防洪“缓冲空间”大幅扩容。

完善城乡供排水

让城乡居民喝上“放心水”

基础设施的重建,不仅关乎防洪安全,同时也守护着千家万户的用水安全。三年来,北京在完善城乡供排水体系上持续发力,让城乡居民喝上“放心水”。截至目前,北京已建成投产门头沟区门城水厂,提升改造城子水厂,进一步提升城乡供水设施抵御风险能力。

更深刻的变化发生在山区。针对重点受灾区域,170余处山区村庄供水站启动标准化改造,从源头上解决供水设施抗灾能力弱的短板。截至2025年底,北京梯次推进300处山区村庄供水站标准化改造,最大程度实现城乡供水同源、同网、同质、同服务、同监管。同时,污水处理与再生水利用能力也得到提升。垡头、五里坨等15座再生水厂完成新建改造,56公里污水管线、18公里再生水管线建成投用,北京污水处理能力达到819万立方米/日,为城市水环境的持续改善奠定了基础。

(本文摘自北京青年报A04版)

责任编辑:张思宇(QX0007)作者:解丽

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