秋尽冬来,南方人还在感叹“一夜入冬”,北方江河却将陆续进入流冰期。每到冬天,江面封冻、冰排奔涌的画面总能吸引不少目光,有人甚至将其视作冬日胜景,却没留意冰层之下潜藏的凶险。
冰下藏险
冰凌成灾,风险难测
冰凌致灾的关键,不在于水量过大,而在于水路被阻断。河道中流动的冰块随水下行,遇上狭窄河段、弯道或浅滩,极易堆积卡堵,形成冰塞、冰坝。它们如同一道临时筑起的天然屏障,挡住上游来水,短时间内抬升局部水位,一旦突破堤防承受极限,就会引发溃堤险情。冰塞、冰坝的生成位置并不固定,受河道形态、水流、气温波动等多重因素影响,随时可能发生变化。至于它们究竟会在何处、何时形成,历来是防凌工作中最难解答的问题。
尤其在厄尔尼诺影响叠加全球气候变暖的背景下,预计今冬全国气温总体偏高,黄河上游内蒙古河段将于11月下旬出现首凌,12月上中旬出现首封,时间均晚于常年。但气温升高并不意味着凌汛压力减轻,相反,气温的波动变化更容易使冰凌在狭窄处堆积,形成冰塞、冰坝,进而增加黄河凌汛风险。面对快速演变的凌情和雨水情,过去以人工巡河、经验研判为主的方式已难以充分适应,监测预报能力亟需进一步提升。
智慧防凌
从感知预报到调度落地
当下,智慧水利正在重构防凌工作逻辑。它将过去防凌面临的“难以预判、事后应对”升级为“可感知、可预演”,把原先依赖经验和运气的模糊判断,转化为可监测、可计算的精准决策。
过去了解凌情,很大程度上靠人到河边看、拿棍子敲冰、凭经验判断。冰面以下是什么情况、冰花堆积到什么程度、冰层有多厚,很多信息仍是缺失的。而如今,一套“天空地水工”一体化监测感知体系,正在北方江河上高效运转。气象卫星俯瞰大范围凌情分布,测雨雷达持续跟踪气温、降水与来水条件,无人机低空巡航近距离采集流凌密度和冰块分布,库区定点视频系统不间断值守,记录冰盖厚度与冰面演变情况。多源感知数据实时汇聚、融合分析,将零散的凌情信号转化为直观的数字图景。
数字孪生、人工智能大模型等技术正推动防凌预报关口前移。一方面,可以对封河、开河等关键日期做出更细粒度的判断,让调度从“大概知道什么时候”变为“可以按天来安排”;另一方面,可以预演不同位置发生卡冰结冰时,冰凌壅水可能影响的范围,把“哪一段可能出问题”从事后确认变成事前推演。人工智能的引入,则让模型有机会从历史数据中学习规律,补上传统预报在复杂河段上的短板。
预测再准,如果不落到调度上,风险仍难以化解。防凌调度讲究“上控、中分、下排”:上游水库压减出库、减少来水,中游预留防凌库容、随时拦蓄,下游降低水位、为凌水下泄腾出通道。这套动作看似清晰,每一步的时机和幅度却极为讲究:放早了,槽蓄水增量释放不充分;放晚了,凌峰可能已经抬起。依托数字孪生系统,调度方案可先在虚拟河道中预演,比较不同水库的运用次序、时机和规模,再将更优方案落到现实调度中。
冰水奔涌之下,风险本就难以算清。智慧水利在做的事,是把看不见的凌情转化为可感知、可预判的数据,捕捉冰塞、冰坝的潜在风险,用预演支撑科学调度。防凌,也由此跳出被动应对的困局,转向有预案、有依据的主动防御。
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