三峽大壩怎么知道要來大洪水的？
本網訊（謝澤 王錦）長江，這條滋養萬物的母親河，是一條典型的季節性河流。每年5月至10月的豐水期，集中強降雨常常引發洪水，威脅著流域的安全。作為長江防洪體系的“定海神針”，三峽工程如何在洪水到來前精準預判、科學應對？答案離不開三峽集團所屬長江電力三峽梯調的洪水預報智囊團，及其自主研發的“基于數據挖掘的相似徑流預報模型”。
“基于數據挖掘的相似徑流預報模型”，這個聽起來有些復雜的名詞，其運用原理可以用一個詞概括：“借古知今”。讓我們拆解一下：
“數據挖掘”：就是用數據說話，具體而言就是從長江流域大量的歷史水雨情數據中尋找規律，好比長江支流赤水河剛剛經歷了5小時100毫米的強降雨，系統立刻在龐大的歷史數據庫中搜尋——“歷史上赤水河有沒有發生過類似降雨量的洪水？”
“相似徑流預報”：找到最接近的歷史洪水案例后，系統會仔細研究以往那次降雨最終形成的洪水過程，并以此為重要參考，預測當前這場降雨可能產生的洪水規模。
“模型”：就是經驗豐富的智慧預報專家，存儲了長江上游海量歷史洪水信息，同時對其內在規律了如指掌，在汛期每日定時開展計算，按時給出預報結果。
簡單來說，這個系統通過分析當前預報的降雨情況，找到歷史上最相似的那場降雨，參考那場降雨產生的洪水過程，來預測即將到來的“新洪水”。它是一個不斷學習、不斷升級的洪水“經驗庫”和“預言家”。
目前，這位“記憶大師”已經存儲了長江上游20個主要流域上千場歷史洪水過程的詳細信息。根據模型對數據的需要，獲取了從2015年長江支流嘉陵江流域到2020年長江上游全流域的洪水數據。記住的洪水案例越多，它對降雨與洪水之間復雜多變的規律掌握就越深刻、越全面。這些歷史數據是其進行精準預報的堅實基礎。
當收到最新的降雨預報數據時，這位“預報能手”能瞬間啟動強大的搜索和分析能力。它快速地在浩如煙海的歷史數據中，找出與當前預報降雨過程最相似的那一場或那幾場歷史洪水。然后，它調取該歷史洪水的關鍵指標（如洪峰流量、洪水總量、漲落過程等），為預測即將到來的“新洪水”提供最可靠的參考依據，實現“未卜先知”的效果。
以2024年“長江第2號洪水”為例。在洪水形成初期，系統根據渠江流域的歷史洪水數據，利用其機器學習模型預測羅渡溪水文站的洪峰流量將達到約每秒17400立方米。洪水實際到來后，實測洪峰流量為每秒17100立方米，預測值與實測值基本一致，相對誤差僅為1.7%，充分驗證了模型的可靠性。
▲ 三維數字沙盤降雨預報復盤
洪水過后，這位“學習達人”也并未停歇。它會將剛剛發生的洪水的完整數據（如降雨分布、實際流量過程等）作為新的寶貴樣本，提取關鍵信息，并補充到其龐大的數據庫中。通過不斷地“學習”新發生的洪水案例，系統持續更新知識庫，優化其內部算法，從而讓未來的洪水預報更加精準。“想當年，看今朝”，正是這種持續的學習進化，讓模型對洪水的“此起彼伏”把握得更加游刃有余。
對長江上游氣象、水情的精準預測預報，在防洪調度和防汛安全方面發揮著至關重要的作用，是三峽工程安全高效運行的核心保障。而“基于數據挖掘的相似徑流預報模型”還只是三峽梯調眾多先進預報手段中的一種。
▲ 長江電力三峽梯調中心調度大廳
正是依靠這樣通過自主學習并不斷進化的智能系統，結合氣象預報、水文監測等多源信息，三峽工程實現了調度運行的科學決策，在洪水到來前有序“騰庫”，在洪峰過境時有效“攔洪”，最大程度地保障長江中下游人民的生命財產安全。科技的力量，讓三峽工程這座“大國重器”在守護長江安瀾中展現出越來越強大的智慧與擔當。
編輯：任賢 盧西奧