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长江水文:科技赋能助力水文应急监测

来源:长江水文网 时间:2024-07-09 作者:罗兴 卓思佳 编辑:周明

7月8日22时31分,湖南华容县团洲垸洞庭湖大堤决口完成封堵。从5日晚以来的紧张险情处置中,水利部长江委水文局长江水文应急监测队采用便携式水位一体机、无人机测流系统、无人船搭载ADCP、无人机机载激光雷达航摄、三维影像全站仪等先进仪器设备,高效率、高精度采集了决口处水位、流速、流量、口门宽、地形等宝贵数据,实现了全过程应急水文监测,为险情处置决策提供了有力的水文技术支撑。


自主研发的水位一体机监测险情处置所需的基础性数据


7月5日晚,长江水文应急监测队赶到现场后,迅速在团洲垸决口堤内外两处关键地点安装了长江水文自主研发的YAC9900便携式水位一体机,实时监测决口现场水位情况,第一时间获取决口口门上下游水位。5日23时报出三个关键数据---决口处堤外水位31.27米、堤内水位29.53米、水位差1.74米,为决策部门制定应急预案和指挥调度提供了科学依据。

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启动水位一体机监测水位


无人机、无人船、水文快艇“齐上阵”解决决口处流速测验问题


本次决口处流速、流量采用水文快艇和无人船测流系统进行走航式ADCP测验,辅以无人机搭载雷达波测流系统进行验证,将非接触式和接触式流量测验方式相结合,实现了决口处流速、流量的快速、准确测量。7月6日0时30分,水文应急监测队测得第一份宝贵的决口处流量成果---5080立方米每秒。


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无人机搭载雷达波测流系统施测断面流量

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无人船测流系统进行走航式ADCP测验

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运用水文快艇搭载的走航式ADCP测流


激光雷达航摄系统测出决口地形


无人机激光雷达航摄系统将无人机、航空摄影、三维激光扫描及全球导航卫星系统(GNSS)技术结合起来,解决了本次应急监测的地形测量难点。该系统可快速获取低空高分辨率影像数据、点云数据及倾斜模型等。本次决口地形测量,依托无人机激光雷达航摄系统,收集了决口演变期间的地物影像数据,利用计算机视觉、空三解算等原理,对决口上下游影像数据进行处理,解算出地物的几何坐标;激光雷达实时采集地物的三维点云,通过数据处理获取地物的三维几何信息,构建了完整的水陆一体三维模型,为险情处置决策提供了精确科学的数据支撑。


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应用无人机搭载激光雷达航摄系统施测

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无人机激光雷达系统测的点云数据可实时测出决口地形和宽度

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无人机与无人船获取的数据经后台处理后可在一小时内得到水陆一体三维模型


先进水文监测设备的应用,从天空、地面、水下等多维度着手,迅速对决口进行三维立体测量,获取水位、流速、流量、水下地形、槽蓄水量等数据,构建决口河段的一体化模型。(供图:卓思佳、王超、郭志金、赵雄飞)



责任编辑:周明
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