地下60米，一个百年水利工程的数字化现场

位于珠江口伶仃洋上游的狮子洋，一个直径近20米的圆井出现在岸边，巨大而神秘。

圆井： 深度超过60米

   

这里是珠三角水资源配置工程项目B3段现场。井的底部，一条即将贯穿河岸、连通南沙和东莞的输水管道正在建设中，它是整个工程100多个标段中的其中一个。

 

珠三角水资源配置工程输水线路，西起西江干流佛山顺德鲤鱼洲，经广州南沙区，向东至东莞 到达深圳，总长度113.2公里，如同一条巨龙横亘珠三角地区。整个工程按照超100年的使用期限来设计和建造。

这曾是广东历史上 投资规模最大、输水线路最长、受水区域最广 的水利工程，同时也是世界上输水压力最大、盾构隧洞最长的调水工程。

珠三角水资源配置工程路线图

2019年2月3日，随着水利部批复了工程初步设计报告，珠三角水资源配置工程全面开工。一个百年工程的数字化之路，也就此展开。

数字化，在地下60米

 
   

 

一趟深入地下60米的探访，揭开了智慧水利建设的真实面貌。

 

2021年9月的一个下午，在位于狮子洋的珠三角水资源配置工程项目B3段工程现场，一台长110米、重1300顿的盾构机正在江底60米下作业。

 

为了将地下空间资源尽可能地留给市政、电力、通信、煤气等管网及地铁使用，整个工程线横穿珠三角核心城市群，输水隧洞整体选址在地下40米—60米。 施工难度大，成本高 ，不过相比传统明渠输水方式，可以 节约近90%的土地 。

 

从地下穿越珠江出海口狮子洋的跨海盾构施工，是整个珠三角水资源配置工程的“咽喉”，需连续穿越2.4公里的狮子洋和1.5公里的沙湾水道，均在水底施工。

不仅如此，这个标段要经过12条水下断裂破碎带，面临着高水压渗水可能引发的隐患，施工难度在国内外盾构施工中实属罕见。

 

地下施工环境复杂，受场地、光 线、通风等因素限制，面对盾构机这样的巨型设备，做好现场至关重要。工程设计团队希望用数字化的技术，在后方的办公室里“孪生”出一个由数字组成的虚拟工地现场，以第一时间了解地下施工的情况。

 

盾构机前端

如今，通过传感器和网络设备的部署，坐在项目管理办公室，就能清晰看到盾构机的状态，包括所处位置、压力值、刀盘受力情况等实时数据，工程师们可以随时对机器进行控制。

 

下午两点，工程项目指挥室中大屏上，数据闪烁：盾构机已经掘进了92%；探头温度、压力、硬度，指标正常；距离隧道掘进工作完成，预估还需一个多月……

作为珠三角水资源配置工程的设计师和建造者，广东粤海珠三角供水有限公司的总经理杜灿阳身上有着强烈的使命感：“ 应该将智慧化的标签印记在珠三角水资源配置工程上 。”

 

然而，如同工程需要凿壁通渠一般，智慧化一开始并不是那么“水到渠成”。

位于地下60米的输水隧道正在施工

珠三角水资源配置工程开建的2019年，已是智慧化开始进入各行各业之时。杜灿阳回忆到，当时到国内很多水利工程、甚至其他在技术上更为领先的行业去进行调研，看到的是一种百花齐放的状态，很难找到可以直接对标和学习的对象。

“水利工程，应该追求一种 实用的智慧 。”对于技术的选择，杜灿阳有一套自己的评判标准——从来不听别人说有什么先进技术，只问这个先进技术能够解决什么问题，然后再问你要解决的问题，是不是我需要解决的问题。

 

2019年，100公里外的深圳滨海大厦，腾讯面向智慧建筑空间管理场景而设计的解决方案微瓴，已经在对整栋大厦进行智能化管理。带着实用主义的价值观，粤海水务到腾讯滨海大厦进行了考察。

 

在腾讯云副总裁万超看来，微瓴是腾讯在楼宇建设过程中开发的一套智慧化系统。

“过去，我们在楼宇里管理的可能是冷水机组、阀门泵站等设备，今天在珠三角水资源配置工程，管理的就是盾构、塔吊，虽然形态不一样，但是管理逻辑和数字化技术是相通的。”

 

2020年年底，粤海水务及其旗下科技公司科荣软件与腾讯云达成战略合作，共同推进智慧水利建设，在三方共同打造的智慧监管平台上线后，不仅是盾构机，工地现场的吊塔、闸机、起降机等，甚至工人的安全帽，都装上了物联网感知设备，可以实时向后台传输数据。

97%，让优良率再高一点

 
   

在广州南沙的粤海水务珠三角供水有限公司，有一块长10米、高3米的电子显示屏。

在这里，100多个工地、6000名施工工人、上万台设备的数据都实时传进来。后台管理人员“三班倒”，对系统提出的警告进行处理，及时解决问题。

 

位于广州南沙的监控室大屏

 

有了感知数据，最直接的效果在于 施工安全的把控和项目优良率的提升 。

 

粤海水务珠三角供水有限公司机电部总经理张兆波介绍，通过物联网平台，把工地实时的运营数据采集到系统里，可以进行监控分析，如果有一些数值超出了预设值，系统可以及时报警，引起关注，并由人工督促改进。

 

甚至，隧道也装上了检测仪器，可以实时感应到隧道承受的压力，再通过安全监测系统对隧道区间的承降变形和收敛情况进行综合判断。

 

科荣软件公司董事长马进泉说，通过对工地现场人、机、料、化、环都实时采集数据和积累，等于留下了一笔可追溯的记录，对于项目通水后的运维也大有好处。

比如，工程的混凝土、砂石都做了实时监控，可追踪溯源；此外，地下盾构机的管片等构件，也都部署了唯一的识别码。

工人正在输水隧道内运送物资

除了智能设备上的感知数据，另一部分重要的数据来自业务流程。例如，在财务系统中的一些付款的数据，都进入到系统中，与来自感知的数据进行融合，由此得到一个大的数据资源池，形成对上层决策的辅助。

 

杜灿阳看过很多在建的水利工程，单点的智慧化应用不足为奇，但是系统性的、有目的地设计和使用智慧化技术，把这些应用当成管理常态，并坚持7X24小时机器+人工的持续监管，这种应用深度还是第一次。

 

感知数据和业务数据都在系统中流转起来后，整个建设过程可以得到全盘的把控，项目的优良率和完工日期也得到了保障。

2021年，在水利部建设大会上，水利部副部长魏山忠提到，粤海水务为水利工程信息化建设提供了 成功的、可复制的、可借鉴的经验 。

目前，珠三角水资源配置工程整体项目 优良率保持在97%以上 ，有望在完工后申请水利建造领域最高奖项——大禹奖。

为了下一个100年

 
   

 

或许很少人意识到，我们生存的城市，正面临着紧迫的水资源紧缺危机。

一个较为冷门的数据，中国约70%的现代化城市都处在水资源极度紧缺的地区，即便是水网密布、雨量充沛的南方沿海城市也是如此。

珠三角东部地区长期以来主要依赖东江水源供水，东江占广东全省18%的水资源总量，支撑了近4000万人口用水和48%的GDP。但是，随着人口的聚集和经济的发展，东江水资源开发利用率已经逼近国际公认警戒线，珠三角地区用水安全问题愈发突出。

珠三角水资源配置工程项目B3标现场

面对这一问题，珠三角水资源配置工程应运而生。西江水量是东江的近10倍，且开发利用程度较低，从西江调水是解决粤港澳大湾区东部缺水的最佳途径。

 

在杜灿阳的设想中，当前建造过程的智慧化只是一期工程，是“打基础”的阶段，接下来智慧水利还大有所为。

 

比如说，水利工程都是按照超100年的使用期限来设计和建造的，是真正意义上的百年工程，好的运营管理是维持水利正常运作的保障。

 

其中一个是 智能化的调度中心 ，未来通过智能设备、物联网、算法的应用，只需要在办公室按下几个按钮，系统就能用成本最优、能耗最低的方式，实现水资源的调配，比如，可以有“省钱模式”、“低碳模式”或是“速度最快模式”等等。

 

再比如， 无人化的值守和巡检 。目前全国各地大型水库都还需要人工值守，未来通过技术的应用，可以让更多机器人到水下等危险环境工作。此外，通过与外部天气和地理信息数据的打通，水库在蓄水和放水上也能做到更有针对性。

 

珠三角水资源配置工程预计2024年5月通水，工程设计多年平均供水量为17.08亿立方米，覆盖人口约5000万，支撑超9万亿元生产总值，一方面解决广州、深圳、东莞生活生产缺水问题，同时也为香港、番禺、顺德等地提供应急备用水源，为粤港澳大湾区发展提供战略支撑。

来源：腾讯云