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　　□本報(bào)記者 黃峰 通訊員 關(guān)景勻 陳毓瑩

　　河水一石，其泥幾斗？

　　作為世界上含沙量最大的河流，水少沙多、水沙關(guān)系不協(xié)調(diào)，是黃河復(fù)雜難治的癥結(jié)所在。市面上常見的測沙儀均不能滿足黃河實(shí)際應(yīng)用場景。

　　水利部黃河水利委員會水文局集合專精水文、通信、軟件、電氣等各個(gè)領(lǐng)域的“精兵強(qiáng)將”，組建起一支10人的核心科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，集中力量研發(fā)真正適用于黃河的泥沙在線監(jiān)測儀器。

　　新儀器的工作原理不同以往，它利用光強(qiáng)度與含沙量之間的相關(guān)關(guān)系，建立核心算法模型，由此計(jì)算得到含沙量數(shù)據(jù)。

　　原理聽上去簡單，實(shí)踐起來并不容易。

　　團(tuán)隊(duì)以黃河泥沙為藍(lán)本，收集了68萬組原始數(shù)據(jù)，不斷分析驗(yàn)證，進(jìn)行了因子校準(zhǔn)、多點(diǎn)校正、核心算法模型建立、特定波長光電組件選型測試等實(shí)驗(yàn)共計(jì)1853次，連續(xù)運(yùn)行2304小時(shí)。

　　“我們的測控方式、核心算法都是一種從無到有的創(chuàng)新，是奔著全黃河流域都適用、真正實(shí)現(xiàn)全自動在線監(jiān)測的方向研發(fā)的，這在國內(nèi)國外都是獨(dú)家。”談到研發(fā)歷程，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)牽頭人、黃委河南水文水資源局高級工程師牛茂蒼說。

　　3年時(shí)間，光電測沙儀終于出爐。

　　“我們的光電測沙儀突破了現(xiàn)有河流泥沙在線測量的技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)了0~700千克每立方米的超大量程，這個(gè)量程放在全國乃至全世界的河流都是夠用的。”牛茂蒼說。

　　2020年汛前準(zhǔn)備期間，光電測沙儀在小浪底水文站開展比測應(yīng)用。

　　“小浪底水文測驗(yàn)斷面位置特殊，在小浪底水庫壩下，每年調(diào)水調(diào)沙期間都會有高含沙水流出現(xiàn)，且含沙量變化劇烈，便于檢驗(yàn)校核儀器的精準(zhǔn)度，獲得的數(shù)據(jù)比較有代表性�！秉S委河南水文水資源局副局長孫建民說，泥沙測驗(yàn)儀器的自主研發(fā)，最初就與實(shí)踐緊密聯(lián)系，為下一步的良好應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　2020年7月，小浪底水文站對光電測沙儀進(jìn)行人工比測，取樣38次，比測效果良好。2021年，率定取樣38次，經(jīng)分析，監(jiān)測數(shù)據(jù)與人工取樣測沙結(jié)果整體吻合，過程線基本一致。同年，光電測沙儀在小浪底水文站正式批復(fù)投產(chǎn)使用，小浪底水文站也成為黃河干流首個(gè)水文全要素在線監(jiān)測試點(diǎn)站。

　　談到光電測沙儀，小浪底水文站職工如獲至寶�！懊�6分鐘自動傳輸?shù)诫娔X系統(tǒng)內(nèi)的含沙量數(shù)據(jù)，完整監(jiān)測了每一場沙峰的‘起承轉(zhuǎn)合’，大大節(jié)省了人力、物力，更提高了測驗(yàn)精度�！�

　　小浪底水文站應(yīng)用效果良好，光電測沙儀短時(shí)間就在河南測區(qū)其他干流站推廣應(yīng)用，花園口、黑石關(guān)、西霞院……面對不同的河道情況和水沙特性，研發(fā)團(tuán)隊(duì)專門設(shè)計(jì)出軌道安裝、柱體安裝、浮體安裝、固體安裝等多種安裝方式�？紤]后期清理維護(hù)，儀器還加載了維護(hù)自檢和自動清洗功能，定時(shí)進(jìn)行自檢自潔，充分預(yù)設(shè)了在黃河這樣高含沙河流中可能遇到的各種情況。

　　“我們還在浮體安裝的儀器上加裝了GPS定位系統(tǒng)，如遇特殊情況儀器掉落，可以根據(jù)定位找回減少損失�！迸Ｃ�蒼說。

　　3年來，光電測沙儀在黃河流域?qū)幟�、中游、三門峽、河南、山東等測區(qū)，以及新疆、遼寧、山西、陜西、廣東等�。ㄗ灾螀^(qū)）得到廣泛應(yīng)用。

　　來源：中國水利報(bào) 2023年9月6日