2月5日，黃河山東東明縣段，寒風(fēng)呼嘯。
壩垛之上，黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)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(zhǎng)的無(wú)人船“小禹”輕捷離岸，向壩前水域駛?cè)ァ?/span>
風(fēng)聲幾乎吞沒(méi)人語(yǔ)，他提高音量對(duì)記者說(shuō)：“今年過(guò)年晚，得加快進(jìn)度，力爭(zhēng)春節(jié)前后把黃河兩岸靠水的控導(dǎo)工程全部探測(cè)一遍?！?/span>
“小禹”幫忙做“CT”
控導(dǎo)工程是黃河下游防洪的第一道防線(xiàn)，由數(shù)千道壩垛、護(hù)岸組成，負(fù)責(zé)控制河勢(shì)、引導(dǎo)主流，防止出現(xiàn)“橫河”“斜河”頂沖大堤的險(xiǎn)情。其穩(wěn)固直接關(guān)系到堤防安全和人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。?
指著眼前一道道壩垛，張憲君打了個(gè)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(shuō)塌就塌。定期探測(cè)，就像給工程做CT，哪兒缺石、缺多少，一清二楚。對(duì)癥補(bǔ)石，既能防范小隱患演變?yōu)榇箫L(fēng)險(xiǎn)，也能避免盲目拋石造成的資源浪費(fèi)?！?/span>
他2008年入行，親歷了根石探測(cè)手段之變。“剛開(kāi)始用大船，技術(shù)人員帶船夫至少四五人；壩前水淺易擱淺，過(guò)浮橋還得吊運(yùn)船只，多的時(shí)候一天吊運(yùn)三四趟；用的低頻聲吶技術(shù)，離壩一遠(yuǎn)，誤差就大?，F(xiàn)在這無(wú)人船才1米多長(zhǎng)、100多斤重，在河里靈活得很，精度也有保障，兩個(gè)人輕松搞定?！?/span>
20分鐘，1道壩、7個(gè)斷面，探測(cè)完畢。數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳系統(tǒng)平臺(tái)。張憲君與化占鵬收起設(shè)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(cè)根石 王靜琳 攝
物探院院長(zhǎng)馬若龍告訴記者，黃河根石探測(cè)技術(shù)研究始于1996年。那時(shí)河務(wù)人員撐船將竹竿插入水中，通過(guò)人為感知是否“搗得動(dòng)”來(lái)推斷根石位置?！懊y(cè)全憑經(jīng)驗(yàn)，遇到淤泥容易誤判，人身風(fēng)險(xiǎn)也不小?！睘榇?，物探院著手研究非接觸式探測(cè)，以期更安全、更精準(zhǔn)。
30年求索，從引進(jìn)改造國(guó)外設(shè)備，到自主研制“黃河物探01號(hào)”探測(cè)船，再到“小禹”無(wú)人船搭載淺地層剖面系統(tǒng)投入應(yīng)用；從數(shù)據(jù)系統(tǒng)持續(xù)升級(jí)，到探測(cè)數(shù)據(jù)全面入庫(kù)——技術(shù)飛躍，步步踏實(shí)。截至目前，已累計(jì)探測(cè)壩垛超過(guò)2萬(wàn)道。
2021年那場(chǎng)搶險(xiǎn)，物探院技術(shù)研發(fā)部副主任郭士明至今歷歷在目，“11月22日21時(shí)15分，由于秋汛大洪水期間馬渡險(xiǎn)工21護(hù)附垛持續(xù)受大溜頂沖，落水后迎水面至壩前頭出現(xiàn)根石墩蟄和坦石坍塌的較大險(xiǎn)情。關(guān)鍵時(shí)刻，我們用‘小禹’無(wú)人船迅速摸清了壩下沖坑的位置和深度，河務(wù)部門(mén)依據(jù)我們提供的水下地形圖冊(cè)和根石探測(cè)斷面圖冊(cè)，精準(zhǔn)拋石，很快控制住險(xiǎn)情?！?/span>
堤防“聽(tīng)診器”上新
堤防工程是守護(hù)黃河下游防洪安全的關(guān)鍵屏障，綿延1400余千米，在歷代民埝基礎(chǔ)上加修而成。盡管歷經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化改造，但由于先天基礎(chǔ)薄弱，遭遇超標(biāo)準(zhǔn)洪水，仍存在一定風(fēng)險(xiǎn)。每一寸堤防背后是千萬(wàn)百姓，任何閃失都將造成難以估量的損失。
對(duì)黃河堤防的“把脈問(wèn)診”，物探院早在1992年就已啟動(dòng)。原院長(zhǎng)謝向文作為項(xiàng)目牽頭人，依托“八五”國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)、水利部重大科技項(xiàng)目，成功研制出高密度電阻率法堤防隱患探測(cè)儀，被列入國(guó)家科技成果重點(diǎn)推廣計(jì)劃。
“高密度電阻率法精度高，但效率上不去，一天最多測(cè)2千米，出報(bào)告還要兩三天時(shí)間?！敝x向文回憶。
轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在2013年。物探院將視頻圖像、GNSS定位、探地雷達(dá)、高密度電阻率法、雙源面波等5種技術(shù)“合而為一”，集成到一臺(tái)堤防工程安全綜合檢測(cè)車(chē)上，并配套開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外業(yè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互。“以前是單科檢查，現(xiàn)在是多科室會(huì)診。”謝向文這樣比喻。
第二次飛躍在2021年。公司自主研發(fā)的“小禹”堤防隱患智能巡檢系統(tǒng)投入使用，探測(cè)速度躍升至每小時(shí)10千米，更契合防汛實(shí)戰(zhàn)。郭士明介紹，該系統(tǒng)將傳統(tǒng)需要布線(xiàn)的“接觸式”探測(cè)升級(jí)為“非接觸式”，效率提高了幾十倍。同步開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)解譯系統(tǒng)，能邊探測(cè)邊出結(jié)果，真正實(shí)現(xiàn)了“即測(cè)即用”。
“小禹”地方隱患只能巡檢系統(tǒng)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(xiàn)場(chǎng)演示“小禹”堤防隱患智能巡檢系統(tǒng)工作過(guò)程：他遙控探測(cè)小車(chē)沿堤行進(jìn)，采集到的海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至計(jì)算機(jī)，通過(guò)AI智能識(shí)別模型自動(dòng)分析處理，巡檢畫(huà)面上同步顯示出堤防內(nèi)部隱患的“造影”——紅色代表空洞、裂縫，橙色代表穿堤建筑物，藍(lán)色代表軟弱夾層……復(fù)雜的物探數(shù)據(jù)，通過(guò)顏色標(biāo)識(shí)一目了然，普通人也能快速看懂堤防的“健康狀況”。
“這套系統(tǒng)適合大范圍快速普查，能夠迅速鎖定重點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，如需精細(xì)化驗(yàn)證，可再輔以其他手段?！惫棵鹘榻B，“在南水北調(diào)中線(xiàn)渠道隱患排查，以及2025年內(nèi)蒙古哈素海水庫(kù)高水位運(yùn)行應(yīng)急處置中，該系統(tǒng)都發(fā)揮了巨大作用。”
不止于此。物探院還陸續(xù)推出“小禹”堤防險(xiǎn)工安全視頻檢測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，智能識(shí)別壩垛塌方情況；“小禹”堤防滲漏自動(dòng)化監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)滲漏風(fēng)險(xiǎn)全天候監(jiān)控。
從“60后”謝向文，到“80后”馬若龍，再到“90后”郭士明，技術(shù)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(cè)手段不斷升級(jí)迭代，越發(fā)敏捷、精準(zhǔn)。
技術(shù)突破的背后，是黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司的堅(jiān)實(shí)支撐。2017年，公司成立河防工程信息采集科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，董事長(zhǎng)安新代親自?huà)鞄浿笇?dǎo)產(chǎn)品研發(fā)，推動(dòng)“小禹”系列智能裝備從實(shí)驗(yàn)成果轉(zhuǎn)化為防汛實(shí)戰(zhàn)“利器”。
2026年全河工作會(huì)議上，黃委黨組作出“加快河防工程信息管理系統(tǒng)建設(shè)”的部署。物探院30余年積累的前端感知技術(shù)與海量數(shù)據(jù)，正為這一系統(tǒng)建設(shè)筑牢根基。
新春將至，行走在黃河堤防上，科技創(chuàng)新帶來(lái)的“智慧守護(hù)”，讓古老的河防工程在新時(shí)代煥發(fā)出新的生命力。