烏鎮(zhèn),既是枕水而居的江南水鄉(xiāng),也是世界互聯(lián)網(wǎng)大會的永久會址,江南韻味與前沿科技在這里悄然相融。而在距離烏鎮(zhèn)景區(qū)僅一公里處,一座同樣以新技術(shù)、大數(shù)據(jù)“武裝”的水文站,正矗立在京杭運河(瀾溪塘)畔,以全新姿態(tài)守護著這座“賽博”水鄉(xiāng)。
這便是剛剛完成遷建與現(xiàn)代化改造的烏鎮(zhèn)水文站新站,白墻黛瓦的建筑與古鎮(zhèn)風貌渾然一體,已成為運河畔的一處新地標。今年,它迎來了升級后的首個汛期考驗。面對大考,站里工作人員較往年多了一份底氣:“我們站從硬件設備到‘智慧大腦’全面升級,心里踏實多了。”
應勢而變:從“老黃牛”到“智慧前哨”
水文站如同江河的“體溫計”和“血壓計”,它們監(jiān)測水位、流量、降雨量等數(shù)據(jù),為防汛抗旱、水資源管理、水生態(tài)環(huán)境等提供科學依據(jù)。
烏鎮(zhèn)水文站始建于1955年,屬于國家基本水文站。它位于浙江、江蘇兩省交界處,地勢低洼,西承湖州方向的來水,北連太浦河。特殊的地理位置,使其成為流域防洪的“前哨”,對杭嘉湖地區(qū)乃至太湖流域防洪調(diào)度具有重要意義。“我們這里的水位、流量數(shù)據(jù),對判斷流域洪水是擋還是排非常關鍵,不僅關系到烏鎮(zhèn)互聯(lián)網(wǎng)國際會展中心、濮院時尚小鎮(zhèn)等基礎設施的防汛安危,還關系到上下游的防汛決策。”桐鄉(xiāng)市水利局副局長朱岳明說。
然而,這位守護安瀾的“老黃牛”逐漸力不從心:站房年久失修、防洪能力不達標,監(jiān)測設備陳舊落后。
轉(zhuǎn)變出現(xiàn)在2023年。這一年,烏鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)規(guī)劃迎來調(diào)整,千年運河的生態(tài)治理與防洪體系升級被提上議程。根據(jù)圩區(qū)整治工程規(guī)劃,老站所在河道由“圩外”轉(zhuǎn)為“圩內(nèi)”,這意味著老站已不具備河網(wǎng)水位觀測的代表性。恰逢此時,全省全面啟動現(xiàn)代化水文站改造提升,以打造具備全要素、全自動、全量程、全天候“四全”監(jiān)測能力,預報、預警、預演、預案“四預”功能的現(xiàn)代化水文站為目標,全面提升監(jiān)測、管理、服務和保障四大能力,加快構(gòu)建現(xiàn)代化雨水情監(jiān)測預報體系。烏鎮(zhèn)水文站抓住機遇,將站址遷移至圩區(qū)百米開外的瀾溪塘畔,并以現(xiàn)代化水文站標準開啟重建序幕。
強筋健骨:“四全”能力全面升級
現(xiàn)代化改造的第一步,是以測驗場地和設施提檔為抓手,實現(xiàn)監(jiān)測能力全要素、全自動、全量程、全天候升級。
走近站內(nèi),降水觀測場、淺層地下水觀測場和水位觀測平臺有序分布,測量水位、流量、降水、地下水等要素的設備煥然一新,防洪測洪能力達到百年一遇標準。
在水位監(jiān)測區(qū),浮子
水位計、雷達水位計和視頻水位計三套設備同時運行,多組數(shù)據(jù)互為校核。原來老站設備老化、易發(fā)生故障的煩惱不再,數(shù)據(jù)測量的穩(wěn)定性和精度大幅提升。流量監(jiān)測方面,在原有固定式ADCP設備的基礎上,新增了全斷面時差法測流系統(tǒng),技術(shù)更先進,可靠性也更強。降水觀測場上,新配備的超聲波
雨量計將測量精度從過去的0.5毫米提升至0.1毫米,為降水預報提供更精細的修正依據(jù)。地下水水位、水溫等數(shù)據(jù)實時顯示,可視化程度大大增強。
“轉(zhuǎn)變是實實在在的。”水文站站長邱楨毅說,“現(xiàn)在數(shù)據(jù)更可靠了,工作也更高效了。”如今,設備實現(xiàn)24小時自動化監(jiān)測與實時傳輸,穩(wěn)定性和測量精度顯著提高,為烏鎮(zhèn)當?shù)氐念A警發(fā)布提供更有力的數(shù)據(jù)支撐。同時,大幅減少人工讀數(shù)工作量,降低汛期涉水作業(yè)風險,水文站工作人員也有更多精力投入到數(shù)據(jù)分析和預警研判中。
數(shù)字賦能:智慧決策的“四預”大腦
如果說硬件提升是“強筋健骨”,那么數(shù)字化建設則為現(xiàn)代化水文站裝上了“智慧大腦”。今年,烏鎮(zhèn)水文站正式上線“3+N”數(shù)字測站應用系統(tǒng)。其中,“3”指省級統(tǒng)一建設管理的駕駛艙(水情信息)、水文業(yè)務、運行管理三大核心功能,“N”是各站定制的N項特色亮點應用。
在“烏鎮(zhèn)水文數(shù)字測站”數(shù)字大屏上,測站信息、流域信息、雨情分析、水情分析、斷面分析等模塊一屏盡收眼底,涵蓋“預報、預警、預演、預案”的“四預”功能模塊也初步建成。如今,數(shù)字測站平臺數(shù)據(jù)實現(xiàn)省市縣貫通,烏鎮(zhèn)水文站的第一手數(shù)據(jù)能夠每隔5分鐘傳輸至全省“浙里水文”平臺,為杭嘉湖平原的預報調(diào)度提供數(shù)據(jù)支撐。
洪水預報、預警是水文的主責主業(yè),也是現(xiàn)代化水文站“智慧大腦”的核心功能之一。烏鎮(zhèn)水文站數(shù)字測站系統(tǒng)收錄了本站近10年來的8萬多條實測數(shù)據(jù),以卷積長短期記憶融合模型為底座、以經(jīng)驗算法為基礎,相較于從前依托個人經(jīng)驗的方式,對水位、流量等數(shù)據(jù)的預報更準確、更科學。
“我們用近幾年的大洪水實測數(shù)據(jù)進行了復核,根據(jù)當時的水位和降雨預報,系統(tǒng)生成的洪水預報結(jié)果精度在90%以上。”水文站站長邱楨毅說,“未來,這個系統(tǒng)還需要在實戰(zhàn)中不斷地迭代升級,實現(xiàn)預報更可靠、更智能。”
此外,系統(tǒng)還可以基于預報結(jié)果,模擬不同來水條件下的河道演進過程,生成多種調(diào)度預案,為圩區(qū)閘泵啟閉提供參考。利用這套系統(tǒng),在個人經(jīng)驗判斷的基礎上,加上大數(shù)據(jù)生成的“四預”方案,大大提升了防汛調(diào)度的前瞻性和科學性。
在N項定制化應用方面,烏鎮(zhèn)水文站自主建設的“AI探站”與“AI問答”也讓人眼前一亮。其中,“AI探站”搭載自適應DeepSeek與水利雙模型,通過三維建模和360°全景漫游,配合AI語音解說,可沉浸式了解測站歷史、設備原理和水文文化。“AI問答”則整合水雨情數(shù)據(jù)庫,用戶輸入問題即可實時查詢歷史水位、雨情極值等信息,大幅提升工作效率。
以烏鎮(zhèn)水文站為代表,全省首批8個現(xiàn)代化水文站已開工建設,其中3個站已建成并投入使用。今年,全省還將繼續(xù)推進30個站點完成前期工作、10個站點開工建設。計劃到2030年,全省133個重要水文站全部完成現(xiàn)代化改造提升,實現(xiàn)“四全”(全要素、全自動、全量程、全天候)感知功能、具備“四預”(預報、預警、預演、預案)能力,織就一張覆蓋更廣、感知更密、預報更準的水文感知網(wǎng),為防汛抗旱、守護江河安瀾提供更加堅實的水文支撐。
來源:省水文管理中心,桐鄉(xiāng)市水利局、桐鄉(xiāng)市水文站
原標題:一座老水文站的現(xiàn)代化“蝶變” 正在烏鎮(zhèn)發(fā)生