自2016年黃委黨組啟動黃河水文測報能力提升工作以來,黃委水文局周密部署,科學安排,齊心協(xié)力,全力推進水文新儀器新設備的引進、消化、應用進程,進一步加快了水文測驗現(xiàn)代化的步伐。
其中,經過十多年反復比測試驗、消化調整的聲學多普勒流速剖面儀,逐步開始大范圍的應用。目前,黃河干流35站,已有25站投產應用,黃河水文流量測驗迎來了躍遷發(fā)展的新局面。
這種躍遷變化,在小浪底、西霞院兩個水文站表現(xiàn)最為明顯。與大部分黃河河段的自然河道不同,河床相對穩(wěn)定,動床特征不明顯,含沙量較小,且受小浪底水庫和西霞院水庫影響大,全年水位變化快、漲落幅度大,ADCP的快速、自動化流量測驗,使得水文人能夠更快、更準確地測出洪峰流量。
7月初的小浪底水文站,凌晨5時,朝陽還沒有升起來,河邊的空氣里散布著早晨潮濕的清新,負責流量測驗的董方和王帥強開始了一天的工作。不同于以往的流速儀測驗,現(xiàn)在兩個人、一臺筆記本電腦、一套ADCP,輕裝簡行就能開展流量測驗了。
“現(xiàn)在只要是清水時期,常規(guī)測流已經全部用ADCP代替流速儀了,因為實在是太方便了?!睕_鋒舟找到了測驗斷面的起始點,董方點擊著電腦上連接ADCP信號的軟件,確定信號接收正常,伴隨著“突突突”的馬達聲,測流就這樣開始了。不需要停船找測點,不需要等候100秒的測驗歷時,沖鋒舟拖著“山”字形的ADCP從右岸勻速行駛到左岸,一份流量記載表和分布圖儼然出現(xiàn)在了電腦上,采集、處理、輸出數據全程自動化,前后僅僅耗時6分鐘。
“一般我們都是來回測兩個回合,也就是測4次,流量取平均值,這樣更準確?!倍皆诨爻痰穆飞闲χf:“整個過程也就半小時左右。”
“這個儀器應用得特別好,受河中漂浮物和水草的影響較小,除了最開始遇到過船頭上揚的情況,基本沒有什么問題。上揚的情況我們也通過安裝平衡架解決了?!毙】本洲k公室主任任江波拿出一張帶ADCP和平衡架的照片細細介紹,“最初搭配ADCP使用的船體笨重,平衡性較差,在測驗過程中由于沖鋒舟的牽拉作用導致船頭上揚,容易造成測驗誤差?!?br />
這個樣子像字母“T”的平衡架是水文站職工為ADCP專屬打造的。橫桿固定在沖鋒舟上,豎桿則固定在ADCP的首部,以外力使ADCP保持平放在水面上,確保了測驗精度?!斑@個平衡架是個非常實用的小發(fā)明,當時還獲得了‘浪花獎’。不過2013年以后我們就更換了新型的ADCP,船體輕盈,徹底解決了平衡性的問題?!比谓ㄐχf:“現(xiàn)在小浪底、西霞院兩個水文站ADCP應用已經相當成熟,小浪底只要是流量5000立方米每秒以下、含沙量不超過9千克每立方米,都可以用ADCP測流?!?
這份成績來之十分不易。黃河特殊的河情,使得先進儀器的配發(fā)到位只能算初步階段,還要經過漫長的比測分析階段,去消化、去調整,才能真正讓新儀器發(fā)揮“利器”的功效。小浪底水文站從2004年配發(fā)ADCP,到2007年正式批復應用,至今已有十幾年的應用時間。西霞院水文站更是從2008年建站開始就配發(fā)了ADCP,2017年才通過比測報告批準正式應用。這漫長的十幾年中積累的每份比測資料,都是推進ADCP應用的奠基石。
從小浪底水文站斷面向下游走,不到30公里的距離,是西霞院水文站。黃河水文測報能力提升以來的兩年多,西霞院水文站水文測驗已初步顯現(xiàn)出現(xiàn)代化水文站的模樣來。西霞院水文站站長張銀濤談起ADCP,掩不住一絲的興奮:“相比固定測點測速的流速儀,ADCP少了很多限制,它可以在隨船運動的過程中進行測驗,且測船航行軌跡不嚴格要求垂直于水流方向。而且ADCP所測的垂線、測點遠遠多于流速儀,測驗精度也有了大幅度的提升。同時比起測流的大船,沖鋒舟所耗的油量也要小得多,可謂是節(jié)省人力物力、提高測驗質量的一柄利器呀!”
“現(xiàn)在我們打算借著洪水防御和水庫調度期間的水沙條件,在含沙量5千克每立方米到10千克每立方米的范圍內繼續(xù)對ADCP開展比測分析,擴大ADCP應用范圍。”張銀濤認真介紹著,眼里滿是憧憬,“西霞院現(xiàn)在僅有5名職工,每個人都是身兼數職,若能進一步擴大應用范圍,必將大大減輕大家的勞動強度?!?
小浪底水文站、西霞院水文站的ADCP應用情況,是黃河水文流量測驗發(fā)生現(xiàn)代化質變,實現(xiàn)躍遷的縮影。走航式ADCP在河道條件相對穩(wěn)定的上游測區(qū)、寧蒙測區(qū)等已逐步廣泛應用,石嘴山等水文站甚至實現(xiàn)了常態(tài)化應用,在下游含沙量較大、動床特征明顯的花園口、孫口、濼口等水文站也開始了投產應用。
ADCP在黃河水文上應用的逐步成熟,使黃河水文職工從大量枯燥的勞動中得以解放出來,為繁重的黃河水文流量測驗插上了飛翔的雙翅,而水文人必將在新儀器新技術的騰飛下,穩(wěn)步提升測報質量,做洪水防御和水庫調度的“耳目”和“尖兵”。