协同创新 奏响黄河流域水文“智慧交响”乐
——黄河流域暨北方片水文协同创新成果展示交流会侧记
□通讯员 鲁素芬
深秋的黄河口,天高水阔,芦花飞雪。10月23日,黄河流域暨北方片水文协同创新成果展示交流会在东营拉开帷幕。来自流域机构、省级部门、顶尖高校与先锋企业的各方代表齐聚一堂,围绕水文科技创新、智慧水利建设与成果转化等关键议题,深入交流水利水文行业前沿技术与现代化建设经验,为攻克水文发展难题、探索创新路径提供新思路。
这是一次打破壁垒的“群英会”。2024年6月,由黄委水文局牵头,联合35家单位共同倡议成立的“黄河水文协同创新中心”,标志着黄河流域水文科技攻关进入了“集团军”作战的新阶段。同年11月,由山东省水文中心牵头成立“山东数字水文创新联盟”,进一步搭建起“政产学研用”深度融合的舞台。
“面对黄河水沙情势的复杂多变和高质量发展的迫切需求,必须汇聚全流域、全行业的智慧与力量。这次水文监测预报技术创新成果集中展示,是推进水文现代化建设、促进水文行业协同发展的一项具体举措。”黄委水文局党组书记、局长张成说。
会场内激荡着思想风暴,会场外则是硬核科技的“阅兵场”。展示区内,各式各样的高科技设备令人目不暇接,生动诠释着水文监测如何从“人海战术”向“智能感知”华丽转身。
黄委水文局带来的无人机测流系统、河流泥沙激光粒度分析仪等,展现了“天空地”一体化监测的雏形;山东省水文中心搭建的智慧水文塔、功能强大的水文应急监测车与指挥车,以及引人注目的“山东水文大模型”和数字化平台,勾勒出“数字孪生流域”的宏伟蓝图;科研院所和企业带来的双极化有源相控阵雷达、无人测量船、智能感知一体机等,更是琳琅满目,吸引代表们频频驻足、深入交流。
展区内,三款明星设备——在线光电测沙仪、LSSC型雷视智算流速仪、智能仿生巡检机器狗,成为了全场瞩目的焦点。
黄委水文局带来的在线光电测沙仪,是“洞察”黄河泥沙的“火眼金睛”。黄河之复杂,根在泥沙。传统人工取样、烘干、称重测沙,流程繁琐,耗时长达24小时以上,难以捕捉水沙关系的瞬间剧变。在线光电测沙仪的出现,彻底改变了这一局面。它如同为黄河安装了一双“火眼金睛”,能够穿透浑水,“直视”泥沙真容。这款设备成功攻克了0~1000千克每立方米全量程监测的世界级难题,将数据获取时效从“天”缩短至“分钟”级别——仅需6分钟,就能精准报出含沙量。
“它的革命性意义在于,让我们首次实现了对高含沙水流的实时、精准捕捉。”黄委水文局的技术专家介绍,“今年6月30日,在泾河支流马连河庆阳水文站,它成功监测到1110千克每立方米的惊人含沙量,刷新了同类仪器的应用纪录,为精准掌握极端水沙事件提供了关键数据支撑。”
数据直观展现出它的效益:单站人力成本降低70%,数据实时性呈指数级提升。它因此荣获了黄委科技进步奖一等奖等多项荣誉。如今,这双“火眼金睛”已在青海、甘肃、新疆、广东、辽宁等全国多个省(自治区)扎根,其稳定可靠的在线监测数据已接入水利部水情会商系统,为国家防汛抗旱决策筑起了一道坚实的技术防线。
山东省水文中心展示的LSSC型雷视智算流速仪,集雷达测流与视频监测于一体,体积小巧、高度自动化,适用于汛期快速部署和突发水情的机动监测。设备采用K波段雷达对水面流速进行非接触式测量,同时通过视频摄录与AI图像识别技术实现“双目校核”,数据的精准性与可靠性显著提升。
“别看它体积小,能力却非常全面。”山东省水文计量检定中心高伟主任介绍,“设备搭载了专用雷达信号处理模块和智能水面回波分析算法,即使在复杂波浪条件下也能实现厘米级精度测速。配合手机测流软件,可自动将表面流速转换为垂线平均流速,并结合断面信息一键生成流量报告,全程自动化,极大提升了野外作业效率。”
该设备还支持多垂线测量与降雨模式设定,符合水文测量规范。在应急现场,工作人员只需单人携带,快速架设,就能在100秒内完成一次高精度流量测验,实时显示瞬时流速、平均流速等关键数据。
智能仿生巡检机器狗是复杂环境的“全能侦察兵”。这位“钢铁哨兵”绝不仅仅是一个“行走的摄像头”,其核心在于其搭载的一套多源传感器融合系统,堪称“十八般武艺样样精通”。
毫米波雷达负责精准测流;激光雷达快速扫描地形,生成高精度三维点云模型,河床地貌、堤坝形态尽在掌握;红外热成像仪如同“温度感知器”,能绘制出坝体表面的温度场分布图,精准定位潜在的渗漏点……感知数据通过4G、5G、北斗等多种无线网络,实时回传至后方管理平台。AI算法模型随即启动,自动进行渗漏识别、裂缝检测等分析,实现从“发现异常”到“智能研判”再到“及时预警”的全流程自动化。
“在水文测验中,它更是突破了传统限制。”山东省水文计量检定中心的工程师补充道,“无论是陡峭的河道边坡,还是狭窄的桥梁下方,它都能自主完成多断面流量测算。它的背部还有一个可伸展的机械臂,搭载探测雷达,可更好探测水位等情况。目前运用中其数据一致性远胜人工,极大保障了作业人员安全,并为洪水预报提供了高频、动态的数据支持。”
据悉,首批智能仿生巡检设备将重点配备给水库分布密集的烟台、临沂、日照等市水文中心,守护区域水库安澜。
“我们着力构建‘制度创新、平台聚力、数字赋能’三位一体的科技创新体系,通过‘揭榜挂帅’与‘明标定责’双轨并行的科研机制,激活水文新质生产力。”山东省水文中心党委专职副书记衣学军表示。
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这次会议既是一次科技创新成果的集中展示,更是水文新质生产力不断提升的新启航。与会代表表示,随着黄河水文科技协同创新机制的扎实推进,必将涌现出更多的科技创新成果,为水文事业高质量发展注入新的强劲动力。
来源:中国水利报 2025年11月7日
作者:鲁素芬
责任编辑:王瑜
