中国自然资源报:行程二万五千公里,深入青藏高原和西北无人区,测量二十四处湖泊——百日闯关“逐水之路”

陈琛 周磊
水资源,作为人类生存的基础,是支撑高质量发展的战略性资源。
100多个日夜,自然资源部第二地形测量队全国水资源基础调查项目组成员的足迹遍布柴达木盆地、黄河源头、天山脚下……
项目组累计行程2.5万公里,完成了西北地区24个湖泊,面积约1200平方公里的水下测量任务。调查先后获取超100万个水下地形高程点、测取2000余公里的水下断面,形成了20余幅1∶5万水下数字高程模型成果。他们用坚韧、勇气和智慧为摸清青藏高原和大西北水资源家底提供了坚实的数据。
本报记者 陈琛 通讯员 周磊
累计2.5万公里,相当于绕地球半圈,这是赵映帅参与的全国水资源基础调查项目走过的路程。这场“逐水之路”从三江源头的青藏高原起步,涉及西藏、青海、新疆、甘肃、陕西多地……打开他手机中的行程轨迹,一圈圈的路线在广袤的西北地区织成一张密密麻麻的网。
作为自然资源部第二地形测量队承担该项目的现场负责人,赵映帅不是在测区,就是在去测区的路上。他粗略计算,2024年起,从青海的都兰湖、阿拉克湖到新疆喀纳斯湖、塘巴湖等,项目组共测量24个西北地区类型不一的湖泊,水下地形测量面积总计约1200平方公里。
披星戴月,风雨兼程不停歇
当夏日的第一缕阳光刚刚出现在新疆维吾尔自治区阿勒泰地区的地平线上,露珠仍散落在驻地门前的草坪上,摸黑早起的测绘队员们已整理好物资设备向测区出发。
素有“金山银水”美誉的阿勒泰,游人罕至,是草木丰茂、动物生息之境。润泽这一切的生命之源——水资源现状如何?如何通过本底调查掌握水资源现状并对其进行合理规划利用?
“今天测量的塘巴湖,是一座湖泊型水库,在四面环山的盆地之中。需要操纵无人船测量水下情况。”赵映帅说道,两辆测绘作业车载着大家沿阿勒泰市 G3014高速一路向群山驶去。途经两个半小时车程,车辆停在湖边的碎石路上。
塘巴湖碧波如玉,镶嵌在将军山脚下,清澈而深远,与周围的自然景观交相辉映。队员苏航指着明黄色的无人船介绍,项目组将通过单波束水下地形扫测获取水下点云数据,从而构建水下数字高程模型。“别看现在湖面平静,测量发现湖水深处可达30多米。”苏航说。
塘巴湖中有一处天然形成的鸟岛,为天鹅、水鸥等鸟类提供栖息地。记者和队员们乘皮划艇上岛,“这里鸟类活动频繁,说明生态条件相对较好。”苏航说。
这时,无人船逐渐靠近,缓慢转了个圈,调头驶回岸边。这是站在岸上的操作员雷涛“打暗语”,告知无人船第一阶段测量任务完毕,可以返航。
位于阿勒泰地区富蕴县北部的可可托海,蒙古语则意为“蓝色的河湾”,这里集峡谷河源、沼泽湿地与湖泊等自然景色于一体。赵映帅介绍,美景之下,湖泊水域浮草较多,无人船推动器时常发生被水草缠绕的情况,项目组采用人工驾驶气垫船跟随的方式,实时监控无人船运行状态。
在喀纳斯湖,一阵强劲的峡谷骤风吹过,数根湖中的浮木被吹着打圈逆水上漂,给正在作业区的无人船造成安全威胁。项目组5名成员坐上保障船,全程跟随。“我们的心情也随着风浪忽上忽下,特别是无人船在浪尖腾空时,感觉心也悬在嗓子眼。”雷涛告诉记者,随着测量进度逐步推进,保障船要不断深入湖泊核心区,行驶4个小时才能到达湖的最北端。
记者了解到,项目组因湖制宜,运用水下多波束测深、无人机航摄“组合拳”,提高水资源调查质效。湖泊水下地形成果将与实景三维中国数字高程模型一体化融合,形成水储存量计算的基础数据。
先试先行,激发活力谋创新
2024年,全国水资源基础调查拉开序幕,陕西测绘地理信息局承担国家层面水域空间调查和地表液态水储存量调查的重任。
“早在2018年,我们就开展了‘南沟门水库水上水下一体化地形测绘生产’‘黄河乾坤湾水上水下一体化实景三维建设’等课题试验,积累了丰富的水下测量经验,并锻造了一支高素质、专业化的产学研一体的青年团队。”部第二地形测量队总工程师林璐介绍。
项目负责人张宙参与编写了《水资源基础调查全国水下地形测量总体技术方案》及相关技术规程,并成为水资源基础调查全国专家组成员之一。
然而,在西北高海拔无人区开展涉水作业并非易事。测区跨度大、自然环境恶劣且无成功经验可借鉴,是调查小组面对的三大难题。
项目启动以来,项目组提前精心谋划,积极组织。一方面,选取水文条件复杂的渭河入黄河口展开实战练兵,逐步总结形成了“2—3—1”的水下测量作业模式,即两个作业小队同时作业,每个小队由一名小队长、一位无人船操作员和一名冲锋舟驾驶员组成,同时配备一个后勤保障小组。
另一方面,积极开展应急救生培训,通过深入学习水上作业安全规范与标准,熟练掌握水中潜在危险因素的识别方法,确保每位作业人员在面对突发情况时能够迅速、有效地采取正确的救生措施。
此外,项目组还提前对每个水域所在的任务区进行详尽了解,从地理环境、气象特征到历史文化进行细致入微的分析,并针对人员、装备、实施等方面制定了详细的计划,以确保项目能够高效、高质量地有序推进。
“每个测区的作业时长、往返路程、休整时间等,我们都在出发之前确定好并通知大家,就是要确保每一个细节都万无一失。”赵映帅对每个水域的地理环境和气象特征都进行了深入分析,对每个实施计划都能心中有底。
在高原测区的水下地形测量过程中,由于现场环境、天气、水下地形以及水域生物多样等诸多复杂因素,技术难题层出不穷,给人员和测量装备带来了各种挑战。
“本年度24个任务湖泊中,面积超过20平方公里的有15个,并且这些水域往往坐落于人迹罕至的偏远地区,普遍存在无网络信号等困难。”张宙说。
针对这一“堵点”,技术组先试先行,通过在实践中进行替代技术验证与优化,不断改进解决方案,最终确定了基于星站差分精密单点定位与星基 RTK+基站 RTK测量组合使用的方法,从而解决了定位控制的难题。同时,探索采用无人船伴航信号中继方法,一举解决了因水面区域大、无人船信号传输范围小,而导致的信号失联的技术难题。
为了进一步提升数据精度,技术组详细记录了项目实施过程中的技术难题、解决方案及实施效果,深入剖析技术应用的优缺点,先后总结形成了单波束无人船在水草区水下测量技术方法、水上水下数字高程模型拼接关键技术、水下高程精度检测法等,有效解决了陆上水下成果的融合问题,为后续项目提供了极具价值的参考。
调查过程中,项目组队员们充分发挥主观能动性,自主编辑《水下地形数据标准化处理工具集》,设计制作开合自沉式仪检底板、便携式伸缩比测杆等测量工具。一个个创新成果,无不彰显着他们在高原水域攻坚克难、创新突破的智慧与决心。
100万个水下地形高程点、2000余公里的水下断面,20余幅1∶5万水下数字高程模型成果。面对挑战和高难度测量要求,技术团队凭借过硬的技术手段和求实创新的探索精神,深入调查研究高原水体的特性、测量设备的适应性及数据处理方法,不断破解各个环节的技术难点,成功解决了数据获取技术、测量设备通信技术、原始数据处理与成果数据整理等技术难题,确保了测量数据的准确性和可靠性,为全国的水资源基础调查工作提供了借鉴与参考。
风雨无阻,山川湖泊传佳音
在茫茫原野之上,皑皑白雪之间,狂风如怒兽般在西北地区广袤的土地上肆虐呼啸,青藏高原稀薄的氧气让每一次呼吸都变得艰难而沉重。
然而,就在这恶劣的环境中,身着印有“测绘”字样反光马甲的队员们却穿梭于无人之境。颠簸的路,干巴的馕,冷掉的水。采访中记者发现,为了能赶上中午的“好天气”和测量的“窗口期”,项目组常常天还未亮便从驻地出发。
一路颠簸到达湖边后,考验并未结束,从山脚下蜿蜒曲折的石子路到湖边,还有数公里的草地。“如果沿途有牧民的车辙痕迹尚可借力,若没有,就只能靠人拉肩扛,将沉重的装备艰难地运送到湖边。”队员付德明说。
“累点倒是不怕,最怕的就是多变的天气。”队员们深有感触,有一次在位于青海省果洛藏族自治州玛多县的阿涌贡玛措测量时,无人船突然因电量急剧下降而失联。队员雷涛等人乘坐保障船前去搜救,前一刻还是晴空万里,转瞬间狂风便裹挟着乌云笼罩了水面,整个湖面仿佛瞬间陷入了黑暗。
保障船在汹涌的风浪中剧烈摇摆,浪花无情地拍打着皮艇,溅起的水花将队员们淋得浑身湿透。尽管距岸边仅有4公里,但漆黑的四周却让人无法分辨哪里是水、哪里是岸,恐惧如潮水般涌上众人心头。
幸运的是,先期开展的安全培训在此时发挥了作用。雷涛先是通过北斗定位迅速确定了无人船失联的位置,同时与在岸上的苏航沟通,用强光灯为保障船指引方向。大约半小时后,远处的灯光开始闪烁,指引大家与无人船平安靠岸。
“抢晴天、抓阴天、牛毛细雨当好天。”队员们在如此恶劣的天气条件下,先后穿越玉树巴塘草原、三江源黄河源园区和澜沧江源园区,曾两次沿着羊肠小道、崎岖山路翻越海拔5000米的布青山垭口,凭借坚韧不拔的精神,成功提前1周完成了青海高海拔地区的湖泊测量任务,不仅节约了成本,提升了作业效率,还为后续工作赢得了宝贵的时间。
当最后一个湖泊测量结束,两辆“陕 A”牌照的作业车辆载着最后一批队员和设备返回西安。这场与山川湖泊的深度对话暂告一段落。100多个日日夜夜不仅是一次对自然奥秘的探索之旅,更是一段队员们用热血和汗水书写的奋斗历程,他们用坚定的脚步,在西北地区留下了深深印记。


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