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2026-01-31
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当前报纸名称:余杭时报

钢筋水泥、数字数据筑起的数实“双堤”

日期:06-26
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版面:第04版:特别报道       上一篇    下一篇

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  20世纪80年代西险大塘 韩董/供图

  解放军战士奋力抢险 余杭街道/供图

  1999年西险大塘二期加固工程 韩董/供图

  苕溪,杭州老百姓的重要饮用水源之一,被人们亲切地称为“母亲河”。

  西险大塘,是直接守护杭嘉湖平原1200平方公里、1500多万人口的“生命之坝”。

  千百年来,大溪与大坝的故事从未间断,这些故事的关键词都指向了一个词——“治水”。

  昨天,盘踞于苕溪之上的西险大塘,迎来了新的历史性时刻。上午,随着南湖枢纽最后一面防浪墙的浇筑完成,西险大塘达标加固工程主体正式完工,全面达到200年一遇的防洪标准。这是我们能够直接看到、接触到的千年大堤在物理世界挺起的更强脊梁。

  与此同时,源源不断的数据正通过应力应变传感器、位移计、水位计、渗压计等汇聚于西险大塘数字孪生系统的三维可视化界面上,将水库、闸站、泵站,以及大堤本身的实时情况传输进数字空间,以“数字分身”的形式与物理世界的西险大塘同步呼吸、动态演进。

  在杭州城市重要新中心高质量发展的当下,一虚一实双堤并列的历史意义,已不止于防洪标准的提升,更体现数字应用的赋能,关乎整座城市的未来。

  记者 俞杰 宋晗语 陈书恒 通讯员 田野  

  达标

  加固

  苕溪,发源于天目山,流经临安、余杭、湖州等地,最终注入太湖,汇入东海。西险大塘依着东苕溪而建,全长44.6公里,起于余杭南湖分洪闸,终于德清大闸,因地处杭州西部且堤塘险要得名,是杭州及杭嘉湖平原的防洪屏障。

  西险大塘始建于东汉熹平二年(173年),历代均有修缮,但受技术限制,至明清仍频发险情。1949年后经系统整修,1963年按超历史水位标准加固,1983年至2005年分两期工程将防洪标准提升至百年一遇,并建成防汛公路。

  2022年8月,西险大塘达标加固工程正式开工。工程概算总投资57.73亿元,重点解决渗漏、滑坡问题,新建南湖分洪闸并改建沿线闸站,同步建设数字孪生系统提升监测能力。

  千年大堤的硬核升级

  在历史的长河中,水,既是滋养万物的生命之源,也是时而狂野不羁的自然之力。

  苕溪,正是其中的典型代表:

  源头是浙江暴雨中心之一的天目山;上游有山区山高坡陡,下游两岸地势低平,河道泄水能力不足,极易形成洪灾。

  特殊的地理位置让苕溪成了浙江八大水系之中防洪形势最为严峻的流域之一。作为阻遏苕溪洪水进入杭城的唯一屏障,西险大塘直接保护着杭嘉湖东部平原和杭州城区约1500万群众的安全。

  西险大塘的上一轮加固距今已有20多年。1995年至2001年间的加固使其防洪标准达到100年一遇,并与上下游水库形成较为完善的防洪体系。然而,运行逾20年后,原有的土质堤防结构和防洪标准,已难以适应城市发展变化和防汛防洪的需求。特别是随着余杭加速崛起为杭州城市重要新中心,将防洪标准从100年一遇提升至200年一遇迫在眉睫。

  2022年,省委、省政府将西险大塘达标加固工程列为省级民生工程、“千项万亿”工程。先行段于当年8月开工,次年6月完工;工程主体于2023年3月开工。一场持续800多天的硬仗随之展开。

  速度与效率,是这场硬仗的先导。为了抢抓工期,各单位创新审批机制,实现用地预审、选址论证、资金筹措等关键环节高效推进,创下了“9天完成报部审批”的惊人纪录,为工程开工按上加速键。创新与突破,则是攻坚克难的利器。首次在国内堤防工程中,引入了“长距离软基新型连续防渗墙”技术;牵头研发了轻型液压抓斗设备及“五抓成槽”工艺,成功突破汛期施工限制,减少堤身开挖量,工效提升达4倍……

  这些流程、技术和工艺的名称或许显得专业甚至拗口,但每一个术语背后都凝结着余杭人八百多个日夜的智慧、汗水与决心。在堤身拼宽、全线防渗、固基增稳等硬指标全面升级的挑战面前,在长距离作业、软土地基、轻荷载堤防等一系列棘手难题的围困之下,尤其这一切都必须在不影响防汛安全的底线内完成——余杭人骨子里那份传承千年的治水营城、坚韧不拔的干劲与拼劲,在彼时彼刻展露无遗,以科学为矛,以毅力为盾,续写着苕溪岸边的治水新篇。

  如今,站在崭新的西险大塘上回望,自豪感油然而生:工程不仅较原计划提前半年完成了堤防的硬核升级,更在施工期间经受住了巨大考验。面对2024年“苕溪1号”洪水的冲击,升级中的大堤表现出强大防御力,实现了堤防“零渗漏、零滑坡”的重大突破。

  数字

  孪生

  数字孪生系统,是西险大塘达标加固工程的建设重点之一,分两期建设:一期聚焦西险大塘建设期间的实时监测,已发挥预警作用;二期将覆盖到整个苕溪流域,目前正在建设中。

  简单来说,它是利用数字化技术复刻的一道虚拟“西险大塘”,拥有许多实体中看不到的特征指标数字,能实时反映东苕溪的安全状况。

  安澜

  惠民

  从东汉夯土筑堤到现代科技加固,西险大塘的千年变迁见证了人类与自然和谐共生的智慧。

  如今,这条焕然一新的大塘正以崭新姿态守护杭城和杭嘉湖,成为浙江推进省级水网先导区建设、打造幸福河湖的生动实践。

  未来,西险大塘将继续书写“安澜、富民、兴文”的新篇章,为高质量发展建设共同富裕示范区贡献水利力量。

  数字化的“西险大塘” 不仅能“眼观六路、耳听八方” 还能“预测未来”

  ●防渗墙内埋设了应力应变传感器,面板接缝处装了位移计,就像一直在给西险大塘做“心电图”。

  ●在三维可视化界面上,200余个监测点位闪烁其间,点击其中一个,屏幕上立刻弹出该区域过去72小时的沉降数据曲线,系统能自动比对历史阈值,偏差超5%就会发出预警。

  ●东苕溪水情监测是系统的另一项功能,每5分钟自动采集一次水位流量数据,实测水位精度最小可达1厘米。

  ●东苕溪的水库、闸站、泵站等实时数据被系统整合成一张虚拟水网。

  AI大堤的智慧觉醒

  西险大塘达标加固工程建设指挥部内,西险大塘数字孪生系统上的200余个监测点位数据,如点点星辰闪烁于屏幕之上,汇聚成一条虚拟大堤,全天候守护着苕溪沿线的平安,以及实体大堤的安全。

  风险研判、汛期巡查、数据管理……随着西险大塘数字孪生系统工程师杨亦宸将鼠标划过系统界面上的一个个按钮,一幅幅三维可视化画面随之开合,全区降水、水位、流量等关键信息动态呈现,气象预报和水雨工情尽在掌握。

  这便是数字孪生系统为西险大塘构筑的“数字神经”。何为数字孪生?简言之,就是运用数字化技术,将现实中西险大塘的众多数据指标——尤其是传统监测手段难以实时捕捉的位移沉降等指标——通过人工智能等新兴技术,精准、即时地映射到虚拟世界,形成一道“AI大堤”。

  “我们在防渗墙内埋设了大量应力应变传感器,面板接缝处也安装了位移计。”杨亦宸介绍道,“现在,在系统内点击任意一处监测点,就能看到过去72小时的沉降数据曲线。一旦系统对比历史阈值发现偏差超过5%,便会自动触发预警。”

  监测是基础,而这座AI大堤的“超能力”更在于预测——这正是防汛备汛工作的重中之重。

  杨亦宸向记者演示了AI大堤如何预测未来:点击洪水预报分析按钮,预报模型随即接入未来几天的气象数据。短短2分钟后,一份详尽的数据方案便自动生成——未来几天的预报水位、警戒水位、保证水位以及预演方案等内容清晰呈现,并以小时为单位滚动推演。其与人工测量数据相互补充,能更快更准地帮助判断汛情。

  “这为我们争取了宝贵的提前量。”杨亦宸说,“基于预报结果和实际人工监测情况,我们可以有效联动上下游进行错峰调节等措施,降低东苕溪干流的防洪压力。”他举例说,该功能曾成功预警前几日大雨期间瓶窑段水位即将超警的情况。根据系统生成的调度方案,指挥部联动上游青山水库实施错峰泄洪,减少下泄流量,精准调度后使干流洪峰被成功遏制,最终稳定在警戒水位之下。

  杨亦宸介绍,目前展示的是AI大堤1.0版,其核心在于保障工程建设期间的防汛与生产安全,并已多次成功预警。工程主体能够顺利完工,AI大堤1.0功不可没。接下来的2.0版,将覆盖整个苕溪流域,通过优化算法提升洪水预报精度等举措,更高效地生成人员转移、工程抢险等方案预案,充分发挥达标加固后西险大塘的整体防汛备汛能力。

  安澜之下的安心嬗变

  技术的精进最终指向人心的安定。曾几何时,每逢汛期,苕溪两岸居民无不提心吊胆。而今,数字赋能下的虚实双堤,让余杭人面对风雨多了份“心中有底”的从容。

  人,依然是最终决策者,技术则是延伸其感官与智慧的强韧臂膀。在数字孪生系统的加持下,区水文水资源监测站的工作人员凭借丰富的经验,以及走航ADCP流速仪、RTK等先进测量设备,与AI大堤一道,构建起了支撑防汛决策更为聪明的“智慧大脑”。

  除了实时监测水位和流量,及时发布洪水预警,数字孪生系统还能根据小流域山洪重点村落划定风险区域,指导沿线镇村落实“叫应”机制,每一位防汛责任人都能通过手机收到相应预警信息;镇村根据预警信息随时响应,组建应急抢险队伍实时待命。AI大堤正以数据之力,实现精准监测、科学预报、及时预警。

  当大堤的厚重遇见比特的灵动,西险大塘的进化隐喻着现代治水的深邃智慧——从“治水”到“智水”,余杭治水正经历深刻转型。物理世界的钢筋铁骨筑牢生命防线,数字空间的精准推演编织出无形天网。两者共生共济,在虚实交响中守护着苕溪安澜。

  从人海巡守到智慧瞭望,“安澜”二字背后是余杭以创新之犁在古老河道上深耕出的安全新境——

  这座虚实结合、迭代升级的千年大堤,已不仅是一道防洪标准更高的屏障,它更是科技创新、责任担当与拼搏精神的凝聚,为杭嘉湖平原千万百姓筑就更为安澜的未来。

  达标加固后的西险大塘

  防洪标准提升至200年一遇

  排涝标准提升至50年一遇

  ●先行段于2022年8月开工,2023年6月完工

  ●主体工程于2023年3月开工,历经800余天奋战,提前半年完工

  ●完成堤防加高加固、南湖枢纽新建、5座节制闸改建等核心任务,累计加高加固堤防52.9公里