小浪底和西霞院水庫是現(xiàn)代化水庫運(yùn)行管理矩陣試點(diǎn)水庫，按照水利部有關(guān)要求，水利部小浪底水利樞紐管理中心圍繞“四全、四制（治）、四預(yù)、四管”，強(qiáng)化數(shù)字賦能，突出應(yīng)用效能，高質(zhì)量構(gòu)建現(xiàn)代化水庫運(yùn)行管理矩陣，以系統(tǒng)化理念、矩陣化管理，為庫區(qū)、工程和下游安全提供可靠保障，確保水庫綜合效益充分發(fā)揮。

完善透徹監(jiān)測感知體系，為水庫大壩裝上“千里眼”“順風(fēng)耳”

聚焦“天空地水工”一體化監(jiān)測感知體系建設(shè)，完善大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全面、及時(shí)、精準(zhǔn)掌握水庫上下游、左右岸全要素、全天候、全周期信息。

“天”——應(yīng)用國內(nèi)首個(gè)觀測精度達(dá)0.5米級(jí)分辨率的“高景”衛(wèi)星星座監(jiān)測約300平方公里的庫區(qū)水面、約1300公里的水庫岸線，助力快速發(fā)現(xiàn)查處“四亂問題。應(yīng)用北斗衛(wèi)星開展大壩和滑坡體位移變形監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵點(diǎn)位全天候監(jiān)測。

“空”——率先在黃河流域建成組網(wǎng)3部測雨雷達(dá)，覆蓋包括小浪底庫區(qū)在內(nèi)的1萬平方公里監(jiān)測范圍，高精度預(yù)報(bào)未來1～3小時(shí)降雨，實(shí)現(xiàn)庫區(qū)雨情監(jiān)測數(shù)據(jù)從“落地雨”向“云中雨”升級(jí)。建成投運(yùn)2套搭載激光雷達(dá)的無人機(jī)自主巡檢系統(tǒng)，采取AI識(shí)別算法，實(shí)現(xiàn)對水工建筑物、滑坡體全自動(dòng)智能巡檢。

“地”——建成水位站14個(gè)、雨量站119個(gè)，共享接入黃河流域雨量站2041個(gè)、水文站1984個(gè)，精準(zhǔn)掌握雨水情。架設(shè)高清數(shù)字?jǐn)z像頭572個(gè)，應(yīng)用音視頻、熱成像、閾值報(bào)警、設(shè)備異常圖像識(shí)別等技術(shù)，融合AI智能識(shí)別，實(shí)現(xiàn)核心生產(chǎn)區(qū)域24小時(shí)全覆蓋、重要設(shè)施設(shè)備異常智能識(shí)別，設(shè)備運(yùn)行管理進(jìn)入“慧眼+”時(shí)代。建成泄洪預(yù)警系統(tǒng)，對水庫管理范圍內(nèi)下游河道實(shí)施全天候動(dòng)態(tài)監(jiān)測，應(yīng)用有AI識(shí)別功能，將危險(xiǎn)水域各角落“盡收眼底”、涉水危險(xiǎn)行為“無處可藏”。

“水”——利用振動(dòng)法和密度法在線監(jiān)測3條排沙洞出口和發(fā)電機(jī)組尾水含沙量，安裝2臺(tái)剖面儀在線監(jiān)測進(jìn)水塔前泥沙淤積高程。每年汛前汛后，利用“無人船+多波束”技術(shù)測繪近壩區(qū)水下地形。

“工”——加大大壩安全監(jiān)測儀器補(bǔ)埋和自動(dòng)化改造力度，2943支監(jiān)測儀器精準(zhǔn)感知大壩位移變形、滲流滲壓、應(yīng)力應(yīng)變等工情險(xiǎn)情要素，自動(dòng)化率從49%提升至88%。深度應(yīng)用機(jī)器人智能巡檢開關(guān)站、水下檢查孔洞流道。探索應(yīng)用地基合成孔徑雷達(dá)（InSAR）監(jiān)測壩體形變、光電式泥沙監(jiān)測儀器測量泥沙含量。采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，迭代升級(jí)發(fā)供電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，提升水電機(jī)組等重要設(shè)備在線狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷精度。

完善現(xiàn)代化水庫管理體系，為水庫管理打造“指南針”“護(hù)衛(wèi)艦”

建立健全現(xiàn)代化水庫管理體系，明確水庫管理主體及管理標(biāo)準(zhǔn)，依法依規(guī)開展水行政執(zhí)法，確保水庫管理規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。

完善制度體系。建立健全現(xiàn)代化水庫運(yùn)行管理制度標(biāo)準(zhǔn)體系，涵蓋小浪底水利樞紐管理中心層面150余項(xiàng)制度、所屬開發(fā)公司500余項(xiàng)制度、標(biāo)準(zhǔn)的務(wù)實(shí)管用、科學(xué)高效的現(xiàn)代化管理制度體系已形成。

落實(shí)“四項(xiàng)機(jī)制”。深度運(yùn)用跨區(qū)域聯(lián)動(dòng)、跨部門聯(lián)合、與刑事司法銜接、與檢察公益訴訟協(xié)作的水行政執(zhí)法“四項(xiàng)機(jī)制”。2024年開展的庫容管理專項(xiàng)行動(dòng)共清理渣土14.2萬立方米，恢復(fù)庫容20萬立方米；重點(diǎn)督辦的孟津區(qū)黃河生態(tài)廊道侵占庫容案件，被水利系統(tǒng)“清四亂”專題會(huì)議列為典型案例。

完善分析決策支持體系，為水庫調(diào)度淬煉“最強(qiáng)大腦”

持續(xù)迭代優(yōu)化數(shù)字孿生小浪底，數(shù)據(jù)底板不斷夯實(shí)，模型計(jì)算精度明顯提高，正演反演功能逐步完善，“四預(yù)”功能持續(xù)提升。

數(shù)據(jù)底板方面。以16000張竣工圖、35000張施工圖為基礎(chǔ)，利用傾斜攝影補(bǔ)充測量工程外部結(jié)構(gòu)，利用3D激光掃描測量洞室內(nèi)部結(jié)構(gòu)和機(jī)電設(shè)備，構(gòu)建起小浪底工程竣工圖+現(xiàn)狀兩套BIM模型。以工程BIM+庫區(qū)大場景GIS數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用模擬仿真引擎，形成包括小浪底和西霞院水庫約150公里河道范圍的多維度多尺度時(shí)空數(shù)據(jù)底板，并匯集各類監(jiān)測感知數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，融合構(gòu)建與實(shí)體工程同步運(yùn)行的數(shù)字孿生小浪底場景。

數(shù)學(xué)模型方面。研發(fā)來水預(yù)報(bào)、防洪調(diào)度、水庫沖淤、大壩有限元分析、庫區(qū)產(chǎn)匯流等11個(gè)水利專業(yè)模型和庫區(qū)遙感影像智能分析模型，歸集應(yīng)用監(jiān)測感知數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)模型與監(jiān)測數(shù)據(jù)互為驅(qū)動(dòng)、耦合聯(lián)動(dòng)，同步映射、在線分析、自主診斷水庫大壩性態(tài)和周邊環(huán)境，預(yù)測預(yù)判大壩未來狀態(tài)。同時(shí)，針對255個(gè)工程監(jiān)測關(guān)鍵部位測點(diǎn)建立監(jiān)控指標(biāo)體系，實(shí)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)分級(jí)預(yù)警。

決策支持方面。耦合三門峽—小浪底—西霞院水庫來水預(yù)報(bào)，實(shí)時(shí)滾動(dòng)計(jì)算防洪調(diào)度方案，數(shù)字化仿真預(yù)演庫區(qū)淹沒等場景。對不同等級(jí)洪峰流量下，下游洪水演進(jìn)過程及影響范圍，通過調(diào)用數(shù)字孿生黃河智慧防汛平臺(tái)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)預(yù)演。以黃河花園口水文站流量為控制目標(biāo)，可反向推演小浪底水庫運(yùn)用過程，再正向持續(xù)迭代優(yōu)化調(diào)度運(yùn)用方案和泄洪排沙方案，實(shí)現(xiàn)防洪、發(fā)電等綜合效益的“帕累托”最優(yōu)。

多目標(biāo)綜合管控方面。成立小浪底集控中心，實(shí)現(xiàn)樞紐水、沙、電統(tǒng)一調(diào)度，水調(diào)、閘門、機(jī)組、供水、供電等多目標(biāo)統(tǒng)一管控，多專業(yè)聯(lián)合研判，促進(jìn)有關(guān)問題快速發(fā)現(xiàn)、快速處置，實(shí)現(xiàn)“一屏全覽、一廳統(tǒng)管”。水庫調(diào)度指令處理時(shí)間從30分鐘縮減至5分鐘，工作效率提升84%。

2024年汛期，充分應(yīng)用數(shù)字孿生“四預(yù)”功能，小浪底實(shí)施3次調(diào)水調(diào)沙運(yùn)用，為歷年調(diào)水調(diào)沙次數(shù)最多，累計(jì)排沙量超過1億噸，2024年汛后水庫庫容曲線復(fù)核結(jié)果顯示，小浪底水庫累計(jì)淤積35.57億立方米，占設(shè)計(jì)淤沙庫容的47.1%，極大延長水庫使用壽命。

常態(tài)化體檢加維修維護(hù)，為水庫安全鍛造“銅墻鐵壁”

聚焦水庫大壩本質(zhì)安全，嚴(yán)格落實(shí)規(guī)程規(guī)范，常態(tài)化開展安全體檢、隱患排查、維修維護(hù)等工作，多措并舉破解水庫管理難題，確保水庫大壩安然無恙。

提升水庫本質(zhì)安全能力。持續(xù)開展大壩安全和發(fā)電會(huì)商等小浪底特色品牌活動(dòng)。認(rèn)真落實(shí)水利安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)管控“六項(xiàng)機(jī)制”建設(shè)要求，2024年動(dòng)態(tài)辨識(shí)更新一般危險(xiǎn)源1884項(xiàng)、重大風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)危險(xiǎn)源161項(xiàng)。構(gòu)建綠色綜合防控體系，實(shí)現(xiàn)核心區(qū)土棲白蟻動(dòng)態(tài)清零目標(biāo)。

破解水庫管理重難點(diǎn)問題。小浪底和西霞院水庫工程管理范圍與保護(hù)范圍劃定工作全面完成，共涉及河南、山西兩省8縣（市、區(qū)），劃定管理范圍320.6平方公里，保護(hù)范圍385.6平方公里。在水利部指導(dǎo)下，與河南省達(dá)成一致意見，簽訂《黃河小浪底水庫庫周（河南?。┑刭|(zhì)災(zāi)害影響處理補(bǔ)充協(xié)議》。

2024年小浪底水利樞紐順利通過第二次大壩安全鑒定，鑒定結(jié)論為“一類壩”，防洪能力等分項(xiàng)鑒定結(jié)論均為《水庫大壩安全評價(jià)導(dǎo)則》規(guī)定的最高評級(jí)。

深度融合13個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，為矩陣管理搭建“神經(jīng)中樞”

平臺(tái)管理更高效。依托數(shù)字孿生小浪底平臺(tái)，整合大壩安全監(jiān)測平臺(tái)、調(diào)度自動(dòng)化、閘門監(jiān)控等13個(gè)現(xiàn)有相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，高質(zhì)量打造小浪底現(xiàn)代化水庫運(yùn)行管理矩陣平臺(tái)。平臺(tái)和相關(guān)業(yè)務(wù)系統(tǒng)信息與數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)同源，模型與應(yīng)用共建共享，率先實(shí)現(xiàn)與全國矩陣平臺(tái)直通共享，實(shí)現(xiàn)核心數(shù)據(jù)、關(guān)鍵指標(biāo)“一屏通覽”，集業(yè)務(wù)管理、過程監(jiān)管于一體，拓展了工程安全、防洪（防凌）、庫區(qū)管理、生產(chǎn)管理等4個(gè)典型業(yè)務(wù)應(yīng)用場景，真正形成矩陣管理的“神經(jīng)中樞”。

功能應(yīng)用更智慧。探索實(shí)踐Deepseek等大模型與平臺(tái)融合應(yīng)用，智能化升級(jí)人機(jī)交互模式，實(shí)現(xiàn)各類業(yè)務(wù)自然語言交互與實(shí)時(shí)響應(yīng)；整合歷史案例與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，靈活調(diào)用水利專業(yè)模型；聚焦工程安全、防汛調(diào)度等主要業(yè)務(wù)，知識(shí)問答、狀態(tài)預(yù)測、狀態(tài)評價(jià)等能力明顯提升。

下一步，小浪底水利樞紐管理中心將結(jié)合水庫大壩運(yùn)行管理實(shí)際，加快培育發(fā)展水利新質(zhì)生產(chǎn)力，加強(qiáng)現(xiàn)代化水庫運(yùn)行管理矩陣建設(shè)成果應(yīng)用和持續(xù)迭代優(yōu)化，努力提升現(xiàn)代化水庫運(yùn)行管理能力，為積極構(gòu)建安全大壩、生態(tài)大壩、智能大壩提供可靠支撐，確保樞紐持續(xù)安全穩(wěn)定運(yùn)行和綜合效益充分發(fā)揮，為推動(dòng)水利高質(zhì)量發(fā)展、保障國家水安全作出更大貢獻(xiàn)。

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