塔河之水“網上來”

這是葉爾羌河流域提孜那甫河汗克爾渠首。

新疆塔裏木河流域管理局供圖

　　由葉爾羌河、阿克蘇河、和田河、開都—孔雀河四條源流匯聚而成的我國最長內陸河塔裏木河，穿過塔克拉瑪幹沙漠，流經新疆阿克蘇、庫車、輪&、尉犁等地，蜿蜒2000多公里，最後注入&特瑪湖，流域總面積達到102萬平方公里。

　　塔裏木河是新疆天山以南廣大地區生産生活、農業灌溉、生態保持用水的主要來源。歷史上，受氣候、地理條件影響，塔裏木河的河道、水量很不穩定，如同其維吾爾語名字“無韁的野馬”。高效治理這匹“野馬”，對於新疆保持生態穩定性、推動經濟社會高質量發展、保障和改善民生具有重大的現實意義和深遠的歷史意義。

　　近年來，一批來自廣東的科研人員，在塔裏木河流域踏勘調研、追水找水，利用衛星遙感、人工智能、數字視網膜技術等研究成果，為塔裏木河流域水資源調度、來水預測、生態用水管理等方面提供了技術支撐。粵疆科技合作，正推動塔裏木河流域治理邁向智慧化、精細化。

來水預測更準確

　　從新疆塔裏木河流域管理局所在的新疆巴音郭楞蒙古自治州庫爾勒市，驅車3個小時，穿過天山南麓的無人戈壁，到達位於開都河上的察汗烏蘇水電站。兩年前，鵬城實驗室雲腦使能研究所所長張偉第一次來到這裡時，水電站在開都河流量預測方面的探索給他留下了深刻的印象。

　　鵬城實驗室位於廣東深圳，是中央批准成立的新型科研機構，作為國家戰略科技力量的重要組成部分，開展戰略性、前瞻性、基礎性重大科學問題和關鍵核心技術研究，服務國家重大戰略需求。

　　察汗烏蘇水電站承擔着水力發電、蓄洪泄洪、生態補水等多重功能。當上游有水來時，如果放掉的水多了，用於發電的水自然就少了；如果留下的水多了，由於發電機組容量固定，也沒法多發電，反而浪費了。

　　“如果提前知道有多少水會來，我們就可以測算出需要把水位保持在多少米，能夠有效平衡發電、防洪等多方面的需求。”水電站負責人説。

　　為了更準確地掌握來水流量，察汗烏蘇水電站近年來開展了大量預測方面的工作，在已有氣象預報數據基礎上，研究人員克服不少困難，基於多種計算模型以及大量的數據開展來水預測，10日內的預測準確度接近80%。

　　“以當地的實際條件來看，這已經是非常了不起的水平了。”張偉説。

　　然而，由於開都河上游地處天山深處，自然環境惡劣，氣象站點稀疏，數據不足，加上來水受降雨和融雪多重因素影響，導致預測的準確度難以進一步提高。

　　如何破解？鵬城實驗室與水電站研究人員充分交流討論，很快得出結論：要想提高準確度，必須從數據和算法兩個方面着手優化。

　　據張偉介紹，在數據方面，依託鵬城實驗室以“中國算力網”為基礎構建的全球遙感智能數據分析與應用系統，研究人員獲得了開都河流域近10年冰雪覆蓋以及融雪狀況的衛星遙感數據。

　　在人工智能算法方面，鵬城實驗室與水電站研究人員共同對預測模型進行了調整，不僅加入了融雪和降雨的雙重影響因子，還根據季節的不同調整了不同因子的影響權重。

　　據測算，經過優化，開都河10日內來水預測的準確度能夠提高到85%以上。下一步，研究人員計劃收集開都河流域近30年的數據，預計準確度有望提升到90%左右。

生態補水更科學

　　今年8月，塔裏木河汛期來臨，針對胡楊林的引洪補水工作如期開展，流域沿岸數百萬畝胡楊林又一次“喝”上了生態水。

　　沿着和田河上游支流喀拉喀什河順流而下，在和田地區墨玉縣喀瓦克鄉的沙漠邊緣，2019年修建的一條引水渠把喀拉喀什河的水引入附近的村莊、林地，在這條引水渠沿線，每三四公里就有一個生態閘，專門用於給周邊胡楊林“解渴”。

　　喀拉喀什河下游管理站站長艾爾肯·司馬義告訴記者，最近一次補水在今年8月上旬剛剛完成。有了這樣的引水渠以及延伸到胡楊林深處的支渠，現在生態補水基本上可以得到保證，這片胡楊林以及紅柳、甘草、蘆葦都越長越好了。

　　塔裏木河流域內分佈着近1700萬畝天然胡楊林，是南疆重要的生態屏障。從2000年起，新疆已連續25年向塔裏木河下游生態輸水，2016年起又實施了塔裏木河流域胡楊林保護區引洪補水工作。

　　來自新疆塔裏木河流域管理局的數據顯示，今年塔裏木河流域來水量高於近10年平均來水量，為改善四條源流以及幹流沿線的生態環境，今年計劃引洪補水5.1億立方米。

　　補水完成後，胡楊林的生長狀態成為管理部門亟待評估的問題。“看上去確實越長越好了，但具體怎麼個好法？成林和幼林的生長狀況如何？有沒有把寶貴的水資源花在‘刀刃上’？要回答這些問題，必須依靠新技術。”新疆塔裏木河流域和田管理局水調信息科負責人肉孜買買提·吐送尼牙孜説。

　　對此，新疆塔裏木河流域管理局、鵬城實驗室協同中國科學院新疆生態與地理研究所，從2022年起開展了塔裏木河流域胡楊林生態輸水效益評估工作，通過衛星遙感技術區分了成林和幼林的不同狀況，利用人工智能算法修正了由於衛星遙感採集數據在時間和空間上不連續導致的分辨率和誤差問題，從多個方面量化了生態補水的效果。

　　以2022年為例，生態補水讓塔裏木河流域胡楊林高覆蓋面積佔比由36.2%增加到了62.9%，凈初級生産力增加了26.74%，極高等級葉面積指數面積佔比由1.48%增加到4.27%。持續監測數據顯示，2023年，塔裏木河流域胡楊林引洪補水淹灌面積約272萬畝，胡楊林補水區植被覆蓋度增加4.3%。

　　“掌握了這些情況，我們可以更合理地分配和使用塔裏木河的水資源、避免浪費。”肉孜買買提·吐送尼牙孜説。

水利調度更智能

　　在和田河流域重要的控制性攔河樞紐——喀拉喀什河渠首，每到汛期，巴拉提·尼亞孜就要開始三班倒的工作節奏。對於已經在水利一線工作32年的他來説，近年來信息化手段的應用讓水利管理工作變得便利高效了。

　　“過去，一個基層站的管理，通常是兩三個人，騎着摩托車，憑眼睛看、憑經驗估算，掌握、上報、處置上下游幾十公里的水情。”巴拉提·尼亞孜説。

　　近年來，塔裏木河流域已經建立起一體化的“現地站—源幹流局—塔管局”視頻調度體系，952個視頻採集點實現了25處主要分水樞紐和5座水庫的運行情況實時採集。通過安裝在渠首與河道上的36路攝像頭，巴拉提·尼亞孜能夠隨時掌握水情，上報情況的時間間隔從過去的早晚各一次縮短到現在的6分鐘一次。

　　新疆塔裏木河流域管理局信息中心主任程勇説，雖然視頻採集系統對於水利管理髮揮了重要作用，但海量視頻內容面臨着“存不下”“用不好”的問題。

　　對此，鵬城實驗室在葉爾羌河流域提孜那甫河汗克爾渠首引入數字視網膜技術，實現傳統攝像頭的技術架構革新，使攝像頭像人類的視覺系統一樣，能夠自動識別、篩選不同的目標物，更加智能地開展水利管理。

　　在收到汗克爾渠首採集的河道漂浮物的視頻數據後，鵬城實驗室高級工程師王天課把這些數據導入人工智能大模型，經過兩到三周時間的訓練，系統具備了自動識別各種形態漂浮物的能力，準確度達到80%左右，隨着技術正式落地應用、數據量增加，準確度將進一步提高。

　　自2022年新疆塔裏木河流域管理局聘請鵬城實驗室擔任塔裏木河流域智慧水利建設的總體技術顧問單位以來，雙方陸續以“中國算力網”、算力大科學裝置“鵬城雲腦”、人工智能大模型“鵬城·腦海”、數字視網膜等前沿技術為基礎，開展塔裏木河流域智慧化治理合作，並協同新疆本地科研單位開展了一系列相關課題研究，為提高塔裏木河流域水資源一體化調配水平提供了堅實支撐。

　　“下一步，新疆塔裏木河流域管理局還將與鵬城實驗室在洪水跑水漫溢等領域開展技術合作，在東西部協作的大背景下，繼續利用前沿科技的力量助力塔河安瀾、滋養南疆大地。”程勇説。

 （新華每日電訊記者陳宇軒 關俏俏）