为千里河防工程“体检”
记者 王静琳
2月5日,黄河山东东明河段,寒风呼啸。
坝垛之上,黄河勘测规划设计研究院有限公司物探院高级工程师张宪君手持遥控器,目光锁定水面。1米多长的无人船“小禹”轻捷离岸,向坝前水域驶去。
风声几乎吞没人语,他提高音量对记者说:“今年过年晚,得加快进度,力争春节前后把黄河两岸靠水的控导工程全部探测一遍。”
“小禹”帮忙做“CT”
控导工程是黄河下游防洪的第一道防线,由数千道坝垛、护岸组成,负责控制河势、引导主流,防止出现“横河”“斜河”顶冲大堤的险情。其稳固直接关系到堤防安全和人民群众生命财产安全。
指着眼前一道道坝垛,张宪君打了个比方:“根石就是工程的‘地基’。汛期水猛,根石常被冲走或移位。地基掏空了,坝说塌就塌。定期探测,就像给工程做CT,哪儿缺石、缺多少,一清二楚。对症补石,既能防范小隐患演变为大风险,也能避免盲目抛石造成的资源浪费。”
他2008年入行,亲历了根石探测手段之变。“刚开始用大船,技术人员带船夫至少四五人;坝前水浅船易搁浅,过浮桥还得吊运船只,多的时候一天吊运三四趟;用的低频声呐技术,离坝一远,误差就大。现在这无人船才1米多长、50多公斤重,在河里灵活得很,精度也有保障,两个人轻松搞定。”
20分钟,1道坝、7个断面,探测完毕。数据实时回传系统平台。张宪君与同事化占鹏收起设备,沿堤向上游走去,身影渐融于黄河岸边的苍茫之中。

张宪君与化占鹏探测根石 王静琳 摄
物探院院长马若龙告诉记者,黄河根石探测技术研究始于1996年。那时主要是河务人员撑船将竹竿插入水中,通过竹竿人为感知是否“捣得动”来推断根石位置。“盲测全凭经验,遇到淤泥容易误判,人身风险也不小。”为此,物探院着手研究非接触式探测,以期更安全、更精准。
30年求索,从引进改造国外设备,到自主研制“黄河物探01号”探测船,再到“小禹”无人船搭载浅地层剖面系统投入应用;从数据系统持续升级,到探测数据全面入库——技术飞跃,步步踏实。截至目前,已累计探测坝垛超过2万道。
2021年那场抢险,物探院技术研发部副主任郭士明至今历历在目,“11月22日21时15分,由于秋汛大洪水期间马渡险工21护附垛持续受大溜顶冲,落水后迎水面至坝前头出现根石墩蛰和坦石坍塌的较大险情。关键时刻,我们用‘小禹’无人船迅速摸清了坝下冲坑的位置和深度,河务部门依据我们提供的水下地形图册和根石探测断面图册,精准抛石,很快控制住险情。”
堤防“听诊器”上新
堤防工程是守护黄河下游防洪安全的关键屏障,绵延1400余千米,在历代民埝基础上加修而成。尽管历经标准化改造,但由于先天基础薄弱,遭遇超标准洪水,仍存在一定风险。每一寸堤防背后是千万百姓,任何闪失都将造成难以估量的损失。
对黄河堤防的“把脉问诊”,物探院早在1992年就已启动。该院依托“八五”国家重点科技攻关、水利部重大科技项目,成功研制出高密度电阻率法堤防隐患探测仪,被列入国家科技成果重点推广计划。
“高密度电阻率法精度高,但效率上不去,一天最多测2千米,出报告还要两三天时间。”物探院原院长谢向文回忆。
转机出现在2013年。物探院将视频图像、GNSS定位、探地雷达、高密度电阻率法、双源面波等5种技术“合而为一”,集成到1台堤防工程安全综合检测车上,并配套开发数据管理系统,实现内外业数据实时交互。“以前是单科检查,现在是多科室会诊。”谢向文这样比喻。
第二次飞跃在2021年。该院自主研发的“小禹”堤防隐患智能巡检系统投入使用,探测速度跃升至每小时10千米,更贴合防汛实战。郭士明介绍,该系统将传统需要布线的“接触式”探测升级为“非接触式”,效率提高了几十倍。同步开发的数据解译系统,能边探测边出结果,真正实现了“即测即用”。

“小禹”堤防隐患智能巡检系统工作中 原振轩 摄
2月10日,在河南中牟黄河堤防上,郭士明给记者现场演示“小禹”堤防隐患智能巡检系统工作过程:他遥控探测小车沿堤行进,采集到的海量数据实时传输至计算机,通过AI智能识别模型自动分析处理,巡检画面上同步显示出堤防内部隐患的“造影”——红色代表空洞、裂缝,橙色代表穿堤建筑物,蓝色代表软弱夹层……复杂的物探数据,通过颜色标识一目了然,普通人也能快速看懂堤防的“健康状况”。
“这套系统适合大范围快速普查,能够迅速锁定重点风险区域,如需精细化验证,可再辅以其他手段。”郭士明介绍,“在南水北调中线渠道隐患排查等应急处置中,该系统发挥了巨大作用。”
不止于此。物探院还陆续推出“小禹”堤防险工安全视频检测预警系统,智能识别坝垛塌方情况;“小禹”堤防渗漏自动化监测预警系统,全天候监控渗漏风险。
技术突破的背后,是黄河勘测规划设计研究院有限公司的坚实支撑。2017年,公司成立河防工程信息采集科技创新团队,董事长安新代亲自挂帅指导产品研发,推动“小禹”系列智能装备从实验成果转化为防汛“利器”。
2026年全河工作会议上,黄委党组作出“加快河防工程信息管理系统建设”的部署。物探院30余年积累的前端感知技术与海量数据,正为这一系统建设筑牢根基。
新春将至,行走在黄河堤防上,科技创新带来的“智慧守护”,让古老的河防工程在新时代焕发出新的生命力。