眼下，正是“七下八上”的防汛关键期，守护城市安澜是最要紧的事。对于黄河也不例外，水情、工情、调度、值守……每一天扎根在济南黄河边的职工们都不敢放松警惕。

但今年，济南黄河边也有了可喜的新变化，成功攻克黄河含沙量大、变化幅度大等难题，全河首座物联网水位站在济南黄河历城盖家沟险工建成投用，从此济南有了“水陆空”全天候全方位监测黄河水位的先行试点，实现了数据的“精测快报”。物联网水位站的建成，为黄河防汛调度及水资源的科学管理提供了可靠的数据支持。

每6分钟传递最新数据

防汛必然先要清楚水情，水情测报是防汛的“耳目”，它提供的“情报”准不准、快不快，直接影响着防汛抗洪抢险和指挥调度的决策部署。而水位是水情观测中最基本的项目之一。

近日，在历城黄河盖家沟险工33号坝上，人工水尺、遥测水位站和最新的物联网水位站，相隔十米互相遥望，黄河水位监测的“老中青”三代全都聚集在此。盖家沟险工是济南黄河的险段，河道呈近90度的直角弯，上游来水经过时往往更加湍急，同时这里也是全省重要的水位测报点。

“我们最开始测水位的工具是人工水尺，算起来差不多和泺口水文站同时间，有百年历史了。2003年又陆续建设遥测水位站，到现在也已经使用了近二十年。”山东黄河河务局防汛办公室三级调研员戴明谦说，人工读尺读数虽然准确，但是观测费时费力，恶劣天气下，观测人员还存在人身安全风险。

“遥测水位站”就是在“空中”测水位，使用雷达水位计，通过观测探头到水面的距离确定水位。数据能自动读取、自动发送到水情网站，但探头通过横杆悬挂在半空，当遇到强风等恶劣天气时，设备的测报数据可能会出现较大误差。

物联网水位站就基本解决了这些问题。新黄河记者在现场看到，物联网水位站从外观上看是一根高约3米、宽半米的蓝色金属长方体立柱，顶端设有金属盖顶和天线，柱体上部安置了两块LED屏幕，显示盖家沟站的实时水位。不过水位站真正的“内核”藏在了柱体内和水下。

“我们在箱体里装了一台数据处理器，在水下安装了四台压力水位计，压力水位计测出电流通过电缆传输到处理器，换算成水深，再上传云平台，最终发送到显示屏和手机电脑上。”戴明谦介绍，新建成的物联网水位站测量精度高、次数多，使用更方便。现在水位站每6分钟就观测一次，一天可以观测240次。现场LED大屏每半小时更新一次数据，在手机和电脑上则是6分钟更新，水位变化情况一目了然。

测量误差仅有7毫米

戴明谦说，早在1982年，甘肃省水文总站就曾进行过压力水位计测量黄河水位的试验，并获得甘肃省科学技术成果三等奖。但因为黄河含沙量高，且水体容重变化幅度大，传统的单个压力水位计，无法测出水体容重，使得测量精度不高，最终没有推广应用。

“一次在查找资料时，我受到了‘信息通信的数字信号差分传送’的启发，借鉴其原理，想到了利用双探头压力差分法观测黄河水位。”戴明谦说，实时测量出不断变化的水体容重是其中的关键，物联网水位站的测量原理是在水下安装间隔1米距离的压力水位计，确定每级的高程，通过压力差值推算水体容重，再计算实际水深，最终确定水位。“经过多次与人工水尺读取的数据做对比，误差为7毫米，是符合相关规定的。”

戴明谦提到，2023年5月，物联网水位站正式投入使用，6月底，黄河济南段迎来汛前调水调沙的最大流量。通过实践证明，物联网水位站经受住了这次大水的考验，它详细记录了整个水位变化过程，并且在后台电脑端生成了不同时段的水位变化曲线。

物联网水位站已申报2项国家发明专利，为黄河水位观测提供了新的方式，在黄河上推广应用前景广阔。除了水位测量，根石探测和含沙量测量也是戴明谦和团队攻关的方向，统称“励智三测”。

目前，《“励智”智能高精度根石探测无人艇研制》已列入水利部重大科技项目，山东黄河河务局正全力研究攻关；《“励智”精测快报物联网水位站》解决了压力水位计用于黄河水位观测的技术问题，为黄河水位自动化观测提供了新方法；《“励智”免取样就地实时快速测量含沙量方法》已有了明确的研究思路。三项观测技术的研究和推广应用，将会大幅度提升黄河基层的观测技术水平。

形成“水陆空”立体水位观测网

现在，在济南黄河历城段盖家沟站点，人工可以通过目测感知水面，遥测水位站从空中感知水面，物联网水位站从水中感知水面，形成了水陆空立体水位观测网。人工水尺、遥测水位站、物联网水位站，三类水位站同时“在岗”，互为补充，互相校核，提高了济南黄河水位观测保障能力。

首座物联网水位站的成功，也让戴明谦的信心大增。他表示，今年争取在黄河泺口险工再建设一处物联网水位站。除此之外，物联网水位站推广应用广阔，其他江河、湖泊、水库及其他密度稳定的天然水体，一般都大于清水容重，采用物联网水位站的结构方案也是一种很好的选择。

随着2022年黄河水利委员会发布《数字孪生黄河建设规划（2022—2025）》，黄河更“智慧”成为大家的共同梦想。据了解，目前，山东正在全力以赴推进数字孪生山东黄河建设，山东黄河河务局数字孪生框架已搭建完成。

对于戴明谦和他所在的项目组来说，他们的目标也不仅仅是建成一座物联网水位站这样简单。根石、水位与含沙量，是他们的三大攻关方向。谈到未来，戴明谦充满希望。

文章来源： 海报新闻，舜网，舜网-济南时报