中国水利报 | 关门嘴子水库建设开足马力——打造高寒地区水库建设样板

全线封顶后的大坝矗立在大雪中 马忠彬 摄

溢洪道堰面滑模安装 马忠彬 摄

关门嘴子水库重力坝混凝土浇筑 马忠彬 摄

鱼道出口闸排架混凝土浇筑 马忠彬 摄

技术人员利用无人机完成库区地貌倾斜摄影工作 黑龙江省水利水电勘测设计研究院 供图

    在黑龙江的振兴发展过程中，资源型城市的转型不可或缺。
　　东北重要煤炭生产基地之一的鹤岗市，这座因房价成为“网红”的资源型城市，面对严重受损的生态环境和日益枯竭的煤矿资源，正在转型探索中展现更多可能。在这个过程中，提供充足的水资源、绿色的水电能源和可靠的水安全保障是关键。
　　长期以来，鹤岗人民的“母亲河”——梧桐河，由于干流没有控制性水利工程，致使下游农田灌溉、生态环境用水及城镇供水无法得到有效保障，洪涝灾害频发，谋划兴建关门嘴子水库也因此成了城市发展中的重要课题。
　　锚定为城市转型发展提供水利支撑、打造高寒地区水库建设样板的目标，在水利部松辽水利委员会和黑龙江水利厅的大力支持下，鹤岗市水务局干部群众勠力同心、开拓进取，开足马力推进关门嘴子水库实体工程和数字孪生工程建设，工程建设不断取得新进展。
稳扎稳打，善作善成——
工程建设不断取得新进展
　　说起关门嘴子水库，有这样一组数据震撼人心：从提出设想到开工建设，前后历时45年之久；突破高纬度寒区温控及防裂技术难题，成为黑龙江省第一例以常态混凝土重力坝为主体进行施工的大型水利工程。
　　关门嘴子水库是国务院确定的150项重大水利工程之一，水库建成后，将一举解决鹤岗市工程性缺水难题，对优化区域水资源配置、改善水生态环境、保障用水安全发挥至关重要的支撑作用，对鹤岗市未来经济社会可持续发展具有重大而深远的意义。
　　关门嘴子水库，承载着鹤岗人对美好生活的向往，凝聚着几代鹤岗水利人的智慧和心血。
　　鹤岗市委、市政府高度重视关门嘴子水库工程建设，实行全程过问机制。针对工程前期因征林征地等因素导致进度滞缓的问题，及时优化调整工程建设“指挥系统”，克服地方经济下行压力，全力保障工程建设资金；坚持区域联动，实行“1﹢N”工作模式，推动不同领域发挥各自最大效能，保证工程建设顺利推进。
　　鹤岗市水务局坚持“专业人干专业事”的理念，聘请松辽委专家团队进驻全程现场指导，攻坚破解建设难题；牢固树立“三天工作一天干”的紧迫意识，抢工期、抓进度、保质量，多措并举解决工期延误时间过长、导流洞进出口分属不同地域炸药使用办理难、大坝岩基高差大和岩性复杂等诸多难题，全力推进工程建设。
　　面对施工区气候干冷、季节性和昼夜温差较大的实际情况，鹤岗市水务局有针对性地采取高寒混凝土冬季施工工艺，攻克了大温差环境下常态混凝土温度控制及防裂技术的难点，一举克服了极端天气影响。为了抢抓工程进度，鹤岗市水务局还打破“先截流后修大坝”的传统施工定式，先对右岸大坝开始浇筑；充分吸纳先进施工工艺，购进新型岩石掘进机，采取两端分别钻爆和钻破掘进方式，为工程实施导截流奠定坚实基础。
　　通过分解大目标，攻克小目标，鹤岗水利人稳扎稳打，推动工程建设不断取得新进展。
　　2020年11月20日，水库大坝右岸开始土方开挖；2021年9月26日，水库大坝第一仓混凝土开始浇筑；2022年5月11日，导流洞全线贯通；2022年9月10日，大坝成功截流；2023年9月28日，关门嘴子水库迎来了大坝全线封顶的重要节点，水库主体工程正式进入了全新冲刺阶段，预计2024年汛前实现蓄水试运行。
　　在大坝全线封顶现场，黑龙江省水利厅副厅长王智勇说：“水库大坝封顶，标志着工程取得了阶段性进展，全体建设者要树立‘千年大计，质量第一’意识，再接再厉、奋发进取，精心组织、科学安排，有力有序推进后续工程建设，将关门嘴子水库打造成精品工程。”
数字赋能，开足马力——
水库建管更“智慧”
　　鹤北镇向阳林场东南的梧桐河畔，无人机群穿梭作业；运行管理中心内的大屏幕上，一个与实体水库规格完全相同的“数字双胞胎”正在运转。从关门嘴子水库建设现场到水库运行管理中心，处处透着智慧水利的魅力。
　　水库建设伊始，数字孪生建设与实体工程建设就一直同步进行。随着工程建设的不断推进，其对防汛调度、水资源管理和大坝安全监测的支撑作用，逐渐得到体现。
　　——防洪调度智能化水平有效提高。数字孪生关门嘴子水库工程通过运用大数据、云计算、数字孪生等新一代信息技术，以算据、算法、算力建设为支撑，对洪水防御全过程进行精准化模拟，进一步强化防洪“四预”（预报、预警、预演、预案）措施，全面提升防洪调度智能化水平，数字赋能筑起洪水防御安全堤坝。
　　“水库建设完成后，可根据洪水预报结果，按照水库调度规程进行正向调度模拟，得到预报调度水库最高水位、拦蓄洪量等信息。此外，调洪期间下游河道水位随河道演进变化，可查看沿途土地、房屋淹没等风险信息，为汛期人员转移、物资调配等应急措施提供支撑。”松辽委水利工程建设管理站副站长彭立前说。
　　——水资源管理“四预”体系逐步建立。关门嘴子水库是鹤岗市城镇居民的“大水缸”，保障关门嘴子的水质安全尤为关键。其中，实时掌握水库水量、水质数据，是保障水库供水安全的重要环节。数字孪生关门嘴子水库的建设，给水资源管理者提供了正确评价和优化调度的依据。
　　“数字孪生关门嘴子水库工程信息化系统可以实现对水库、上游排水口及河段断面信息的存储、处理和分析，能够监测水位水量、水质数据，帮助我们掌握关门嘴子水库水资源现状、水资源使用情况，实现对水资源的正确评价、合理调度及有效控制的目的。”鹤岗市关门嘴子水库开发建设管理局局长叶洪军说。
　　在关门嘴子水库蓄水前，系统会重点监测来水水质情况，通过动态上传采集到的数据，帮助水库管理单位掌握水库蓄水前期的水质变化规律和发展趋势，及时发出水质超标预警信息，提示行政主管部门尽快采取措施。
　　“下一步，我们将建设水质在线监测系统，以实现氨氮、总磷、浑浊度等水质指标数据自动采集和态势预警提醒，全程记录水库水质、预警事件、问题整改情况。”黑龙江省水利水电勘测设计研究院水电站处副处长周广钰介绍说，水库投入使用后，该系统将支持水量态势分析查询、水库可供水量预测分析、需水量预测和水工构筑物仿真预演，构建水资源管理“预报、预警、预演、预案”体系，使管理部门迅速、直观、有效地掌握水资源变化情况，促进水资源管理工作的信息化、规范化和集成化，给决策者提供科学合理的水资源调配方案。
　　——大坝安全监测更加完善。数字孪生关门嘴子工程通过动态上传人工监测的数据，帮助管理人员及时掌握施工期内大坝运行状况和发展趋势。应用系统采用有限元仿真模型，对大坝安全监测数值进行预测，支持水库超设计、超校核等高水位工况条件模拟，充分利用信息化手段对潜在危险源实行动态监管。通过衔接大坝数据采集单元，实现大坝变形、接缝裂缝、扬压力、渗流量、渗透压力、应力应变、温度等特征数据及时自动采集、预警预报在线监控、安全事项及时提醒、隐患排查整改情况线上闭环，进一步提高关门嘴子水库大坝安全管理能力，为工程建设和运行安全奠定坚实基础。
　　“数字孪生技术在提供决策支持、运维管理和减灾工作方面发挥重要作用。随着工程建设的不断推进，它将为鹤岗市水利工程的防汛减灾能力提升和社会公共安全保障作出更大贡献。”鹤岗市政府副秘书长、市水务局党组书记、局长蔺大新说。
　　当前，关门嘴子水库工程建设已全面进入冲刺阶段，后续水库下游灌区规划、水库风景区规划等系列工作也将陆续提上日程，以水资源为支撑的城市发展空间格局和自然山水形态布局，正在鹤岗人民的期盼中一步步进行……