▲经过118小时的紧张抢险,江西鄱阳中洲圩188米决口封堵成功。
当前,全国防汛已进入“七下八上”阶段,各地防汛救灾工作正有序推进。
人民至上,生命至上,抗洪勇士们用血肉之躯筑成一道道防洪大堤,保护着人民群众的生命和财产安全。
从新闻中、从镜头中,我们看到在抢险一线,不光有人力肩挑背扛的“肉搏式”抗洪,还有一股科学力量,正不断提升着防汛监测预警的精准度、抢险救灾的时效性,以及人们战胜洪水的硬实力。动力舟桥、雷达流速仪、红外无人机……越来越多的抗洪科技利器被运用到抗洪抢险一线,机械化、数字化、信息化,“人防”中正加入越来越多的“技防”元素。
“面对凶猛的洪水,高科技正在重新定义新时代的抗洪‘战术’。”在全国政协委员、中国安能建设集团有限公司安全环保部部长张利荣看来,装备的提升、技术的进步、理念的突破,正让现代化治洪变得越来越“智慧”。
透过近日江西鄱阳湖一线抗洪历程,对其中关键节点进行剖析,或可见其中端倪。
“神兵利器”助力鄱阳湖溃口封堵
“保养必须尽快,下一次抢险任务或许很快就会到来。”
刚刚完成鄱阳湖流域4大决口封堵任务的中国安能第二工程局物资装备部职员汪伟,带着“武器库”回到了南昌基地。顾不上吃午饭,也顾不上洗个热水澡,他急忙协调装备保养事宜。
中国安能,是应急管理部自然灾害工程应急救援中心,前身是水电铁军——武警水电部队,与1998年长江抗洪时相比,安能的装备力量提升了约3倍。7月9日,汪伟和同事在没有前置时间的情况下,将400多台(套)代表机械化、信息化的“金刚大胖子”、“袖珍小丸子”专业装备实时调集至抢险现场。
今年7月以来,鄱阳湖水系遭受持续强降雨袭击,十天内平均降雨量高达324.4毫米,导致昌江鄱阳县段问桂道圩、中洲圩、桂湖村圩、问桂道圩上游邓坊村圩等多处漫决,万余名群众被紧急转移。
4个决口中,中洲圩决口最长、积水最深、用料最多、施工环境最复杂。离决口点的距离越来越近,汪伟的心提到了嗓子眼:救援的必经之路上有多个居民点,居民点内两侧房屋间隔最近处不到4米,空中还有电线杆,限宽又限高,再加上道路蜿蜒曲折,“大型机械过不了,再往前走遇到个弯就堵死了。”
陆路受限,那乘船走水路呢?
也不行。在中洲圩决口的上下游,均有横跨两岸通行桥,随着水位的大幅上升,大型轮船根本不可能从桥面下通过。
▲江西鄱阳中洲圩188米决口抢险一线。
“我们必须让装载机、挖掘机、推土机迅速抵达现场,把决口封堵住,日后鄱阳湖洪水退了,排完水还能种第二季水稻。否则内外连通,水排不出去,等待农户们的就是全年颗粒无收。”张利荣并未慌乱,他指挥抢险人员动用无人机等手段对现场情况进行初步勘查,包括决口宽度、水位和流速、地形等,了解施工场地和交通情况。
初步勘察结果,让他心里萌发出一个装备运送的新方法——动力舟桥。
在之前的多次演习中,安能对动力舟桥的运用条件有了一定的掌握——投放条件上,有空间设置简易码头,让舟桥和装备下水;水域条件上,水流速度不能过快;航道条件上,水面杂物较少,无渔网、铁丝网分布……而上述条件在中洲圩决口处都具备。
动力舟桥是一种每个浮体单元自带动力、架设快速、机动灵活,集浮桥、渡运于一体的新型舟桥,往水里一放,如同“变形金刚”自动会打开,不到半个小时可在水上拼装完成,用于在紧急或非正常状态时,快速架设通道,保障重型装备和大型车辆迅速克服江河、湖泊等障碍,大大提升封堵作业效率。
7月13日10时,随着第一车石料抛向决口处,决口封堵抢险战斗正式打响,安能抢险队与火箭军、武警和预备役部队携手,利用诸如“三维激光扫描仪” “雷达流速仪”等多项高科技“利器”实时测量险情现场的各类数据,为制定抢险方案和开展科学封堵提供技术支撑。
三维激光扫描仪通过全息照相,可以将所有的现场信息数字化,从而在短时间内确定现场的数据,包括现场地形、龙口的宽度,在图上直接标注。汪伟对它的重要性深有体会,“封堵决口一般要选择原堤线方向进占,因为堤线外是水道。深度较深,基底不牢;堤线内是农田,在上面复堤同样基础不稳,三维激光扫描仪可以帮我们迅速找到原堤线。”
▲水下机器人。
汪伟进一步解释,“中洲圩的施工环境有多复杂?举例来说,其他决口的圩堤是直线,中洲圩的原堤是弧线。如果用传统方法确定原堤线,就需要设置多个位点,然后用人工估算,耗时耗力还不精确;机器测量位点极少,效率是人力的数十倍甚至更多,同时测量精准度更高。”
依托高科技机械装备和勘查装备,抢险队制定了“水下抛填推进,水上分层碾压”的“双向对进立堵”战法,即由上下游堤头按原堤线方向开始进占,石料用自卸汽车运输,推土机铺料、推平,水下部分采用抛填,水上采用分层填筑,推土机铺料,振动碾压至密实。使用此战法后,现场作业人员加上后方配料人员只有三百余人,极大地降低了动水状态下临水作业的风险。
张利荣曾参加1998年的九江决口封堵——不到百米的决口,作业面里里外外地进驻上万名抢险队员。“那时候机械车辆很少,基本靠人。人越多,危险系数越高。”他说,当年的战法依托人工封堵,即“钢木土石坝”,从岸边向水面逐次打桩,逐步向前,加固坝头,封堵决口。
“依托科技的应用,现在的战法更高效,也更安全。”张利荣说。
给圩堤做“CT”寻找潜在隐患
12小时/班轮流作业,每日两班,机械化与人力相结合,“人歇机不停”……在118个小时的日夜奋战后,7月18日8时22分,被洪水撕裂188米决口的中洲圩完成合龙。
此后,抢险队对圩体进行加宽培厚及黏土防渗漏处理。7月19日18时,中洲圩圩体已实现基本水平,并较之原先圩体更为宽大。圩堤恢复溃口前原有面貌,防汛安全屏障得到重筑。
复堤后中洲圩仍是鄱阳县上下关注的一个焦点,不少人担忧,“决口虽然封住了,但中洲圩邻近的没有被冲毁的圩体安全吗?会不会也‘受了伤’,无法抵挡下一次洪峰?”
7月25日,应当地防指请求,江西东华理工大学防汛博士团来到此处。只见博士团成员从一个箱子中拿出一卷卷黄色电缆,上面串着上百根钢钎似的金属电极,随后将电极按网络打入堤坝土体内,最后再将电缆接头连接三台神秘的小箱子。
该校地球物理与测控技术学院教授邓居智告诉记者,这个探测“利器”是学校自主研发的DSDT-1型双分布式三维电阻率成像系统,“电流在地下碰到的不同地质体,导致测量电场相应发生改变。启动与电缆连接的主机,利用电极之间的电位差和电流能算出堤坝内部电阻率的分布数据。根据结果,我们可以‘透视’坝体结构,快速判断堤坝是否存在空洞、裂缝、土层结合松散、管涌、渗流等隐患。”
“从13日至今,我们基本上2—3天就要转战一个县,摸排堤坝潜在隐患。”邓居智说,“隐患发现得越早,堤防就越安全。为此,我们基本上白天一大早戴着草帽,身穿救生服采集数据,夜间甚至第二天凌晨回到住处后继续处理数据,每天只睡不到三个小时,说实话,都是咬着牙坚持下来的。”
7月16日和17日,团队对永修县九合圩堤木头塘、犀牛角两个圩段开展隐患探测,探明圩堤潜在隐患6处;7月20日,他们又在彭泽县经历了惊心动魄的一幕。
当天,刚从永修回到南昌的他们接到了彭泽县的求助信息,赶赴彭泽。刚过了24时,邓居智收到堤岸出现管涌险情“怎么都堵不住”的紧急指令,团队带着仪器冲上前线,在2个小时之内完成了数据的采集处理工作,探明了隐患所在——空洞出现在之前封堵处西侧2米多的位置。借助这一重要信息,抢险队在1个小时内成功处置了险情。
▲三维电阻率成像系统。
“背水坡险情处置的难度在于,水流很复杂,肉眼看见的管涌位置未必和空洞所在处重合。如果没有三维电阻率成像系统确定空洞的位置,抢险队员只能在更长的战线上,投下更多的填料,费时费力风险较高。”邓居智说,“之所以2小时就能得出数据,关键我们采取了与抢险相适应的策略——如果是纯科研,我们要进行全面分析排查,耗时良久;当天状况非常紧急,我们务必要‘抓’出主要隐患,‘略’过次要瑕疵,因此便在600余米的堤防中选择50余米与险情相关的关键岸段进行作业。”
在今年鄱阳湖各堤岸的防线上,高科技“利器”的广泛应用,让抗洪勇士们如虎添翼。
在彭泽县,全国首台装袋机模块车为构筑子堤,打包沙袋累计1.1万多个,有力地支援了当地堤防。此装袋机可自动完成砂石装填、入袋、打包、封口全过程作业,每小时可制作沙袋600—900个。支援彭泽的湖南消防总队郴州支队指挥中心主任曾杰毅表示,除了装填效率的提升,该装备还可提高袋口的密封性,机动性也非常强。
根据东部战区权威发布的消息,7月15日,第73集团军某旅侦察科侦察班操控无人机对任务大堤进行低空红外侦测时,发现一处隐藏在芦苇丛中的泡泉。抵近现场观察发现,泡泉正在不断扩大。在应急分队赶来前,他们制订出反滤围井处置方案。
科技力量的提升,还体现在对救援人员的进一步保护上。在九江江洲镇抢险现场,抗洪官兵腰间还系了一条5厘米宽的气胀式救生腰带。如果有人不慎落水,只需拉开充气阀门,储气罐中的高压气体会将气囊迅速充满,变成围在腰间的一个救生圈。
而在中洲圩的堤头,抢险队设置了休息帐篷,睡觉时不用经受风吹日晒之苦;休息区还设置了淋浴间,并配置医疗车、餐车,形成了涵盖 “吃住行医休”的全面后勤保障体系。
▲东华理工大学防汛博士团参与抗洪抢险。
张利荣表示,应急救援的科技攻关应用性非常强,标准只有两个字——“管用”,经此一役,他已向厂商反馈,期待动力舟桥未来能实现承载力更高、适应水域条件更广、夜间也可航行。
邓居智也强调了抢险科技的应用性。“将论文写在大堤上,此次抗洪经历对于我们未来的科研导向也大有帮助。”他说,“洪水发生期间,‘抢’非常关键,我们设备未来要更好地适应一线要求,努力做到设备小型化、数据实时显示以及数据处理能力的提升。”
高科技大幅提升防汛救灾硬实力
抢险队在抗洪一线奋战的同时,身处后方的河海大学水文水资源学院教授张行南正和同行们一起,利用“电子哨兵”“云”瞭望实时水情,关注着全国各地的严峻汛情和防洪抢险状况。
长江水利委员会水文局党组书记、副局长陈敏在长江流域水旱灾害防御工作新闻通气会上表示,长江流域已拥有集卫星、雷达、水文报汛站、气象站、水利工程站等空天地于一体的流域全覆盖水雨情立体监测体系,现已形成专业性强、覆盖面广的水文监测与预报站网以及成熟、先进的水文气象预报业务体系,同时形成了自动化、智能化的实时监测技术,“水位、雨量、水温、蒸发等观测项目全部实现自动采集、存贮、传输。流量、泥沙测验利用水文缆道、水文测船及其他无人载体,通过流速仪等传统手段、ADCP等声学手段和雷达等电磁波手段,实现了半自动或全自动测流。”
如今,在安徽省水利厅的指挥大厅屏幕的电子地图上,集成着雨量、水位、墒情、水质等共计8000余个自动信息采集站采集的信息,接入1300余个各类视频监控站点,全省闸坝、河道、水库等水利设施标注着红黄等不同颜色,代表不同的水位情况,一旦有监测对象超过阈值,系统便会自动报警。
“早年洪水来袭时,水情主要依靠人工观测,看水尺、看雨量,从测量、抄录到上报需要大量的时间,数据精确性也较难保障。如今依托先进的仪器装备,依托大数据、人工智能、超级计算等前沿技术构建的智能监测系统能24小时实时监测水情变化,并将数据实时传输至各级防汛指挥部,极大地提升了决策效率。”张行南说。
在他看来,防汛抗旱,更应该立足于“防”,力求在洪灾来临时抢险救灾是有度的,损失是可控的,不能将治洪的“宝”主要压在抢险救灾上。
▲水上无人船。
“我们无法保证今后再也不出现决口,但可以保证决口发生的概率越来越低。”张利荣提出了“防+减+救”三元合一的现代化治洪思路。其中,第一要务也是“防”,做足监测预警,尽可能减少决口危险发生的可能。
或许,洪水的“防”,不仅仅在于洪水来临时水文监测层面的“防”,更在于枯水期的“防”。换句话说,决口的出现是小概率事件,抗洪结果和平日没有发生决口时在做什么密切相关。
在采访中,专家们在“高科技前置”上达成了共识。
邓居智表示,利用三维电阻率成像系统相当于对地面以下15米深度范围内的圩堤结构进行“CT”检查,有效杜绝堤坝“带病抗洪”,“我们研究工程地质灾害精细探测技术已有20余年,之前广泛运用于煤矿安全隐患检测、地下空洞探测,在海昏侯考古项目上也做出了贡献。但洪水期堤防隐患排查还是第一次,应该说,效果还是非常明显的。”
让他感叹的是,在博士团被媒体报道之前,从未有人给地控团队发过汛情求助信息。如今,任务多到他们快要撑不下去。
▲动力舟桥运送机械设备。 | 庄良智摄
今后,智慧抗洪将成为常态。今年的抗洪历程足以证明,现代科技可极大地提升防汛救灾硬实力。
邓居智说:“还是那句话,隐患发现得越早,堤防就越安全。如果在枯水期而不是现在提前做透视‘CT’,我相信数据一定会更全面。”
作者:本报记者 赵征南 通讯员 赵洪虎 朱天星
图片:均受访者提供
编辑:付鑫鑫
责任编辑:刘栋
*文汇独家稿件,转载请注明出处。