近年来,极端天气气候事件多发频发,河流水情呈现“突发性强、变化快、峰高量大”等特点。
对水文部门而言,既要在洪水来临时抢时间、抢数据,为防汛调度提供可靠支撑;也要在枯水期与平水期把生态流量监测做细做实,为流域生态保护、取用水管理与水资源配置提供依据。
在这一背景下,传统测流方式在部分场景中暴露出效率与安全方面的不足,亟需以新技术补齐短板。
问题在于,复杂水文条件下的“测得准、测得快、测得安全”并非易事。
一方面,低流速河段信号弱、扰动多,易造成数据波动;另一方面,高含沙量水体会影响水下回波质量,增加测速误差;同时洪水期流速大、漂浮物密集,常规作业存在设备挂漂浮物、人员近水作业风险增大等现实挑战。
特别是在超标准洪水或突涨突落水情中,若监测设备响应不够快、布设不够灵活,将影响洪峰演进研判与流量过程还原,进而影响调度决策的时效性与精准度。
原因层面看,制约复杂水情监测的关键瓶颈,集中在数据获取链条的稳定性与抗干扰能力上。
无线传输在野外环境下容易受到地形遮挡与电磁环境变化影响;水下信号在高浑浊度、强紊流条件中更易衰减;同时,高频测速要在短时间内获得稳定剖面数据,对传感器算法与硬件一致性提出更高要求。
面对“现场条件复杂、应用场景多样、对可靠性要求极高”的现实需求,单靠常规设备改进难以取得突破,需要围绕核心技术进行系统性攻关。
针对上述难题,梅州水文分局在2025年组织力量,联合设备研发企业组建专项技术团队,围绕无线传输、水下信号稳定、高频精准测速等关键环节开展联合研发。
研发过程中,坚持“方案论证—样机优化—现场调试—迭代升级”的闭环路径,通过多轮论证比选和现场工况验证,推动设备成型并实现投产应用。
为确保数据可用、可比、可追溯,设备在梅州市辖区多个水文站开展比测率定,重点检验不同流速区间、不同含沙条件与不同水位过程下的稳定性与一致性。
从反馈看,该无线多普勒流量计各项性能指标表现良好,能够适应多种复杂水情。
影响主要体现在效率、安全与能力三方面提升。
其一,测流效率明显提高。
无线化与自动化程度提升,有助于缩短布设与测验时间,提升洪水过程“加密测”的实施能力,为及时掌握流量变化提供更高频的数据支撑。
其二,安全风险得到有效降低。
相较传统流速仪在洪水期可能出现的挂漂浮物等情况,新设备在设计与应用上强化了对复杂环境的适应性,减少人员近水作业时间与设备受损概率,为应对突发水情提供更可靠的技术保障。
其三,监测能力更加全面。
设备在低流速、高含沙量与高流速等场景中的稳定表现,为生态流量监测精细化管理、洪水过程还原以及水文模型校准等工作提供了更扎实的数据基础。
对策方面,推进新仪器应用不能止于投产,更要在“可复制、可推广、可维护”上下功夫。
一是持续开展适应性研究,针对不同河段断面形态、含沙特征与通信条件形成应用参数与操作规范,提升数据一致性。
二是完善质量控制与比测制度,建立与既有测验体系的对比校核流程,确保新旧数据衔接平稳,避免因设备更新引入系统偏差。
三是强化运行维护与应急保障,健全备件与巡检机制,确保在强降雨集中期设备可用率与数据连续性。
四是加强成果转化与协同应用,将监测数据与防汛调度、生态监管等业务系统联动,提高数据从“采集”到“决策”的转化效率。
前景来看,水文监测正加速迈向数字化、智能化、网络化发展阶段。
无线多普勒流量计的投产应用,为提升基层站网应对极端水情的韧性提供了新的技术支点。
随着技术不断迭代和应用范围扩大,未来可在更多典型河段与关键站点形成示范效应,进一步提升流域水文监测的时效性、精细化与安全性,并为水资源管理、生态保护与防灾减灾提供更坚实的数据底座。
水文监测技术的进步是适应新时代水利工作要求的必然选择。
梅州水文部门主动对标先进、勇于创新突破的做法,充分体现了新发展理念在水利行业的贯彻落实。
通过科技赋能,不仅能够有效提升监测效率,更能为防汛抗灾、水资源优化配置和生态保护等工作提供更加精准的决策依据。
这一成果也启示我们,在推进水利现代化建设的进程中,必须坚持科技创新驱动,持续深化产学研用结合,才能不断开创水文工作的新局面。