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從1張圖到377個(gè)網(wǎng)格 他們?nèi)绾巍翱赐浮币粭l江？

　　本網(wǎng)訊（向珊 易香妤）近日，受華西秋雨影響，一場(chǎng)入庫(kù)流量超過(guò)40000立方米每秒的洪水奔涌至三峽水庫(kù)，成為今年入汛以來(lái)三峽工程迎來(lái)的最大洪水。

　　面對(duì)這場(chǎng)考驗(yàn)，三峽工程充分發(fā)揮防洪屏障作用，將洪峰削減到安全范圍——因?yàn)樵缭?0天之前，這場(chǎng)洪水“脈搏”已被精準(zhǔn)捕捉。三峽水庫(kù)水位提前降至162.6米，為迎峰蓄洪騰出充足庫(kù)容。

　　這份從容的背后，是一段跨越30余年的預(yù)報(bào)技術(shù)積淀。

　　

　　鉛筆、圖紙與無(wú)線電的歲月

　　時(shí)間回到1987年。

　　“嘀嘀嗒嗒”的傳真機(jī)，是預(yù)報(bào)員陳良華最熟悉的背景音。

　　那時(shí)的氣象信息，由報(bào)務(wù)員通過(guò)單邊帶等無(wú)線設(shè)備接收，再通過(guò)手工編碼，交由填圖員用鉛筆繪制在巨大的天氣圖上。

▲?1982年氣象預(yù)報(bào)人員使用的地面天氣圖（歷史資料掃描圖片）

　　那時(shí)的流域氣象水文預(yù)報(bào)，僅服務(wù)于葛洲壩電站調(diào)度工作，預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)重點(diǎn)關(guān)注三峽區(qū)間（重慶-宜昌段）暴雨。

　　“一個(gè)時(shí)次的高空?qǐng)D，從接收到填完，要花上一個(gè)小時(shí)。通訊條件也沒(méi)法和現(xiàn)在相比?！比龒{集團(tuán)長(zhǎng)江電力三峽梯調(diào)退休老預(yù)報(bào)員陳良華回憶道，當(dāng)年預(yù)報(bào)員們依靠經(jīng)驗(yàn)和天氣學(xué)理論，推出未來(lái)的天氣變化，為葛洲壩電站調(diào)度提供預(yù)報(bào)。

　　工具是簡(jiǎn)易的，但責(zé)任重若千鈞。

　　“最怕的就是汛期突發(fā)的短時(shí)強(qiáng)降雨，局部暴雨落區(qū)、強(qiáng)度和移動(dòng)是很難預(yù)報(bào)準(zhǔn)確的，洪水期間影響更大，需要連續(xù)調(diào)整調(diào)度方案。”陳良華說(shuō)，那時(shí)候只能守著傳真機(jī)，等待氣象局傳輸?shù)碾妶?bào)，天氣圖可以鋪滿整面墻，“當(dāng)時(shí)要想提高預(yù)報(bào)準(zhǔn)度，手和大腦都不能停，積累屬于自己的經(jīng)驗(yàn)非常重要”。

　　

　　電話線、電腦和繪圖儀成為“幫手”

　　20世紀(jì)90年代，一根“電話線”帶來(lái)了第一次技術(shù)變革。

　　有線通訊取代了無(wú)線接收，電腦可以自動(dòng)識(shí)別文件，繪圖儀自動(dòng)出圖，預(yù)報(bào)的速度與質(zhì)量實(shí)現(xiàn)了第一次飛躍。

　　2003年，三峽水庫(kù)首次蓄水至135米，調(diào)度對(duì)象從單庫(kù)升級(jí)為梯級(jí)水庫(kù)。在這一時(shí)期，三峽集團(tuán)長(zhǎng)江電力三峽梯調(diào)應(yīng)運(yùn)而生，負(fù)責(zé)實(shí)施三峽—葛洲壩梯級(jí)水庫(kù)的氣象水文預(yù)報(bào)和聯(lián)合調(diào)度。

　　得益于計(jì)算機(jī)和通訊技術(shù)的飛躍，三峽梯調(diào)與中國(guó)氣象局深化合作，陸續(xù)引入了覆蓋長(zhǎng)江流域的地面氣象站，雷達(dá)、衛(wèi)星監(jiān)測(cè)產(chǎn)品以及全球主流預(yù)報(bào)產(chǎn)品等?；诖耍A(yù)報(bào)員可以對(duì)嘉陵江、岷江、沱江等六大關(guān)鍵區(qū)域開展面雨量預(yù)報(bào)。

　　水文預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)也在同步發(fā)展，水情數(shù)據(jù)傳輸更加便捷，預(yù)報(bào)范圍向長(zhǎng)江上游重要干支流拓展，預(yù)報(bào)員的作業(yè)工具也逐步從“鉛筆頭、米格紙、大刀尺”向系統(tǒng)化轉(zhuǎn)變。

▲?金沙江下游水文站點(diǎn)人工推流手稿

　　當(dāng)時(shí)開展三峽的入庫(kù)流量預(yù)報(bào)，主要是通過(guò)上游重慶寸灘、武隆等站的流量，結(jié)合人工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行河道演算合成?！坝捎陬A(yù)報(bào)模型及流程尚未完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與系統(tǒng)化，有時(shí)還需要在坐標(biāo)紙上來(lái)推算洪水的傳播時(shí)間?！彼念A(yù)報(bào)員周曉倩說(shuō)。

　　當(dāng)年的預(yù)報(bào)，在很大程度上依賴于人的經(jīng)驗(yàn)。但變革的種子已經(jīng)播下，三峽工程初期運(yùn)行帶來(lái)的巨大需求，如同一雙無(wú)形的手，推動(dòng)著技術(shù)向前奔跑。

　　

　　從“傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)”到“系統(tǒng)模擬”

　　2007年，三峽水庫(kù)進(jìn)入初期運(yùn)行期，水位逐步抬升。

　　一個(gè)關(guān)鍵的挑戰(zhàn)出現(xiàn)了：水庫(kù)回水使得重慶寸灘至三峽壩址的洪水傳播時(shí)間從自然狀態(tài)的54小時(shí)縮短到24小時(shí)以內(nèi)。

　　傳統(tǒng)“靠上游站報(bào)信”的方法已然不能滿足實(shí)際生產(chǎn)業(yè)務(wù)的需求，必須將預(yù)報(bào)的觸角繼續(xù)向上游延伸，跑到洪水形成的最源頭去。

　　需求倒逼創(chuàng)新。三峽梯調(diào)開始與科研院所、高校展開密集合作。2006年，三峽水庫(kù)入庫(kù)流量預(yù)報(bào)及會(huì)商系統(tǒng)建成，預(yù)報(bào)范圍進(jìn)一步上延至金沙江下游龍街站，預(yù)報(bào)斷面擴(kuò)展到可以覆蓋上游岷江、沱江、嘉陵江和烏江等重要支流的9個(gè)斷面。

　　預(yù)報(bào)系統(tǒng)在主要依賴歷史統(tǒng)計(jì)關(guān)系的傳統(tǒng)模型基礎(chǔ)上，引入了能夠精細(xì)模擬降水、下滲、徑流等物理過(guò)程的新安江模型以及能實(shí)時(shí)自動(dòng)修正誤差的卡爾曼濾波算法，顯著提升了預(yù)報(bào)精度。

　　至此，三峽梯調(diào)的水文預(yù)報(bào)進(jìn)入了“系統(tǒng)模擬時(shí)代”。

　　與此同時(shí)，氣象預(yù)報(bào)技術(shù)也在突飛猛進(jìn)——衛(wèi)星通信系統(tǒng)、衛(wèi)星單收站讓信息接收量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。中國(guó)氣象局的數(shù)據(jù)也全部接入到預(yù)報(bào)系統(tǒng)，構(gòu)建起空天地三維立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。

　　在這一時(shí)期，隨著金沙江下游的向家壩、溪洛渡電站相繼投產(chǎn)發(fā)電，三峽集團(tuán)的梯級(jí)調(diào)度格局由兩庫(kù)聯(lián)調(diào)躍升至四庫(kù)聯(lián)調(diào)。調(diào)度規(guī)模的倍增，對(duì)水雨情預(yù)報(bào)的精度與時(shí)效性提出了更高要求。

　　2011年以來(lái)，分布式水文模型及人工智能方法逐步開始應(yīng)用。2018年，三峽梯調(diào)氣象預(yù)報(bào)已從6大區(qū)域面雨量預(yù)報(bào)，精細(xì)到15個(gè)子區(qū)域，預(yù)見期從2天延長(zhǎng)至7天。氣象預(yù)報(bào)和水文預(yù)報(bào)的精度及預(yù)見期明顯提升。

　　技術(shù)的協(xié)同發(fā)展為日益龐大的梯級(jí)水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。

▲?長(zhǎng)江上游流域水文預(yù)報(bào)系統(tǒng)預(yù)報(bào)作業(yè)界面

　　

　　精細(xì)網(wǎng)格和“提前10天的預(yù)見”

　　2021年，隨著白鶴灘電站首臺(tái)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電，長(zhǎng)江干流葛洲壩、三峽、向家壩、溪洛渡、白鶴灘、烏東德六座水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度的格局正式形成。這對(duì)水文氣象預(yù)報(bào)提出了近乎“苛刻”的要求：范圍要覆蓋長(zhǎng)江上游近80%的流域面積，天氣預(yù)報(bào)預(yù)見期要長(zhǎng)達(dá)10天……

　　一場(chǎng)“精細(xì)網(wǎng)格”革命應(yīng)運(yùn)而生——

　　氣象預(yù)報(bào)上，100M光纖專線取代了原有的通訊方式。與中國(guó)氣象局共同研發(fā)的“多源融合流域網(wǎng)格降水預(yù)報(bào)技術(shù)”投入應(yīng)用，長(zhǎng)江流域的天氣預(yù)報(bào)空間分辨率達(dá)到了“5公里×5公里”；

　　水文預(yù)報(bào)上，建成“長(zhǎng)江上游流域水文預(yù)報(bào)系統(tǒng)”，將整個(gè)流域細(xì)分為377個(gè)水文單元，有效破解了因降水空間分布不均所造成的預(yù)報(bào)難題。

　　2020年夏天，長(zhǎng)江遭遇流域性大洪水。8月20日，長(zhǎng)江2020年第5號(hào)洪水抵達(dá)三峽工程，洪峰峰值高達(dá)78000立方米每秒。“這是三峽工程建庫(kù)以來(lái)的最大洪峰紀(jì)錄，我們提前10天就捕捉到了形成那次洪峰的降水過(guò)程，提前2天就預(yù)測(cè)到了洪峰流量。”陳良華說(shuō)。

　　也是從這時(shí)起，氣象預(yù)報(bào)的邊界被拓寬了。

▲?三峽梯調(diào)氣象預(yù)報(bào)系統(tǒng)功能界面

　　隨著世界最大清潔能源走廊建成投產(chǎn)，其作為“西電東送”國(guó)家戰(zhàn)略的骨干電源地位愈發(fā)凸顯。巨量的清潔電力需要遠(yuǎn)距離送入華東、華中及南方電網(wǎng)，這意味著，氣象預(yù)報(bào)不能僅限于長(zhǎng)江流域，而是要延伸到受電端。

　　2020年，在三峽梯調(diào)氣象預(yù)報(bào)的業(yè)務(wù)清單上，除傳統(tǒng)的降水之外，新增了氣溫、臺(tái)風(fēng)、線路覆冰、森林火險(xiǎn)等預(yù)報(bào)任務(wù)?！斑@樣能精準(zhǔn)預(yù)測(cè)受電區(qū)域用電負(fù)荷，提高發(fā)電計(jì)劃和用電需求的匹配性，同時(shí)可以掌握長(zhǎng)距離輸電線路的安全狀態(tài)，更好地提升發(fā)電計(jì)劃的準(zhǔn)確性?！比龒{梯調(diào)水資源部副主任舒衛(wèi)民說(shuō)。

　　回望二十余年，三峽梯調(diào)水文氣象預(yù)報(bào)的升級(jí)之路，是一段攻堅(jiān)克難、令人振奮的征程：

　　預(yù)報(bào)范圍從三峽壩址拓展到整個(gè)長(zhǎng)江上游流域，預(yù)報(bào)技術(shù)從人工經(jīng)驗(yàn)演進(jìn)為氣象水文深度耦合的智慧預(yù)報(bào)……

　　預(yù)報(bào)手段日益精進(jìn)，但守護(hù)江河安瀾的初心從未改變。

　　如今，預(yù)報(bào)員坐在屏幕前，指尖調(diào)用的是覆蓋百萬(wàn)平方公里的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)和算力澎湃的數(shù)值模型，心中守護(hù)的依然是那條奔騰不息的大江……

　　編輯：任賢 李雷 楊思恒 盧西奧

發(fā)布日期：2025年10月21日