在全球气候变暖引发极端降水事件频发的背景下,防汛防洪已成为保障城市安全、保护人民生命财产的关键工作。而液位计作为水文监测的核心设备,如同防汛体系的 “眼睛” 与 “神经中枢”,通过实时、精准捕捉水位数据,为防洪决策提供科学依据,在预警、调度、抢险等全流程中发挥着不可替代的关键作用。
一、液位计:破解防洪 “数据盲区” 的核心设备
防汛防洪的首要难题,在于对水位变化的 “看不见、测不准、传不快”。传统人工测流方式依赖工作人员现场操作,不仅效率低、误差大,在暴雨、洪水等极端天气下还存在人身安全风险,难以满足实时监测需求。而液位计通过自动化传感技术,可实现对江河、湖泊、水库、城市管网等关键区域水位的 24 小时连续监测,从根本上破解了防洪 “数据盲区”。
液位计的核心工作原理,是通过压力传感、超声波、雷达等技术手段,将水位变化转化为可量化的电信号,再经数据采集终端传输至防汛指挥平台。以应用最广泛的超声波液位计为例,其通过发射超声波信号,测量信号经水面反射后的传播时间,结合声波传播速度计算水位高度,测量精度可达 ±1mm,且不受水体浑浊度、腐蚀性等因素影响;而雷达液位计则适用于暴雨、强风等恶劣环境,通过微波信号穿透干扰介质,实现对复杂工况下水位的稳定监测。这些技术特性,使其成为防洪监测体系中 “全天候、高精度” 的核心设备。
二、液位计在防汛防洪中的三大关键作用
(一)实时监测:筑牢防洪 “第一道防线”
水位数据是防汛决策的基础,液位计通过对关键点位的实时监测,为防洪工作提供动态数据支撑。在江河防汛中,液位计被部署于流域干流、支流交汇处及重要河段,实时跟踪水位涨幅,例如长江中下游河段每 500 米便布设一套液位监测设备,可精准捕捉洪峰过境时的水位变化;在城市内涝防治中,液位计被安装于地下管网、下穿隧道、立交桥低洼处,实时监测积水深度,当积水超过预警阈值时,可立即触发交通管制、人员疏散等措施。
2023 年夏季,我国华北地区遭遇极端暴雨,北京、河北等地的液位计系统发挥了关键作用。在北京市房山区,部署于拒马河沿岸的雷达液位计每 10 分钟上传一次水位数据,当水位在 1 小时内上涨 0.8 米时,数据实时传输至北京市防汛指挥中心,为提前转移沿岸 2 万余名群众争取了宝贵时间;在河北省涿州市,地下管网液位计监测到部分路段积水深度超过 1.2 米,系统立即联动交通部门发布封路通知,避免了多起车辆涉水事故。
(二)预警预报:搭建防洪 “安全警报器”
液位计不仅是数据采集设备,更是防洪预警的 “源头”。通过将液位计采集的实时数据与历史水文数据、气象预报数据相结合,防汛指挥平台可建立水位预测模型,实现对洪水、内涝的提前预警。例如,当流域内液位计监测到水位持续上涨,且气象部门预测未来 24 小时仍有强降雨时,系统可根据水位涨幅速率、流域汇水面积等参数,预测未来 6-12 小时的水位高度,并发布相应等级的预警信息。
在长江流域,液位计预警系统已形成成熟的应用模式。每年汛期,长江沿岸的液位计将水位数据实时传输至长江水利委员会,委员会通过分析水位变化趋势,结合上游水库来水情况,提前 24-48 小时发布洪水预警。2020 年长江流域特大洪水期间,液位计系统准确预测了三峡水库入库流量峰值,为三峡水库提前腾出库容、削减洪峰提供了科学依据,有效减轻了下游地区的防洪压力。
在城市层面,液位计与预警系统的联动更为紧密。以上海为例,城市防汛部门建立了 “液位计 + 物联网 + 短信平台” 的预警体系,当地下管网液位计监测到积水深度超过 0.3 米时,系统自动向周边社区居民、物业管理人员发送预警短信,提醒做好防雨防涝准备;当积水深度超过 0.5 米时,系统联动交警部门在相关路段设置警示标志,并通过交通广播实时播报路况,形成 “监测 - 预警 - 处置” 的闭环管理。
(三)调度指挥:支撑防洪 “科学决策脑”
防汛防洪的核心在于调度,而液位计提供的精准数据,是科学调度的关键依据。在水库调度中,液位计监测的水库水位数据直接决定了水库的泄洪策略 —— 当水位低于汛限水位时,可根据来水情况适当蓄水,保障后期用水需求;当水位接近或超过汛限水位时,需及时开启泄洪设施,避免水库漫坝风险。例如,新安江水库的液位计系统可实时监测水库水位、入库流量、出库流量等数据,调度人员根据这些数据,在汛期合理控制出库流量,既保证水库安全,又为下游防洪腾出空间。
在城市排水调度中,液位计数据同样发挥着重要作用。城市排水管网的液位计可监测管网内的水位变化,当某一区域管网水位过高时,调度中心可通过远程控制开启该区域的排水泵站,加快雨水排放;同时,通过分析不同区域液位计的水位数据,可判断降雨的分布情况,实现对排水泵站的精准调度。2022 年夏季,广州市遭遇台风 “泰利” 带来的强降雨,城市排水调度中心通过分析全市 2000 余处液位计的数据,实时调整各排水泵站的运行功率,将中心城区的积水消退时间缩短了 30%,有效减少了内涝对市民生活的影响。
三、液位计技术发展:助力防洪体系升级
随着物联网、大数据、人工智能等技术的发展,液位计正从 “单一监测设备” 向 “智能感知终端” 升级,进一步提升防汛防洪的精准性和高效性。一方面,液位计的智能化水平不断提高,新型液位计具备自动校准、故障自诊断功能,可减少人工维护成本,提高设备运行稳定性;另一方面,液位计与其他监测设备的融合更加紧密,例如将液位计与雨量计、流速计、视频监控设备结合,可实现对水文、气象、路况的多维度监测,为防汛决策提供更全面的数据支撑。
在未来,液位计还将在 “智慧防洪” 中发挥更重要的作用。通过构建 “液位计 + 5G + 卫星” 的立体监测网络,可实现对偏远山区、无人岛屿等薄弱区域的水位监测,消除监测盲区;利用人工智能算法对液位计采集的历史数据进行分析,可提高水位预测的准确性,为防汛工作争取更多准备时间。
结语
在防汛防洪这场与时间赛跑、与自然抗争的战役中,液位计虽体积小巧,却承载着 “监测数据、预警风险、支撑决策” 的重要使命。它如同防汛体系的 “眼睛”,让我们实时掌握水位变化;又如同 “神经中枢”,将数据转化为科学决策的动力。随着技术的不断进步,液位计将持续为我国防洪减灾工作提供更坚实的支撑,守护城市安全与人民幸福。