題記：日前，隨著(zhù)最后一條探測船“黃河物探3號”在花園口浮橋起船吊運，歷時(shí)2個(gè)多月的2014年汛前黃河河道整治工程根石探測項目外業(yè)工作順利完成了！目前，項目組正在加緊進(jìn)行內業(yè)資料整理和成果報告編寫(xiě)。從最初的改進(jìn)根石探測方法的簡(jiǎn)單設想，到如今利用新技術(shù)全自動(dòng)高精度地完成探測工作，作為項目承擔單位的黃河設計公司工程物探研究院走過(guò)了一條不平凡的技術(shù)創(chuàng )新之路。
“老辦法”步履蹣跚
有人說(shuō)：世界上沒(méi)有哪條河流像黃河這樣對人類(lèi)和自然具有如此巨大的塑造力，也沒(méi)有哪個(gè)民族像中華民族這樣對黃河如此敬畏。它塑造了河套平原等這樣的塞外明珠，也是它的無(wú)情泛濫，給沿黃中下游的河南、山東等地人民帶來(lái)了無(wú)法磨滅的災難記憶。 黃河，這是個(gè)讓中華民族懷有如此復雜情感的河流。
黃河素有“銅頭、鐵尾、豆腐腰”之說(shuō)。 沿黃中下游各處，時(shí)常會(huì )看到諸如花園口決堤處、高村搶險處等紀念碑，而黃河下游的標準化堤防工程正是保護這“豆腐腰”最重要的屏障。 而根石探測工作就是要摸清堤防工程現狀，為管理部門(mén)防汛決策提供第一手的基礎資料，是黃河河道治理過(guò)程中的重要一環(huán)。
各個(gè)險工和控導工程的根石是保護工程沙土坯不被洪水沖走的重要保障，根石按照設計的要求襯砌堆放，能夠最大限度地發(fā)揮壩垛的擋水功能，將洪流導向主河道。黃河河道寬，主流隨季節來(lái)回搖擺，根石被不斷變化的河水沖走，根石缺失較多的堤段易引起壩垛垮塌。水面以上部分的根石缺失肉眼即可看出來(lái)，而水面以下部分的根石情況就需要進(jìn)行探測了。
傳統的人工錐探是利用長(cháng)桿狀物往下?lián)v來(lái)探測，搗不動(dòng)了就認為是到根石，有時(shí)遇到淤積的泥沙、樹(shù)根等雜物，甚至直接影響探測結果。整個(gè)探測全靠現場(chǎng)操作員的直覺(jué)來(lái)判斷，帶有很大的隨機性和不確定性。老一輩的黃河工程維護人員早就注意到了這個(gè)老辦法的弊端很多，每次探測需要大量的人力，效率低下，安全得不到保障。但是苦于多年來(lái)根石探測的技術(shù)一直沒(méi)有新的突破，還停留在幾十年前的水平上。根石探測是每年汛前檢測的一項重點(diǎn)工作，檢測時(shí)間只能集中在開(kāi)春的兩三個(gè)月內，人工錐探往往不能按時(shí)完成全部檢測，老辦法的步履蹣跚，已經(jīng)影響到了黃河安瀾的大局。
“新技術(shù)”的成長(cháng)之路
“馬上進(jìn)入信息化時(shí)代了，想不到咱們黃河上還在用這么原始的方法探測根石，這是我們做技術(shù)的黃河人的恥辱??！”憶及當初開(kāi)始琢磨根石探測新技術(shù)的初衷時(shí)，項目經(jīng)理郭玉松如是說(shuō)。1997年，當時(shí)的他還在研究堤防隱患探測技術(shù)，在大堤上工作時(shí)，看到當地河務(wù)局的技術(shù)人員拿著(zhù)測量竿，一點(diǎn)一點(diǎn)的靠搗來(lái)探測根石，他不禁想：要是能夠開(kāi)著(zhù)船走幾遍就把下面的根石探測清楚就美了！我們黃河設計公司應該有能力實(shí)現這個(gè)夢(mèng)想。
從這樣一個(gè)簡(jiǎn)單美好的想法出發(fā)，黃河設計公司開(kāi)始了根石探測新技術(shù)的探索之路。通過(guò)大量的實(shí)踐摸索和技術(shù)調研，1997年黃河設計公司通過(guò)水利部“
經(jīng)過(guò)了十幾年的努力，黃河設計公司通過(guò)不斷的實(shí)踐改進(jìn)和技術(shù)創(chuàng )新，最終形成了一套完整的根石探測技術(shù)，該成果技術(shù)的先進(jìn)性和工程實(shí)用性得到了黃委領(lǐng)導和相關(guān)部門(mén)的高度重視，并于2014年度由黃委建管局牽頭制訂了全河推廣應用方案。根石探測新技術(shù)大顯身手的時(shí)機來(lái)臨了！
傳統與科技的“交鋒”
2014年度的全河根石探測，是基于淺地層剖面儀的新的根石探測方式在全河進(jìn)行推廣應用的第一年。該技術(shù)由3200-XS淺地層剖面儀、高精度GPS差分定位儀及相關(guān)配套導航軟件、處理軟件等組成。該探測技術(shù)采用非接觸式淺地層剖面儀進(jìn)行探測，在不使用人工錐的情況下，可使技術(shù)人員更直觀(guān)地觀(guān)測到水底根石分布情況。高精度差分定位儀的應用，則保證了測量的精確性，擺脫了傳統利用水尺進(jìn)行測量所帶來(lái)的誤差。
在山東東明河務(wù)局高村險工工程段，新技術(shù)與東明河務(wù)局的人工錐探進(jìn)行了現場(chǎng)對比試驗。通過(guò)這次直觀(guān)的對比試驗，東明河務(wù)局的現場(chǎng)工作人員切實(shí)感受到了科技對傳統工作方式所帶來(lái)的改變。在高村險工進(jìn)行對比的22#、23#壩，累積靠水斷面4道。河務(wù)局工作人員利用傳統錐探方式進(jìn)行探測，共動(dòng)用約10余人力，耗費時(shí)間約三個(gè)小時(shí)，整個(gè)探測過(guò)程由于水流較大，泥沙淤積較為嚴重，出現了探桿插入淤泥后斷落、無(wú)法拔出等情況。因水流原因，相繼出現探測船固定不穩，測點(diǎn)偏離斷面線(xiàn)、錐桿無(wú)法垂直錘入、工作人員安全等其它問(wèn)題。在東明河務(wù)局已錐探過(guò)的斷面上，黃河物探2號船沿著(zhù)既定測量軌跡開(kāi)始了測量，整個(gè)探測過(guò)程僅用時(shí)五分鐘左右。相對于傳統錐探2米一個(gè)點(diǎn)距，淺地層剖面儀可直接將水底及泥底情況“掃”出來(lái)，使工作人員更直觀(guān)觀(guān)測到根石分布情況。通過(guò)衛星、基準站和移動(dòng)站差分結算進(jìn)行定位，可將測量數據定位到毫米級別，為高精度探測提供了保障。
傳統與科技的碰撞，讓河務(wù)局現場(chǎng)工作人員對新技術(shù)贊不絕口：“黃河根石探測終于用上了高科技??！”全數字化及非接觸式的測量方式，在保證測量安全的同時(shí)，也可為堤防工程提供相關(guān)數字化信息，為構建“數字黃河”提供了基礎數據支撐。
在整個(gè)全河探測工作中，項目組成員均積極邀請河務(wù)局相關(guān)工作人員上船參觀(guān)，向相關(guān)工作人員講解整個(gè)探測過(guò)程的基本原理并進(jìn)行實(shí)時(shí)測量展示。整個(gè)探測技術(shù)從工作效率、測量精度、可靠性和安全性等方面均遠優(yōu)于傳統測量方式，整個(gè)測量技術(shù)均受到相關(guān)工作人員的高度評價(jià)。
一切只為黃河安瀾
根據黃委要求，2014年度整個(gè)黃河中下游堤防工程根石探測任務(wù)要在汛前完成，項目組面臨著(zhù)任務(wù)重、時(shí)間緊、戰線(xiàn)長(cháng)等問(wèn)題。為保證項目的順利完成，元宵節剛過(guò)，還能聞到沿黃兩岸濃濃的炮竹味兒時(shí)，項目組成員便按計劃分別踏上了駛往各工程的旅途。
料峭的初春，早上和晚上的溫度多在零下。但在下船伊始，黃河物探人就以圓滿(mǎn)完成工作為己任，以船為家，以河為家，嚴把質(zhì)量關(guān)、嚴把安全關(guān)。
在河南-山東段，以項目組黃河物探3號船為主進(jìn)行探測工作。由于黃河物探3號船為新竣工探測船，船工第一次進(jìn)行根石探測工作，且河南多為大壩頭，易出現回流等水情，因此測量剛開(kāi)始就出現探測船偏離設定的路線(xiàn)等情況。為此，項目組對探測質(zhì)量提出嚴格要求，對探測軌跡不上線(xiàn)、探測數據噪音大等問(wèn)題采取多次測量，重復采集等技術(shù)措施，嚴把探測數據質(zhì)量關(guān)。對于河南-山東段采沙船多、河道中鋼絲多等問(wèn)題，項目組要求船工和船上人員時(shí)刻注意水情水況，遇到采沙船、鋼絲阻攔段堅決不靠近，做到寧可多繞彎，也不為趕時(shí)間而走鋼絲。從枯枝滿(mǎn)樹(shù)的花園口，到春風(fēng)已綠河兩岸的山東鄆城，項目組克服了大風(fēng)、大雨、機械故障等諸多問(wèn)題，接受了黃委會(huì )建管局、黃河設計公司安委會(huì )等部門(mén)和領(lǐng)導的多次現場(chǎng)檢查。
在山東段，遇到的最大問(wèn)題莫過(guò)于浮橋和入?？谧兓媚獪y的天氣。雖已是草長(cháng)鶯飛的四月天，但在墾利的入?？趨s是另外一番情景。毫無(wú)預兆的大風(fēng)天氣、廣闊的入?？趲?lái)的GPS信號的傳輸問(wèn)題等都給項目組帶來(lái)了巨大的挑戰。本是換上單衣的季節，項目組成員在這里又重新穿上了厚厚的棉衣。一換一穿之間，仿佛又是一次季節的變換。
而在陜西、山西段，沒(méi)有了那么多的采沙船、浮橋、鋼絲，而且從禹門(mén)口下船之時(shí)，恰逢上游水位下降、流量變小，行船變的更為安全?？此埔磺卸己茼樌?，可是在這個(gè)黃河物探船第一次踏足的區域卻又面臨了新的問(wèn)題。流量變小使整個(gè)上游水位較之前下降近
始于斯，終于斯。隨著(zhù)最后一條探測船在花園口起吊，2014年度全河根石測量工作歷經(jīng)兩個(gè)月的時(shí)間終于緩緩拉上了帷幕。兩個(gè)月里，黃河設計公司投入了三個(gè)探測班組，二十多名技術(shù)人員，三條探測船及三套淺地層剖面儀，共計完成了黃河中下游5000多道壩垛的根石探測工作，摸清了黃河中下游靠水壩的基本情況，為黃河安然度過(guò)今年汛期提供了可靠的基礎資料?？v然過(guò)程是坎坷的，但經(jīng)驗是寶貴的，成果是喜人的。
結束語(yǔ)
從禹門(mén)口到鸛雀樓、從風(fēng)陵渡到西霞院、從花園口到東壩頭、從東平湖到入?？?，持續兩個(gè)多月時(shí)間，綿延2000多公里，碾轉河南、山東、山西、陜西四省，當再回過(guò)頭看一眼那雄渾壯闊、百折向前的大河，不禁讓人感嘆：根石探測技術(shù)的發(fā)展與應用不正是一條這樣曲折向前的道路么！黃河寧，天下平。黃河物探人愿用自己的智慧和汗水，保衛黃河安瀾！