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高科技装备提升防汛硬实力

高科技装备提升防汛硬实力
2020-07-20 13:46:43 来源:经济参考报

北斗高精度地灾监测预警、雷达流速仪、大数据研判、AI预测城市内涝、红外无人机搜救……面对凶猛的洪水,越来越多高科技含量的抗洪“神器”正广泛运用到防汛抢险一线,改变了以往依靠人力肩挑背扛的“肉搏式”抗洪,高科技正在重新定义新时代抗洪抢险。探索构建自然灾害应急管理精密智控体系,用高科技装备提升防汛硬实力,这正是我们战胜洪水的底气。《经济参考报·高端智造》此次报道将分为上、下两期,敬请关注。

湖南:高科技装备提升防汛硬实力

长江中下游地区持续超强降雨,洞庭湖洪水猛涨,多地水位连续突破警戒线。面对严重的汛情和险情,湖区有数以万计的干部群众,夜以继日守卫在洞庭湖千里长堤之上。连日来,记者看到洞庭湖区成千上万“抗洪侠”,除了有一腔热情,还拥有一批科技含量十足的“神兵利器”。防汛机械化、信息化甚至智能化,是“抗洪侠”们战胜洪水的“底气”。

“吞吐江河”排内涝

在防止堤外洪水侵入的同时,眼下洞庭湖区成百上千电力排灌设备,很多正马力全开,排出前期暴雨形成的内涝。

位于益阳市大通湖区的大东口电排,是“吞吐江河”的高手。装机总容量1万千瓦的四台大型水泵,形如四个“绿巨人”。它们能以每秒90立方米的速度排涝,守护大通湖畔上百万亩耕地。

据了解,大东口电排每次都提前、及时开机排渍,空湖待蓄,确保垸内不受内涝之灾,有效地避免了大通湖垸的防汛出现内外交困的局面。大东口电排和明山电排自投运以来,累计排出渍水约88亿立方米。

统计数据显示,洞庭湖地区规划排涝流量10319立方米/秒,规划装机1200万千瓦;现有排涝泵站2924处5729台860万千瓦,排涝流量7904立方米/秒,这相当于一条大型河流平时的流量。

“北斗预警”避伤亡

7月6日16时52分,在湖南石门县南北镇潘坪村雷家山地质灾害隐患点,泥土、岩石倾泻而下,瞬间吞没了一座小型水电站、数栋民房和百亩田土。

连降暴雨,引发了新中国成立以来石门县最大规模的山体滑坡——约300万立方米山体瞬间崩塌。但事发地依靠技防、人防,奇迹般实现了“零伤亡”。

6月24日、6月30日和7月6日,安装在雷家山地质灾害隐患点的北斗高精度地灾监测预警系统多次发布橙色预警。第一次预警后,当地就迅速组织实地核查,将危险区域的所有村民安置转移,又在隐患点及周边持续开展重点巡查和监测预警。

记者了解到,早在2019年12月,当地就在石门县南北镇潘坪村雷家山地质灾害隐患点安装了北斗高精度地灾监测预警系统。今年6月24日13:45,6月30日17:29,7月6日14:11,该系统先后数次发布橙色预警,预报发生突发性地质灾害风险较大,要求组织受威胁居民全部撤离。

“火眼金睛”辨管涌

湖南常德市汉寿县,位于澧水、沅水交汇处,地处洞庭湖西滨,常年需要应对水情的考验。

今年汛期,记者在汉寿走访调研,见到了一台堪称“火眼金睛”的检测“神器”。这台水下堤坝管涌渗漏检测仪,是依据特殊电流场的“流场法”原理设计制造的,适用于管涌渗漏检测、病险水库治理、矿山坑道突水预警、基坑帷幕渗漏检测。

从事水利工作30多年的湖南省防汛抗旱专家库成员、汉寿县水利局高级工程师肖才文介绍,它能高准确度快速探测江河、水库的堤坝管涌渗漏入水口、渗漏通道,是土坝、石坝或混凝土坝等各种坝体本身和基础管涌渗漏探测的专用检测仪器,能快速探测出高水头作用下堤坝产生的新的渗漏位置及渗漏严重程度,为工程加固指明主攻方向,赢得宝贵加固堤防时间。

“以船代仓”胜人工

在洞庭湖区的湖南省汉寿县、益阳市大通湖区、沅江市等地,记者在洞庭湖、沅江和澧水大堤上,经常能看到堤边停泊着装载了上千吨乃至几千吨砂石的大船。

湖南益阳市大通湖区副区长周军说,这是“以船代仓”加大抢险快速反应能力的新技术。运用信息化防汛指挥系统抗洪,这些“代仓船”能以很快速度航行到出险点大堤附近,用船上自带的传送带,将成百上千吨砂石直接投放到出险点。

从“代仓船”,到一小时可以装沙900袋的砂石打包机,再到无人机巡查,无人机、直升机营救等设备,洞庭湖区科技防汛,效率远超人工……在位于洞庭湖畔的湖南益阳市、岳阳市,很多参加防汛的干部群众说,近年投入大幅增加、科技和装备水平显著提升强化了防汛“硬实力”。

“智能分析”明水势

“当年我到水文观测点记录水位,竟然看到一条大蛇盘在水位标尺上,吓了我一跳!费了很大力气把蛇赶走,好不容易才记录到水位数据。”47岁的湖南安乡县防汛抗旱指挥部办公室副主任刘洪流,对记者回忆当年记录水位的一段往事。

生于洞庭湖畔“水利世家”的刘洪流19岁参加工作,第一个岗位就在堤垸。他亲历过1998年特大洪水,与水打了一辈子交道,也目睹了一线防汛队伍面貌的转变。

安乡临水而居,因水而兴,是“水窝子”,过去是人工防汛,调度上,因为传输的问题,不是那么科学。刘洪流介绍,当年调度防汛人员“基本靠吼”——只能通过电台;监测水位“基本靠抄”——每半小时看水位标尺人工抄录一次;他曾亲眼见到洪水入侵堤垸后,群众拖家带口划着木船、门板甚至木盆逃离,在堤上搭帐篷避灾……

“如今,抗洪从过去‘人海战术’,发展到机械化、信息化甚至智能化。”刘洪流说,如今人员指挥调度可通过实时视频,水位监测能实时遥感、自动记录,还有智能化大数据分析预测和预警……

“现在水位是通过实时遥感监测的,而且可以实现各地资源共享。只要电脑鼠标一点,全县水文站的水位就出来了,每个水库的入库流量和下泄流量也能看到。”刘洪流说,根据大数据分析,可以快速预测下游地区的水位是多少。

刘洪流介绍,安乡县已经实现了水位监测的智能化读取,“就是不仅能读水位,还能分析出有什么风险、何时有风险,然后预警。”

江西:智能防汛人机合力

□记者 程迪 孙楠 南昌报道

近日,我国最大淡水湖鄱阳湖水位突破有水文记录以来的最高位,鄱阳湖流域防汛形势严峻。雷达流速仪、大数据预警、红外无人机搜救被困人员……面对同样甚至更加凶猛的洪水,高科技正在重新定义新时代抗洪“战术”。越来越多的抗洪“神器”运用到江西防汛抢险一线,改变了以往使用锹、镐和编织袋肩挑背扛的“肉搏式”抗洪,抢险救援更及时、调度处置更高效。

抢险:“智能+”手段加速决口封堵

连日来,位于江西省东北部、鄱阳湖东岸的鄱阳县遭受持续强降雨袭击。7月8日20时35分,鄱阳县鄱阳镇问桂道圩堤发生漫决。

险情就是命令。中国安能第二工程局迅速调集400余名抢险人员、52台套装备星夜驰援,加上陆续赶来增援的火箭军、武警和预备役部队,一场防汛抢险阻击战就此打响。

中国安能建设集团转制前是武警水电部队,曾参与1998年抗洪抢险的中国安能第二工程局副总经理谌少英说:“‘手拉手堵决口’的状况已成为历史,如今都是运用智能化设备勘查,机械化方式封堵。”

到达现场后,抢险人员首先对现场情况进行勘查,包括测量决口宽度、水位和流速、地形等,了解施工场地和交通情况,进而设计封堵决口的抢险方案。

“为尽快拿出抢险方案,在现场测量中,我们使用了三维激光扫描仪等仪器。机器测量的效率是人力的数十倍甚至更多,同时测量的精准度更高。”谌少英介绍。

水流的流速也是封堵作业中的重要指标。谌少英说,一旦水流流速快了,为避免抛投物被冲走,抢险人员需要调整抛投物,将普通的石渣料换成相对不容易被冲走的大石块,或者加快抛投的速度,确保投下去的物料能够站稳。

为了更好地掌握施工现场情况,抢险人员还应用自动水位计、雷达流速仪、无人机等装备进行监测,对戗堤高程、抛投物料等进行动态调整;在水上交通方面,调用了动力舟桥运输大型设备,以确保抢险作业能满足现场施工强度的要求。

抢险人员按12小时/班轮流作业,每日两班,确保“人歇机不停”,全力以赴加快进度。120米、80米、50米、20米……在抢险人员连续奋战83小时后,7月13日23时8分,127米宽的决口成功合龙。

巡堤:数字化平台助力汛情研判

水位、水势、雨情……打开九江共青城市山塘水库水雨情基础信息库,21个山塘水库及重点圩堤的实时数据一目了然。

“往年巡堤,要靠人现场看,再通过口述、笔记记录反馈巡查情况,汛情研判效率极低。”共青城市农业农村水利局标准化项目部经理王嘉龙说:“如今系统自动记录管辖段水情变化,实时显示堤防沿线视频监控画面,一旦发现异常,管理员会将画面配以文字描述及时上传,研判效率大幅提高。”

“对于我们基层工作人员来说,如今的防汛手段相当于‘鸟枪换大炮’。”吉安市新干县荷浦乡水文站站长涂鹏说,从前每逢雨季,管理员只能凭经验判断水情、堤坝、涵管等情况,“如今可以依靠新技术手段更为精准地研判汛情,指导各村开展防汛工作。”

各式各样的“智能+”抗洪手段,正广泛运用到抗洪抢险中,为高效调度处置提供科学依据。截至2019年底,江西省水利部门共建有雨量自动监测站4526处,水文自动监测站247处,小型水库自动监测站6000处。

堤坝安全是防汛抗洪的重点之一,及时探测险情,才能防患于未然。

拿出一卷卷黄色电缆,将上面串着的上百个金属电极按网络打入堤坝土体内,再将电缆接头与三台黄匣子连接,就能给堤坝做“CT”检查……今年汛期以来,东华理工大学的师生们在抗洪抢险一线忙碌着。

“这一技术的原理是通过DSDT-1型双分布式三维电阻率成像系统‘透视’坝体结构,快速判断堤坝是否存在空洞、裂缝、土层结合松散、管涌、渗流等隐患,有效做到提前防范、提前预警。”团队成员陈辉介绍。

“防汛抗洪一线的数字化应用越来越普遍,智能防汛正逐渐成为主流。”谌少英说。

搜救:红外无人机“精准制导”寻人

7月9日下午5时许,吉安市峡江县消防救援大队接到求救电话,6人被洪水围困。雨势越来越大,水位不断上升,被困人员所处的建筑已成“孤岛”,随时有被冲毁的危险。

12小时,人机合力,一场“孤岛”救援惊险上演。

情况紧急,当地先后派出两支救援队前往救援。但由于洪水已漫过路面两三米深,且晚间视线受阻,救援队迟迟无法抵达,时间一分一秒过去,指挥部渐渐与被困人员失去了联系,情况越来越危险。

关键时刻,红外线无人机成为搜救“强兵”,深入“孤岛”探测被困人员情况,并提供路面水情信息。

凌晨4时,经无人机确认,受困人员全部安全。当地救援人员在红外线无人机遥控指引下,紧急制定救援方案和前进路线。7月10日凌晨5时36分,6名受困人员被成功解救。

今年的防汛抗洪过程中,搭载了可见光/红外双波段视频相机、大视场测绘相机、光学相机等不同传感器的无人机,盘旋在鄱阳湖区的上空,为灾情研判、蓄滞洪区运用论证提供科学支撑。

“如今,湖区堤防和抗洪抢险设施设备有了大幅的提升。我们将把人民群众生命安全放在第一位,全力迎战特大洪水。”江西省防汛抗旱指挥部秘书长徐卫明表示。

浙江:“城市大脑”保驾护航

□记者 黄筱 杭州报道

入汛以来,浙江省多地江河水库的水位超汛限,其中位于浙江建德的新安江水库自建成61年来首次9孔全开泄洪,防汛救灾成为当务之急。记者采访获悉,从城市大脑配合政府指导绕行积水路段、AI探索预测城市内涝,到数字全景地图精准指引避灾安置场所,浙江运用数字技术构建自然灾害应急管理精密智控体系,探索数字应急治理。

“城南西路14号地下管网水位已超过二级警戒水位,请抢险队员迅速前往进行排险。”7月9日,受新安江、兰江双流域洪水影响,防汛形势复杂的三江汇流处建德市梅城镇水位已超警戒水位1.1米,然而城内基本无大面积内涝发生,镇上的城市大脑指挥中心,梅城镇城建办副主任谢少翔通过大屏幕,就能清楚了解到地下管网的实时情况,并向抢险队员发布行动通知。

在此次应对钱塘江流域洪水中,梅城镇的智慧排水系统发挥了重要作用。梅汛期以来,梅城镇暴雨频发,该系统实现6次成功溢流预警,平均提前82分钟完成推送,避免了污水溢流、城市内涝的发生。同时,系统上线后还完成了14次管网实时情况的样本自动采集、数据自动分析、报告自动推送,实现了整座城市地下管网运行状况的实时监控与管理。

在泄洪防汛期间,建德市通过数据协同治理和部门联动,利用“城市大脑”平台为泄洪防汛工作保驾护航,建德市数据资源服务中心归集了政法委、水利局、气象局、应急局等相关部门数据共计380多万条,接入了8003路监控视频,涵盖全市256个村(社)、1处地质灾害点、26处危险源、206条河道、156个水文站点、165个雨情站点、18个堤防、802个山塘、150个水库。因此,建德市做到了预警有“数”:对超过汛限的水库点位,启动报警功能闪报警灯,超过预警水量后立即发送短信到应急、气象、水利等单位负责人手机上;监控有“数”:在监控全市各水库、新安江沿线、各村(社)情况同时,利用高空球形摄像头360°旋转、26倍拉近功能无死角了解泄洪后全市情况,让关联应急资源“看得见”,应急指挥流程“理得顺”,现场情况“管得住”,高清摄像头在检测水位点时发现市民围观情况,指挥部及时通知相关值守人员劝散。

杭州市萧山区临浦镇位于水库下游,为了提醒做好7月8日新安江水库9孔全开泄洪的准备,浙江省杭州市萧山区临浦镇派出所副所长林祥瑞介绍:“以前是挨家挨户上门通知汛情,现在可以‘一键’通知,我们能把更多精力用在跑一线、查危房了。”林祥瑞说,手机办公软件能大大提高通知效率,而居民群众也能和基层干部共享软件平台,将所见安全隐患一键上报职能部门。

桐庐是新安江泄洪后洪水流经的下游县区之一,由于桐庐地处新安江、兰江双江汇流之处,防汛抗洪形势严峻复杂,全县42万人口原本预测需要转移15万,给基层干部群众带来巨大压力。后来浙江省气象、水利专家连夜对受灾范围和程度精准计算,利用数据平台和数据化地图推演模拟出哪些地方会被淹,最后精准到7个沿江乡镇11个转移重点区域,转移人数从15万人变成了2万多人,精准转移不仅保证了百姓群众的生命和财产安全,还大大提高了基层防汛工作效率。

此外,今年5月,浙江省安吉县225个避灾安置场所全景地图在高德地图全部上线。通过VR(虚拟现实)技术对避灾安置场所进行设置和管理,灾害来临时,受灾群众可以高效准确地通过地图导航,找到就近的避灾安置场所。(记者 苏晓洲 袁汝婷 蔡潇潇 长沙报道)

责任编辑:kj005

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