2月5日,黃河山東東明縣段,寒風呼嘯。
壩垛之上,黃河勘測規劃設計研究院有限公司物探院工程師張憲君手持遙控器,目光鎖定水面。1米多長的無人船“小禹”輕捷離岸,向壩前水域駛去。
風聲幾乎吞沒人語,他提高音量對記者說:“今年過年晚,得加快進度,力爭春節前后把黃河兩岸靠水的控導工程全部探測一遍?!?/span>
“小禹”幫忙做“CT”
控導工程是黃河下游防洪的第一道防線,由數千道壩垛、護岸組成,負責控制河勢、引導主流,防止出現“橫河”“斜河”頂沖大堤的險情。其穩固直接關系到堤防安全和人民群眾生命財產安全。?
指著眼前一道道壩垛,張憲君打了個比方:“根石就是工程的‘地基’。汛期水猛,根石常被沖走或移位。地基掏空了,壩說塌就塌。定期探測,就像給工程做CT,哪兒缺石、缺多少,一清二楚。對癥補石,既能防范小隱患演變為大風險,也能避免盲目拋石造成的資源浪費。”
他2008年入行,親歷了根石探測手段之變?!皠傞_始用大船,技術人員帶船夫至少四五人;壩前水淺易擱淺,過浮橋還得吊運船只,多的時候一天吊運三四趟;用的低頻聲吶技術,離壩一遠,誤差就大?,F在這無人船才1米多長、100多斤重,在河里靈活得很,精度也有保障,兩個人輕松搞定?!?/span>
20分鐘,1道壩、7個斷面,探測完畢。數據實時回傳系統平臺。張憲君與化占鵬收起設備,沿堤向上游走去,身影漸融于黃河岸邊的蒼茫之中。

張憲君與化占鵬探測根石 王靜琳 攝
物探院院長馬若龍告訴記者,黃河根石探測技術研究始于1996年。那時河務人員撐船將竹竿插入水中,通過人為感知是否“搗得動”來推斷根石位置?!懊y全憑經驗,遇到淤泥容易誤判,人身風險也不小?!睘榇?,物探院著手研究非接觸式探測,以期更安全、更精準。
30年求索,從引進改造國外設備,到自主研制“黃河物探01號”探測船,再到“小禹”無人船搭載淺地層剖面系統投入應用;從數據系統持續升級,到探測數據全面入庫——技術飛躍,步步踏實。截至目前,已累計探測壩垛超過2萬道。
2021年那場搶險,物探院技術研發部副主任郭士明至今歷歷在目,“11月22日21時15分,由于秋汛大洪水期間馬渡險工21護附垛持續受大溜頂沖,落水后迎水面至壩前頭出現根石墩蟄和坦石坍塌的較大險情。關鍵時刻,我們用‘小禹’無人船迅速摸清了壩下沖坑的位置和深度,河務部門依據我們提供的水下地形圖冊和根石探測斷面圖冊,精準拋石,很快控制住險情。”
堤防“聽診器”上新
堤防工程是守護黃河下游防洪安全的關鍵屏障,綿延1400余千米,在歷代民埝基礎上加修而成。盡管歷經標準化改造,但由于先天基礎薄弱,遭遇超標準洪水,仍存在一定風險。每一寸堤防背后是千萬百姓,任何閃失都將造成難以估量的損失。
對黃河堤防的“把脈問診”,物探院早在1992年就已啟動。原院長謝向文作為項目牽頭人,依托“八五”國家重點科技攻關、水利部重大科技項目,成功研制出高密度電阻率法堤防隱患探測儀,被列入國家科技成果重點推廣計劃。
“高密度電阻率法精度高,但效率上不去,一天最多測2千米,出報告還要兩三天時間?!敝x向文回憶。
轉機出現在2013年。物探院將視頻圖像、GNSS定位、探地雷達、高密度電阻率法、雙源面波等5種技術“合而為一”,集成到一臺堤防工程安全綜合檢測車上,并配套開發數據管理系統,實現內外業數據實時交互。“以前是單科檢查,現在是多科室會診。”謝向文這樣比喻。
第二次飛躍在2021年。公司自主研發的“小禹”堤防隱患智能巡檢系統投入使用,探測速度躍升至每小時10千米,更契合防汛實戰。郭士明介紹,該系統將傳統需要布線的“接觸式”探測升級為“非接觸式”,效率提高了幾十倍。同步開發的數據解譯系統,能邊探測邊出結果,真正實現了“即測即用”。

“小禹”地方隱患只能巡檢系統工作中 原振軒 攝
2月10日,在河南中牟黃河堤防上,郭士明給記者現場演示“小禹”堤防隱患智能巡檢系統工作過程:他遙控探測小車沿堤行進,采集到的海量數據實時傳輸至計算機,通過AI智能識別模型自動分析處理,巡檢畫面上同步顯示出堤防內部隱患的“造影”——紅色代表空洞、裂縫,橙色代表穿堤建筑物,藍色代表軟弱夾層……復雜的物探數據,通過顏色標識一目了然,普通人也能快速看懂堤防的“健康狀況”。
“這套系統適合大范圍快速普查,能夠迅速鎖定重點風險區域,如需精細化驗證,可再輔以其他手段?!惫棵鹘榻B,“在南水北調中線渠道隱患排查,以及2025年內蒙古哈素海水庫高水位運行應急處置中,該系統都發揮了巨大作用。”
不止于此。物探院還陸續推出“小禹”堤防險工安全視頻檢測預警系統,智能識別壩垛塌方情況;“小禹”堤防滲漏自動化監測預警系統,實現滲漏風險全天候監控。
從“60后”謝向文,到“80后”馬若龍,再到“90后”郭士明,技術的接力棒,在一代代黃河科技工作者手中傳遞。河防工程探測手段不斷升級迭代,越發敏捷、精準。
技術突破的背后,是黃河勘測規劃設計研究院有限公司的堅實支撐。2017年,公司成立河防工程信息采集科技創新團隊,董事長安新代親自掛帥指導產品研發,推動“小禹”系列智能裝備從實驗成果轉化為防汛實戰“利器”。
2026年全河工作會議上,黃委黨組作出“加快河防工程信息管理系統建設”的部署。物探院30余年積累的前端感知技術與海量數據,正為這一系統建設筑牢根基。
新春將至,行走在黃河堤防上,科技創新帶來的“智慧守護”,讓古老的河防工程在新時代煥發出新的生命力。
