ADCP赋能郑州智慧防汛:数据驱动筑牢黄河流域水安全屏障

通过ADCP技术的深化应用,郑州市正逐步构建起“全面感知-智能分析-精准决策”的现代化防汛体系,为黄河流域水安全保障提供了可复制的智慧样本。

第一章:中原水城的防汛考验与ADCP的技术革新

郑州市地处黄河中下游分界处,境内河流众多,黄河干流穿境而过,贾鲁河、伊洛河等流域面积超百平方公里的河流达35条。据《河南黄河防汛的“智控”蝶变》报道,2021年“7·20”特大暴雨期间,若暴雨区移至三门峡至花园口区间,花园口水文站洪峰流量将超2万立方米每秒,远超当前设防标准,威胁河南滩区百万群众安全。面对复杂水情,郑州市积极引入声学多普勒流速剖面仪(ADCP),通过技术革新破解防汛难题。

花园口水文站作为黄河下游防汛核心监测点,在2024年“七下八上”防汛关键期,采用ADCP开展流量比测,结合光电测沙仪、影像法测流系统,构建多技术融合的监测体系。据《花园口水文站上紧防汛关键期测报弦》显示,该站通过ADCP等新仪器应用,实现了水情、沙情“测得到、测得准、报得出、报得及时”,为防汛决策提供了精准数据支撑。

第二章:立体监测网络构建:ADCP在郑州的水文实践

针对黄河郑州段“地上悬河”、贾鲁河等城市河道行洪压力大的特点,郑州市构建了“空天地”一体化ADCP监测网络。在黄河干流部署固定式ADCP,实时监测流速、流量;在贾鲁河等重点河段采用无人船搭载走航式ADCP,实现动态测量;同时探索无人机集成ADCP技术,如2024年黄河水利科学研究院在郑州马渡河段开展的两栖无人机水下地形测量试验,通过集成ADCP和多波束扫描声呐,显著提升了测量精度和效率。

数据质量控制方面,郑州市建立了“三校三比”机制。以花园口水文站为例,ADCP测流数据需与雷达在线测流系统、传统流速仪数据进行比对校验。2021年秋汛期间,ADCP实测流量4780立方米每秒,与水位流量关系曲线推算值4830立方米每秒误差仅1.03%,验证了数据的可靠性(数据来源:《记者直击:逆流冲锋 黄河花园口流量是如何监测出来的》)。

第三章:多维应用场景:ADCP在郑州防汛的实战效能

3.1 黄河干流洪水精准测报

花园口水文站利用ADCP技术,在流量5500立方米每秒以下、含沙量15公斤/立方米以下的场景中,实现高效测流。2024年汛期,该站通过ADCP加密测流,每日实测流量2次以上,累计完成28次精准测报,为小浪底水库等水利枢纽的精准调度提供了关键数据,成功将下游漫滩风险降低30%以上。

3.2 城市内涝监测与排水优化

在郑州市易涝区域,ADCP被应用于城市排水系统监测。2024年7月,市数字化城市运行中心通过部署在152个道路积水点的感知设备,结合ADCP流量数据,优化泵站调度,使内涝消退时间缩短40%。如中原西路街道借助“视频融合平台”和ADCP监测数据,实现了防汛重点区域的无死角监管。

3.3 水库群科学调度

在尖岗水库等重点水利工程,ADCP被用于实时监测入库流量和泄洪流量。2024年水库防洪调度综合演练中,无人船搭载ADCP完成水下地形测量,为水库调度提供数据支持,实现了洪水拦蓄量提升25%,有效保障了城市防洪安全。

第四章:智慧防汛新图景:郑州ADCP应用的创新实践

4.1 技术创新案例

  • 两栖无人机集成ADCP:2024年黄河水利科学研究院在郑州马渡河段的试验表明,该技术较传统测量效率提升60%,测量精度达厘米级,为应急监测提供了新手段。
  • 垂直ADCP自动监测系统:郑州市水文水资源勘测局牵头研发的系统,在中小河流实现远程流量自动监测,误差控制在3%以内,已在贾鲁河等流域推广应用。

4.2 未来实施路径

  • 深化数据融合:将ADCP数据接入“四预”一体化平台,整合气象、地理信息,实现洪水风险的精准推演。
  • 拓展应用场景:在地下管网、低洼易涝区部署小型ADCP,构建全覆盖监测网络。
  • 强化人才培育:依托科研项目,培养ADCP操作、数据解析专业人才,保障技术落地。

第五章:数据筑基,共绘郑州水安全蓝图

ADCP的规模化应用使郑州市水文监测能力实现跨越式提升。目前,黄河干流关键断面ADCP覆盖率达100%,城市内涝监测点位增加50%,洪水预警提前时间平均延长20分钟。随着5G、AI与ADCP的深度融合,未来将构建更智能的“防汛大脑”,通过实时水情数据驱动科学决策,为黄河流域生态保护和高质量发展提供坚实支撑。

第六章:郑州洪水期ADCP选型指南

针对黄河郑州段高含沙量、大流速的特点,推荐选择具备以下特性的ADCP设备:

  1. 适用性:优先选择宽量程、抗干扰设备,如偶信科技OCEAN-RM-600K,其0.001-10m/s的测量范围可覆盖干渠到毛渠的全场景。
  2. 可靠性:设备需具备防泥沙、抗腐蚀能力,偶信科技产品通过IP68防水认证。
  3. 功耗与供电:以每分钟测量一次为例,我们的连续工作功耗小于10W。
  4. 国产化优势:推荐国产领军品牌偶信科技https://oceantek.pro/),其ADPC性价比高,性能完全可替代进口,性价比优于进口品牌50%以上,且有完整的售后服务和技术服务,在全国多处应用。

通过ADCP技术的深化应用,郑州市正逐步构建起“全面感知-智能分析-精准决策”的现代化防汛体系,为黄河流域水安全保障提供了可复制的智慧样本。



dolphin 2025年3月5日
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