无人机+机器狗+雷达 成都水库安检,水利部专家带来智能“新三样”

2025-03-21 18:15:54来源:四川在线编辑:牛霄
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四川在线记者 张红霞 李强 文/图

76级台阶,坡度近60度。在大家的注视下,机器狗一级一级上,一级一级下,用时都不到两分钟,和水库巡库员行走速度差不多。

3日20日下午,水利部南京水利水文自动化研究所(以下简称“南自所”)的10余位研究员,在四川天府新区塔寺沟水库大坝安全进行了首次大坝智能检查检测,运用“无人机+机器狗+探地雷达”综合手段,对这座“服役”了半个世纪的小型水库,进行全面体检。

大坝下方,盛开的白色李花,连片开在三岔快速通道边,开在成自宜高铁车辆段附近,开在太平街道4万多居民的上游方向。而南自所展开的这场成都首次水库坝体智能检查检测,背景来自于2023年9月,成都承担起水利部“现代化水库运行管理矩阵”先行先试任务——作为全国省会城市唯一试点,探路人口超大城市水库安全,保障水库高质量发展。

试点:水库安检“老三样”之上的智能“新三样”

站在塔寺沟水库大坝上,成都市水务局水利水保处有关负责人向大家介绍水库安全监测设施建设及运行现状。

在水库坝顶、坝肩及大坝下游,分布着三排白色“矮个子”锥体,椎体顶端装有观测棱镜,配合定时启动的变形测量机器人、预置坝体的渗流监测系统——这是监测水库坝体是否发生“微小位移”和渗流压力变化的重磅武器。

在水库坝坡、溢洪道口分布着几个“高个子”立杆高清摄像头,能把大坝、溢洪道、闸门和库区等情况尽收眼底。在水库内坝坡,还有另一个“高个子”雨水情监测站,能实时监测传输降雨量和库水位。

这是近年来成都建设的水库自动化监测“三件套”硬件设施,“目前全市233座水库监测设施覆盖率已达到100%。”该负责人说。

南自所带来的“无人机+机器狗+探地雷达”,是水库安全监测的智能“新三样”。南自所工程安全监测监管研究室主任周柏兵介绍,成都市被确定为省会城市全域试点,有两个原因:一是水库下游人口、重要基础设施密集,工程安全重要性突出;二是成都市在探索推进水库管理体制改革、水库智慧化管理方面取得了一定成效。

这套新现身的“新三样”,历经了三年攻关——先是无人机巡检,再是去年相继加入的探测雷达和机器狗,从堤防巡检平移到水库安检,首次运用于成都。

相较于“老三样”,监测是在大坝几个重要断面上展开的,对于断面与断面之间的坝体,只能靠人的肉眼观察。而“新三样”则可以完成全坝、全域、深入坝内的检测——无人机空中看,机器狗贴地看,雷达契入坝体看,形成“空地内”检测,“‘水利一号’遥感卫星已经在天上运行了,不久后还会用上卫星”,周柏兵说,智能检测手段使水库安全从目前的“看小病”向“察未病”迈进,从人工观测为主,向人机协同升级。

坝体安全,成都将用于汛期前中后检测

检测开始。

先是研究人员遥控起飞无人机。 只见无人机在不同高度上下翻飞,10余分钟后“收兵”。

利用激光雷达技术,无人机快速获取了大坝的三维地形数据,监测大坝等建筑物的变形、裂缝、渗漏情况,精确测量裂缝的宽度、长度等信息,精度在5毫米内、准确度在1厘米内,可以及时发现潜在的安全隐患。

接着,机器狗拉伸腿部,从地面站了起来,顺着大坝的台阶往下走。步伐稳定、匀速下行,有小石子摁脚也不怕,直接踏上去稳过。上、下一个来回,用时3分多钟,“很稳健”,一旁的水库管理人员点赞。

“它的续航时长为7个小时,还可以拖着探地雷达一起走”,研究人员说,机器狗在山地、草地、沙滩、自然灾害等复杂地形具有不可替代的优势,“还能背动超过100公斤重的物品,当个‘运输员’。”

之后,一旁的雷达工作起来。一名研究人员拉着它贴地行走,另一名研究人员的手机上,即时显示着地下5米的地质情况,主要检测坝体内部不密实和渗水等隐患。“雷达功率可以调配,有看10米的,也有看50米的,根据需要来定。”周柏兵说。

“通过坝顶、坝后巡检,检测到大坝坝后存在一处孔洞和一处渗漏。通过探地雷达,检测坝前、坝顶、坝后马道3条测线,发现坝前位置土体疏松异常,坝顶和坝后3处位置局部土体略疏松。”21日上午10时,这份检测结果交给了塔寺沟水库管理方,提示他们及时维护。

眼下,分布在成都市13个区(市、县)的233座水库,正在有序开展水库安全隐患全覆盖排查整治、年度水库维修养护和安全度汛相关准备工作,也将结合实际广泛应用“无人机+机器狗+探地雷达”等新技术实施水库定期“体检”。智能“新三样”用新质生产力,为水库安全运行、高质量发展带来了新空间。

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