文｜劉偉光

黃河流域是我國(guó)重要的生態(tài)安全屏障，也是人口活動(dòng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要區(qū)域，在我國(guó)發(fā)展大局和社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)全局中具有舉足輕重的戰(zhàn)略地位。黨的十八大以來(lái)，以習(xí)近平同志為核心的黨中央將黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展上升為重大國(guó)家戰(zhàn)略，為新時(shí)代山東做好黃河流域水利保護(hù)工作提供了根本遵循。習(xí)近平總書(shū)記要求，要把保障黃河長(zhǎng)治久安作為重中之重。

歷史上，黃河是一條“桀驁不馴”的河流，由于自然條件的特殊性，黃河防洪任務(wù)之艱巨，防洪治河工程之浩大，也是世界上其他江河所無(wú)法比擬的。“黃河寧、天下平”是中華兒女千百年來(lái)的夢(mèng)想。

山東黃河地處大河末端，河道形態(tài)上寬下窄，堤防險(xiǎn)工個(gè)性獨(dú)特，功能各異，尤其是人民治黃以來(lái)，修建了一系列的堤防工程，形成黃河下游(山東段)防洪工程體系?，F(xiàn)行的黃河堤防、險(xiǎn)工壩岸、河道整治工程、分滯洪工程、入海流路治理等，形成了千里屏障，護(hù)佑著兩岸人民的平安，見(jiàn)證了悠悠歲月里防洪工程文化進(jìn)步的足跡。

跌宕起伏千載傲骨筑堤防

2004 年濟(jì)南黃河標(biāo)準(zhǔn)化堤防建設(shè)沖刺，運(yùn)送紅土的汽車排滿了大堤（張慶民/攝影）

1950 年-1957 年，黃河山東段第一次大修堤

1962 年-1969 年，黃河山東段第二次大修堤，機(jī)械碾壓配合人工上土施工，施工工具已全部換成膠輪小推車

堤防作為規(guī)范河流經(jīng)行的工程建筑，是古往今來(lái)人類與洪水作斗爭(zhēng)的基本手段。黃河堤防是中國(guó)歷史上最早的防洪工程。與其他河流相比，黃河因善淤、善決、善徙的特點(diǎn)，加劇了筑堤的難度。如今，隨著作為治黃事業(yè)快速發(fā)展重要標(biāo)志的標(biāo)準(zhǔn)化堤防的建成，黃河下游兩岸大堤以嶄新的面貌呈現(xiàn)于世人面前。

新時(shí)代的山東黃河堤防，在工程設(shè)計(jì)中，首次將生態(tài)景觀和環(huán)境美化綠化納入其中，要求以科學(xué)發(fā)展觀和維持黃河健康生命治河新理念為指導(dǎo)，充分體現(xiàn)生物防護(hù)工程的生態(tài)功能，豐富了堤防工程建設(shè)的功能定位，有效促進(jìn)了人與水和諧、工程與環(huán)境和諧。在工程建設(shè)中，開(kāi)發(fā)利用了多項(xiàng)具有自主產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)新工藝，比如積淤固堤，采用了沖吸式吸泥船從黃河河道內(nèi)采沙的水力沖填施工技術(shù)，達(dá)到了加固戧臺(tái)與挖河減淤的雙重目的。

東營(yíng)市河口區(qū)八連控導(dǎo)局部景觀（劉偉光/攝影）

從補(bǔ)殘加固到綠化提升，從肩挑手抬到全面機(jī)械化，一座集“防洪保障線、搶險(xiǎn)交通線、生態(tài)景觀線”為一體的黃河下游標(biāo)準(zhǔn)化堤防工程全線建成。2007 年，濟(jì)南黃河標(biāo)準(zhǔn)化堤防工程獲得水利部“大禹獎(jiǎng)”；2008 年12 月，榮獲中國(guó)建設(shè)工程“魯班獎(jiǎng)”。一段堤防工程能與國(guó)家體育館、國(guó)家大劇院等工程一起光榮登榜，這在治黃史上是首次，在全國(guó)堤防工程建設(shè)中也是首次。

歷史上的每次洪水位都是堤防建設(shè)提檔升級(jí)的見(jiàn)證（劉偉光/攝影）

數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用黃河水勢(shì)監(jiān)控（劉偉光/攝影）

護(hù)灘保堤控導(dǎo)工程穩(wěn)安瀾

控導(dǎo)，即控制導(dǎo)流。

控導(dǎo)工程主要由丁壩、垛和護(hù)岸三種建筑物組成。一般以丁壩為主，垛為輔，壩垛之間必要時(shí)修筑護(hù)岸。丁壩一般為土石結(jié)構(gòu)，壩身長(zhǎng)，保護(hù)岸線長(zhǎng)，挑流能力強(qiáng)。丁壩壩頭形式主要有圓頭形、拐頭形、斜線形、流線形和橢圓頭形五種。實(shí)踐證明，圓頭形和橢圓頭形能更有效地改善壩前水流條件，減小壩前沖刷坑和丁壩的出險(xiǎn)幾率。垛一般為土石結(jié)構(gòu)，對(duì)水流流態(tài)的影響明顯弱于丁壩。它只能引起局部水流橫向縮窄。單個(gè)垛無(wú)法挑托水流外移，垛后回溜強(qiáng)度及其范圍都不大，同樣的水流強(qiáng)度下，垛前沖坑范圍一般小于丁壩，沖坑水深與順溜情況下的丁壩相當(dāng)。護(hù)岸一般為土石結(jié)構(gòu)，護(hù)岸平面多為直線形，順堤線或河岸而修建，對(duì)河床邊界條件和水流流態(tài)影響較小。

隨著治理黃河技術(shù)的進(jìn)步，自20 世紀(jì)90 年代開(kāi)始，黃河下游控導(dǎo)工程進(jìn)行了鋼筋混凝土樁壩等結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)多年探索，已開(kāi)始在黃河下游控導(dǎo)工程中推廣應(yīng)用。該壩型是一種新型的透水樁壩，設(shè)計(jì)要求控制河勢(shì)，過(guò)水落淤造灘，做到少搶險(xiǎn)，降低工程的搶險(xiǎn)壓力。工程位置線沿整治治導(dǎo)線布置，工程是由相隔一定距離的鋼筋混凝土樁組成，形成一道護(hù)岸型樁壩，起到防洪導(dǎo)流、穩(wěn)定河勢(shì)的目的。

1998 年長(zhǎng)江、嫩江、松花江發(fā)生大洪水以后，國(guó)家進(jìn)一步加大了對(duì)水利的投資力度，這段時(shí)間成為有史以來(lái)河道整治工程修建最多的時(shí)期。如今，在黃河山東段，控導(dǎo)工程配合險(xiǎn)工，護(hù)灘保堤，固定中水河槽，控導(dǎo)主流，共同發(fā)揮控導(dǎo)河勢(shì)溜向的作用，確保大堤安全，黃河安瀾。

智慧防護(hù)萬(wàn)里長(zhǎng)卷啟新篇

當(dāng)前黃河治理進(jìn)入數(shù)字時(shí)代，無(wú)人機(jī)、衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)河勢(shì)險(xiǎn)情，光電測(cè)沙儀快速測(cè)定河水含沙量，5G 視頻監(jiān)控水庫(kù)大壩運(yùn)行情況等新科技，讓守護(hù)黃河安瀾如虎添翼。

堤防工程（劉偉光/攝影）

今年，“壩岸智能衛(wèi)士”作為防汛新兵，在黃河調(diào)水調(diào)沙期間承擔(dān)重要任務(wù)，經(jīng)歷“實(shí)戰(zhàn)”檢驗(yàn)。“壩岸智能衛(wèi)士”作為山東黃河“信息化戰(zhàn)隊(duì)”新成員，也是山東黃河河務(wù)局針對(duì)黃河治理保護(hù)痛點(diǎn)難點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)組織開(kāi)展的首批“揭榜掛帥”項(xiàng)目之一。目前已從“感知”和“探測(cè)”兩個(gè)方向開(kāi)展工程壩體根石在線監(jiān)測(cè)探測(cè)研究。分別研發(fā)多斷面陣列式根石感知儀——“智感”和水下智能探水桿——“智探”，兩個(gè)設(shè)備相互補(bǔ)充驗(yàn)證確定具體出險(xiǎn)位置和險(xiǎn)情規(guī)模，形成以“自主式”監(jiān)測(cè)預(yù)警和“主動(dòng)式”探測(cè)交叉驗(yàn)證的多元手段。

在今年的黃河防洪調(diào)度演練現(xiàn)場(chǎng)，一條“云黃河”奔涌在全景式數(shù)字孿生平臺(tái)上，直觀反映極端天氣下的險(xiǎn)情分布情況?！皵?shù)字孿生黃河”把母親河“裝”進(jìn)計(jì)算機(jī)，通過(guò)類似全景建模的智能手段，構(gòu)建擬真的數(shù)字化場(chǎng)景，支撐黃河治理科學(xué)決策。

“數(shù)字孿生黃河”建設(shè)很重要的一個(gè)基礎(chǔ)應(yīng)用體現(xiàn)在壩根砌石堆處不起眼的小“石頭”上，這些石頭也被稱為“智能石頭”。這些“智能石頭”是十足的“偵察兵”，其內(nèi)部嵌有一個(gè)MCU 模組和一塊電池，壩石、壩體稍有異常，它就會(huì)發(fā)出預(yù)警。今年汛前這些“智能石頭”已經(jīng)覆蓋了下游河段8 處控導(dǎo)工程。

東營(yíng)市河口區(qū)八連控導(dǎo)全景鳥(niǎo)瞰（劉偉光/攝影）

傳統(tǒng)的人工巡查和觀測(cè)不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還存在盲區(qū)。通過(guò)現(xiàn)代化手段，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)觀測(cè)；三維縮放功能讓水尺畫(huà)面清晰映入眼簾，夜視功能使夜間觀測(cè)同樣直觀明了，配合無(wú)人機(jī)巡航，能夠?qū)崟r(shí)掌握水域狀況；視頻監(jiān)控讓黃河水利委員會(huì)山東黃河河務(wù)局基層職工化身“帳內(nèi)秀才”，不出門(mén)而盡知“堤防事”。

山東還應(yīng)用衛(wèi)星系統(tǒng)，搭建“天空地一體化”監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。在這里的生態(tài)監(jiān)測(cè)中心，中央大屏上就能看到黃河入海流路變遷、黃河三角洲變化、黃河來(lái)水來(lái)沙等情況。九曲黃河入海流，千般變化一屏收。在千百年的治黃史上，這是令人驚嘆的景象。

大河奔流，浩浩湯湯。古老的母親河，正在現(xiàn)代科技助推下開(kāi)啟新的壯美篇章！