南水北調東線正式通水運行十周年

在亞洲最大泵站樞紐看“水往高處流”

超61.4億立方米輸入山東！

累計抽引江水400多億立方米！

經過入口處“源頭”石碑，4座電力抽水站就會映入人們的眼簾。這4座電力抽水站連著4座綠茵小島，一線排開，在如畫風景下動力澎湃。這裏便是江都水利樞紐，我國規模最大的電力排灌工程、亞洲最大的泵站樞紐，也是南水北調東線的起點。

今年是南水北調東線正式通水運行十周年。科技日報記者近日隨中國南水北調集團組織的采訪活動，實地探訪了綿延1467公裏的南水北調東線一期工程。

“南水北調東線一期工程初步構築了東部國家水網主骨架、大動脈。10年來，工程受水區內城市的生活和工業供水保證率已從不足80%提高到97%以上。提級北上的‘南水’，已成為我國東部保障供水安全、改善河湖生態、促進經濟循環的‘生命源泉’。”中國南水北調集團東線有限公司副總工程師魏軍國說。

梯級泵站送“南水”

“古有李冰都江堰，今有人民江都站”。江都水利樞紐是東線第一調水梯級，4座大型泵站、33台水泵，設計流量400立方米每秒，1小時抽水量可灌溉4萬畝良田。

記者在江都水利樞紐展覽館數字沙盤前看到，長江水從揚州出發，經雙線河道一路被“托舉”北上，經過13級泵站，就像連續爬升13個台階，連通洪澤湖、駱馬湖、南四湖、東平湖，東線全線最高處東平湖水位與長江水位地勢差近40米，讓“水往高處流”成為現實。

讓江水逆流北上，翻越40米高程，關鍵在於提升水位的泵站群。記者走進第四抽水站泵房時，7台泵機正在運行，發出陣陣轟鳴聲。

南水北調東線江蘇水源有限責任公司（以下簡稱“江蘇水源”）調度運行部主任孫濤介紹說，南水北調東線工程中，新建和改造22座大型泵站，組成了13個梯級調水樞紐，堪稱世界上最大的泵站群。

建設這一超大泵站群，難度可想而知。江蘇水源原副總經理劉軍以寶應站為例介紹，葉片調節機構是水泵調節運行工況，實施優化運行的關鍵部件。國內大多采用液壓式，即用壓力油驅動活塞上下移動，從而調節葉片角度。但這會帶來滲油問題，容易汙染湖水，而南水北調主要是供給生活用水，必須攻關。團隊最終研發出適應調節力大、防漏油的環保型調節係統，實現新型調節結構國產化。

正是這樣“因站而異”“因站而組”，僅南水北調東線江蘇段便形成了11套方案，經過嚴密的泵站技術方案比選，設備投資節省9000萬元以上，泵站效率普遍提升至70%以上。

數字孿生提效能

在南水北調東線江蘇段集中控製中心，鼠標一按，隻用5秒鍾，遠在200公裏外的泵站機組紛紛轉動，出水口水麵泛起粼粼波光，2023年南水北調東線調水工作正式開啟。

水利行業以往大多依賴人工經驗調度。34座大型泵站、159台泵組、上千名工作人員，每天每小時每分鍾如何調度、分配、管理，這挑戰絲毫不亞於工程建設。而數字孿生泵站的建設，上演了一場智能化、數字化的水利變革。

江蘇水源科技信息中心主任莫兆祥解釋說，數字孿生，簡單說就是在虛擬世界裏創建一個一模一樣的泵站係統。南水北調東線江蘇段工程每天至少有2萬個點的數據彙聚到中心，如何利用這些數據，挖掘智能化的應用場景是關鍵。

為此，團隊在江蘇段布置了約5200個傳感器，200路具有AI分析功能的高清攝像機，並充分利用物聯網和雲計算，依托自建專有雲，對采集的大數據進行分析，使整個江蘇段工程的運行管理進入智能時代。

“數字孿生工程建成後，可對泵組健康狀況實時評估，5台機組誰的‘身體好’、誰的‘身體差’，係統都會有科學的判斷，而且還能對故障提前預報預警，為後期優化運行奠定了基礎。”莫兆祥說。

在山東鄧樓泵站，數字孿生係統也幫了大忙。9月，機組工作人員在做開機維護前，發現一台設備擺速過大，係統提示振動超標。經檢修，原來是電渦流傳感器有些鬆動，這種鬆動會在長時間運行中對機組壽命造成嚴重影響。

中國南水北調集團東線有限公司北京本部數字孿生智能調度大廳裏，調度人員可實時查看沿線的工情、水情，通過業務係統在線收發日報、下達指令。

中國南水北調集團東線有限公司總調度中心副主任侯煜表示，數字孿生係統就像泵站的智慧大腦，通過它可以實現精準調水，將智慧水利建設推向新台階。（記者 付麗麗）