基于高新技術(shù)的黃河綜合治理與可持續(xù)發(fā)展研究

單媛媛

摘? 要：黃河綜合治理在我國(guó)發(fā)展中占有重要的戰(zhàn)略地位，結(jié)合傳統(tǒng)的黃河治理經(jīng)驗(yàn)，采用高新技術(shù)對(duì)黃河流域進(jìn)行綜合治理，是推動(dòng)黃河資源利用可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。該文對(duì)黃河綜合治理技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行來(lái)分析，因地制宜結(jié)合現(xiàn)階段黃河治理的實(shí)際情況，堅(jiān)持引進(jìn)技術(shù)與自主技術(shù)相結(jié)合的方式，提出了采用高新技術(shù)對(duì)黃河進(jìn)行綜合治理的措施，保障黃河生態(tài)資源可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：黃河流域? 綜合治理? 高新技術(shù)? 可持續(xù)發(fā)展

中圖分類號(hào)：F124.5? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2021）05（c）-0113-03

Research on Comprehensive Treatment and Sustainable Development of the Yellow River Based on High

Technology

SHAN Yuanyuan

（The Experimental High School Affiliated to Beijing Normal University， Beijing， 100032? China）

Abstract： The comprehensive management of the Yellow River occupies an important strategic position in the development of my country. Combining the traditional Yellow River governance experience， the use of high-tech to comprehensively manage the Yellow River Basin is an important content to promote the sustainable development of the Yellow River resource utilization. This paper analyzes the development of comprehensive treatment technology for the Yellow River， adapts measures to local conditions and combines the actual conditions of the Yellow River governance at this stage， adheres to the method of combining imported technology with independent technology， and proposes the use of high and new technology to comprehensively manage the Yellow River to ensure the ecological resources of the Yellow River. sustainable development.

Key Words： Yellow River Basin; Comprehensive management; High-tech; Sustainable development

2019年9月，習(xí)近平總書記在河南鄭州的“黃河流域生態(tài)保護(hù)與高質(zhì)量發(fā)展”座談會(huì)上發(fā)表了針對(duì)黃河綜合治理與可持續(xù)發(fā)展的重要講話，具有非常重大的戰(zhàn)略意義。黃河綜合治理需要先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)作為技術(shù)保障，以科學(xué)技術(shù)理論作為指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)高新技術(shù)對(duì)黃河綜合治理的長(zhǎng)久發(fā)展[1]。

1? 黃河綜合治理技術(shù)的發(fā)展分析

在黃河綜合治理的歷史上，每三年黃河就會(huì)決口1～2兩次，每一百年黃河就會(huì)改道1次，由于科學(xué)技術(shù)的有限，人們對(duì)黃河的治理主要是防洪。近年來(lái)，由于國(guó)外和國(guó)內(nèi)科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用，在黃河的治理以及黃河水資源的開發(fā)和利用方面都取得了巨大的成效，使得黃河的治理技術(shù)得到了快速的飛躍。

黃河水文測(cè)報(bào)技術(shù)的發(fā)展，3S遙感技術(shù)和GIS地理信息系統(tǒng)技術(shù)在黃河治理中的應(yīng)用，都為黃河綜合治理提供了重要的技術(shù)支持，促進(jìn)了治黃科技的發(fā)展。另外，泥沙攔截技術(shù)和減淤技術(shù)可以減少黃河流域中挾帶的泥沙，這樣就降低了黃河洪水危害的發(fā)生。黃河流域的洪水具有挾帶泥沙的特點(diǎn)，降低黃河下游河道泥沙和淤泥的堆積是非常必要的，因此在黃河上游和中游修建水庫(kù)，并構(gòu)建水土生態(tài)環(huán)境，通過(guò)水庫(kù)來(lái)對(duì)水和沙的比例進(jìn)行分配，減少黃河下游泥沙的淤積，這種方法在黃河治理中取得了歷史性的成效[2-3]。

在黃河治理工作中，對(duì)黃河下游的堤壩進(jìn)行監(jiān)測(cè)和加固，以及黃河河道的治理都是主要的任務(wù)。新時(shí)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，構(gòu)建了全新的黃河堤壩和河道的綜合治理體系。新的堤壩結(jié)構(gòu)及筑壩技術(shù)的引用，改變了傳統(tǒng)的黃河堤壩筑壩結(jié)構(gòu)，并提升了黃河堤壩的筑壩技術(shù)，完善了黃河綜合治理的發(fā)展。

2? 基于高新技術(shù)的黃河綜合治理與可持續(xù)發(fā)展研究

黃河綜合治理采用的先進(jìn)技術(shù)組織結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2.1 黃河水文泥沙測(cè)試技術(shù)

水文泥沙測(cè)繪主要是對(duì)泥沙顆粒度進(jìn)行分析并測(cè)定含沙量，水文泥沙測(cè)試不僅是水利工程設(shè)計(jì)和管理的重要數(shù)據(jù)依據(jù)，也是黃河治理過(guò)程中報(bào)訊和搶險(xiǎn)的重要依據(jù)。

2.1.1 激光顆粒分析儀

激光顆粒分析儀實(shí)現(xiàn)了對(duì)黃河流域中的泥沙顆粒進(jìn)行快速測(cè)量，解決了現(xiàn)有黃河泥沙顆粒的分析時(shí)間較長(zhǎng)以及對(duì)顆粒直徑測(cè)定范圍比較窄的問(wèn)題，提高了泥沙顆粒精度測(cè)量的準(zhǔn)確性，是水利行業(yè)中對(duì)黃河泥沙顆粒進(jìn)行分析的技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用。該方法結(jié)合智能化分析、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)，應(yīng)用信息化技術(shù)，有效地對(duì)采樣的泥沙顆粒成分進(jìn)行計(jì)算，并得出精確的結(jié)果。該方法可以準(zhǔn)確及時(shí)地對(duì)黃河泥沙顆粒數(shù)據(jù)資料進(jìn)行獲取，現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用于黃河小浪底水庫(kù)淤泥量測(cè)量工作，以及黃河調(diào)水和調(diào)沙等調(diào)度工作中，在黃河流域綜合治理中發(fā)揮不可替代的作用[4]。

2.1.2 在線濕法顆粒分析系統(tǒng)

在線濕法顆粒分析系統(tǒng)可以在線并動(dòng)態(tài)對(duì)黃河泥沙顆粒濃度進(jìn)行測(cè)試，該系統(tǒng)是在“948”計(jì)劃下從德國(guó)引進(jìn)的新技術(shù)，結(jié)合黃河泥沙測(cè)試的實(shí)際情況，針對(duì)黃河河道的寬窄等實(shí)際需要，對(duì)分析儀器結(jié)構(gòu)和水壓等進(jìn)行改造和重新設(shè)計(jì)，把引進(jìn)技術(shù)和自主技術(shù)進(jìn)行有效的融合和創(chuàng)新，并對(duì)分析儀器功能進(jìn)行改進(jìn)與完善，經(jīng)過(guò)改造后可以在野外和實(shí)驗(yàn)室都可以進(jìn)行測(cè)量。該系統(tǒng)以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為載體，采用智能化技術(shù)，線上對(duì)采樣進(jìn)行對(duì)比、分析、計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了對(duì)黃河泥沙顆粒的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，是泥沙顆粒分析技術(shù)的一次創(chuàng)新應(yīng)用。

2.2 黃河水質(zhì)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化技術(shù)

黃河流域水資源污染，生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重，不僅影響人類生存，而且對(duì)河流的生態(tài)系統(tǒng)也構(gòu)成了嚴(yán)重的危害。水質(zhì)監(jiān)測(cè)是黃河流域水資源保護(hù)和管理的重要技術(shù)，是對(duì)黃河水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的重要工具。

2.2.1 泥沙河水質(zhì)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)

主要是針對(duì)黃河泥沙多的特點(diǎn)，結(jié)合黃河治理的實(shí)際需要，研發(fā)的智能化自動(dòng)化控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了箱式和船浮臺(tái)采樣裝置，以及故障報(bào)警和自動(dòng)處理裝置。該方法采用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)時(shí)對(duì)黃河流域的泥沙水質(zhì)成分進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)黃河流域水質(zhì)變化進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

該系統(tǒng)的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)提高了檢驗(yàn)和監(jiān)測(cè)的可靠性，解決了黃河泥沙段流域的水質(zhì)不穩(wěn)定而造成監(jiān)測(cè)和檢驗(yàn)難的技術(shù)問(wèn)題，解決了在泥沙復(fù)雜條件下，黃河水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)以及實(shí)驗(yàn)室水質(zhì)采樣的技術(shù)問(wèn)題。該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)相結(jié)合，為黃河水資源保護(hù)管理以及水資源調(diào)配提供重要的決策依據(jù)，是黃河水質(zhì)檢驗(yàn)的現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)新模式

2.2.2 水質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化技術(shù)

黃河水質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化技術(shù)是黃河水資源保護(hù)的重要手段，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是黃河水質(zhì)保護(hù)的重要基礎(chǔ)，黃河水質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室是黃河水質(zhì)信息采集的重要部分，實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)技術(shù)和條件水平，直接影響黃河水質(zhì)信息采集的效果。該方法可以準(zhǔn)確地對(duì)黃河水質(zhì)進(jìn)行分析、計(jì)算，并為黃河水質(zhì)治理提供重要的數(shù)據(jù)依據(jù)。黃河水質(zhì)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)和管理是黃河水資源保護(hù)管理的重要技術(shù)支持，保證黃河水質(zhì)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[5]。

引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的檢驗(yàn)和信息管理軟件和系統(tǒng)，以及檢驗(yàn)技術(shù)和儀器流動(dòng)分析儀，結(jié)合黃河水質(zhì)檢驗(yàn)管理的實(shí)際情況，自主研發(fā)了基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)室模式，解決了黃河泥沙顆粒的處理方面存在的問(wèn)題。目前，改造多個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室，提高了水質(zhì)檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，實(shí)現(xiàn)了黃河水質(zhì)檢驗(yàn)系統(tǒng)的優(yōu)化更新。

2.3 水土流失監(jiān)測(cè)和治理技術(shù)

黃河綜合治理在水土保持方面引進(jìn)了水土流失生態(tài)農(nóng)業(yè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，以及土壤侵蝕預(yù)報(bào)地理信息系統(tǒng)等。

2.3.1 水土流失生態(tài)農(nóng)業(yè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)

針對(duì)黃土高原水土流失情況，采用RS遙感技術(shù)和GIS地理信息系統(tǒng)技術(shù)，并綜合3S和地面監(jiān)測(cè)等技術(shù)，構(gòu)建水土流失生態(tài)農(nóng)業(yè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)黃土高原水土流失的監(jiān)測(cè)和檢驗(yàn)。該系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)采用衛(wèi)星遙感和GPS技術(shù)，對(duì)黃土高原水土保持農(nóng)業(yè)生態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，構(gòu)建水土保持動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)GPS控制網(wǎng)等“數(shù)字黃河”工程項(xiàng)目[6]。

有效地保護(hù)黃河流域的水土平衡，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定進(jìn)行的同事，保護(hù)黃河流域水土平衡，提高了黃河流域生態(tài)平衡保護(hù)的效能。該系統(tǒng)采用高科技準(zhǔn)確并實(shí)時(shí)地反映黃河流域水土流失生態(tài)環(huán)境的狀態(tài)，為黃河流域水土流失生態(tài)環(huán)境的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和管理提供了重要的技術(shù)支持，為黃河流域生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供了重要保障。

2.3.2 基于土壤侵蝕預(yù)測(cè)技術(shù)的GIS系統(tǒng)

該系統(tǒng)可以對(duì)黃河流域的土壤侵蝕情況進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，并為黃河下游淤泥整治以及黃河干流的水利工程規(guī)劃和建設(shè)，提供重要的數(shù)據(jù)依據(jù)和科學(xué)技術(shù)支持。該系統(tǒng)可以對(duì)黃土高原土壤侵蝕原因以及因素進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)分析，在GIS地理信息系統(tǒng)的支持下，可以對(duì)黃河下墊面空間的土壤侵蝕情況進(jìn)行準(zhǔn)確的反映。

采用GIS地理信息系統(tǒng)，對(duì)黃河流域水土進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)土壤侵蝕情況進(jìn)行預(yù)判、分析，有效防止黃河流域土壤侵蝕的發(fā)生，保護(hù)了黃河流域土壤生態(tài)平衡。通過(guò)該系統(tǒng)對(duì)黃河流域的水沙移動(dòng)和輸送的過(guò)程構(gòu)建模擬模型，通過(guò)模型對(duì)黃河流域土壤侵蝕的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律進(jìn)行預(yù)測(cè)和計(jì)算，更好地做好黃河流域水土保持管理工作。

2.4 防洪減災(zāi)技術(shù)

2.4.1 堤壩水下根石探測(cè)技術(shù)

采用淺地層剖面儀對(duì)黃河水下根石進(jìn)行探測(cè)，并綜合GPS定位和淺地層剖面儀等技術(shù)相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)黃河堤壩根石的坡度以及分布情況進(jìn)行準(zhǔn)確的探測(cè)。并通過(guò)移動(dòng)信息采集和傳輸系統(tǒng)把探測(cè)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地傳輸?shù)教幚碇行模谔幚碇行膶?duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，為黃河堤壩治理提供可靠的保障。

與傳統(tǒng)人工探測(cè)技術(shù)相比，根石探測(cè)技術(shù)在速度上更快，而且在數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性上要更高。該技術(shù)獲取的探測(cè)數(shù)據(jù)具有準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，應(yīng)用在黃河河道整治項(xiàng)目中可以滿足對(duì)根石探測(cè)的基本需要。

2.4.2 堤壩加固技術(shù)

堤壩加固技術(shù)經(jīng)過(guò)黃河防務(wù)局針對(duì)黃河搶險(xiǎn)加固的實(shí)際情況，多次進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)并不斷改進(jìn)和完善而采用的技術(shù)。該技術(shù)是在滿足黃河堤防加固搶險(xiǎn)的實(shí)際需要前提下，對(duì)原有的堤壩固定夾具在技術(shù)方面進(jìn)行再次改造，符合黃河綜合治理的基本要求。

經(jīng)過(guò)堤壩加固的河段，在防洪抗災(zāi)方面具有良好的效果，可以起到防洪抗災(zāi)的基本作用，通過(guò)先進(jìn)的加固技術(shù)和精密設(shè)備進(jìn)行堤壩加固工程，并采用高新技術(shù)材料，提高堤壩的質(zhì)量，這樣可以有效地保護(hù)黃河流域堤壩的安全，減少了洪災(zāi)潰堤的發(fā)生，并提高黃河流域堤壩的防洪抗災(zāi)能力。

3? 結(jié)語(yǔ)

高新技術(shù)在黃河流域綜合治理的應(yīng)用，不僅要引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，而且要自主研發(fā)技術(shù)，并對(duì)應(yīng)用技術(shù)不斷地創(chuàng)新，提高自主創(chuàng)新和應(yīng)用能力。在黃河流域綜合治理工作中，要統(tǒng)籌兼顧從全局出發(fā)，通過(guò)科學(xué)技術(shù)對(duì)黃河進(jìn)行綜合治理，更加完善了黃河治理的措施，有效地推動(dòng)了黃河水資源的可持續(xù)發(fā)展。

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