站在马渡黄河岸边，河水滔滔，长堤巍巍。马渡下延102号坝上，王琴在石头堆里找到一个椰壳状的仿真石头，这是他们埋藏在这里的宝贝——“智能石头”。她不由想起5年前的那个夏天，她和团队成员在40℃高温下第一次在黄河现场布设“智能石头”。而今5年过去，“智能石头”已广泛分布在河南段黄河，它们像一个个小卫士，日夜守护着黄河安澜向东流。

长江边长大的“黄河人”

“一条大河波浪宽，风吹稻花香两岸……”以前，每次听到这个旋律，王琴想起的总是家乡的长江，而今，她更多想起的是奉献了自己青春的黄河。80后的王琴出生成长于武汉，从小与长江为邻。少时，她对黄河的印象更多是来自书本，“黄河之水天上来，奔流到海不复回。”这是何等的壮阔！只是那个时候，她没有想到的是，日后她会来到黄河边工作，日夜与黄河为伴。

黄河郑州马渡险工段大坝

“我现在对黄河的了解要远多于长江。”2005年从华中科技大学毕业后，王琴就告别长江，来到河南黄河河务局工作，成为一名“黄河人”。“与长江的浩荡相比，黄河多了几分深厚。”这是王琴对黄河的第一印象。而后，多年的黄河科研工作让她对黄河的了解越来越多，从浅到深、从外到内，从局部到全域、从过去到未来。每次来到黄河边，普通人看到的是沙岸绵延、长河落日、金波浩渺，而她看到的是水位高低、流量多少、河势如何、堤防安全……不是黄河美景吸引不了她，而是她心中更浪漫的事是把她看到的黄河“装”进计算机，给治黄插上科技的翅膀。

王琴说，把黄河“装”进电脑，首先要全面准确掌握黄河的各类信息数据，监测是一项基础性工作。依靠现有设备，有些监测相对容易一些，比如水位、流速等；有些监测则难度很大，需要“上天入地”，比如根石探测。“这就要求我们在监测技术上不断突破”。

2019年4月，王琴接到一项艰巨的任务——研发“智能石头”。“‘智能石头’就是探测堤坝根石动态的硬件设备。”王琴解释，黄河堤坝由于河水冲刷，经常会出现根石走失的情况，严重威胁堤防安全。然而根石探测一直是困扰黄河防汛上的一道难题，河南黄河河务局从2003年就开始了根石走失预警的试验，但一直没有取得成功。接到任务后，王琴脑中闪过一丝犹豫，她深知这项任务的艰巨，能否顺利完成，她并没有十足的把握。

开拓拼搏是“黄河人”的精神，迎难而上是王琴一直以来的性格。“事在人为！”王琴决定接下这个任务，她很快就确定下大体的研发思路，并组建研发小组，下决心攻破这块“硬石头”。

科研征途上的“破壁者”

“摸着石头过河，跌跌撞撞前行。”王琴这样形容他们初期的研发工作。“首先要解决的是水下传输问题。”王琴说，考虑到黄河水含沙量大，他们决定采用水下有线传输的方式，经过反复试验，最终才找到合适的线体。紧接着是续航问题，王琴团队对多种微型电池逐一进行放电试验，一次次失败，就再一次次试验，最终他们做到设备可续航一年以上。此后，王琴团队又先后解决了软件平台搭建、外壳防水保温等关键问题。4个月后，初代“智能石头”诞生。

“它就像是一个潜伏在根石堆里的侦察兵。”王琴说，“智能石头”的大致原理就是把一个外形做得像石头的传感器埋进黄河堤坝的根石堆里，根石一旦有异动，潜伏其中的“智能石头”就会立即感知到，并第一时间发出预警。

2019年8月，炎炎夏日下，王琴和她的团队成员来到开封黑下延工程，他们要在这里进行现场试验，这也是“智能石头”第一次从实验室走进黄河。“智能石头”到底能不能通过黄河这个“甲方”的检验，大家心里都纠着。现场布设也是困难重重，顶着40℃的高温，王琴和她的团队成员克服水下安装等道道难题，3天后，他们完成了“智能石头”的初次现场布设，大家身上也多了累累晒痕。令人欣喜的是，初次测试是成功的，这表示王琴团队关于“智能石头”的研发方向和思路是正确的，这无疑给他们注入了一针强心剂。

王琴至今对2020年7月9日的那次险情记忆犹新。当天，开封黑下延8号坝的“智能石头”先后发出近20次预警，收到预警信息的巡查人员立即前往现场查看，当时坝体边缘已经出现开裂，抢险人员迅速投入抢险工作，3个小时后险情得到有效控制。“经过这次险情，‘智能石头’可以说是完成了从试验到实战的蜕变”。

接下来，王琴团队又先后攻克多项技术难题，设备在防水、抗压、稳定性、电池续航等方面不断提升，如今“智能石头”已更新至第四代。2022年，“智能石头”首先在马渡黄河标准化布设，到今天，“智能石头”已推广应用至河南、山西、山东等沿黄省份的80余处黄河工程。

数字黄河里的“弄潮儿”

2022年5月，黄河水利委员会印发《数字孪生黄河建设规划（2022—2025）》，提出以数字化、网络化、智能化为主线，以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径，加快构建具有预报、预警、预演、预案功能的数字孪生黄河。

“数字孪生黄河，其实就是我们常说的把黄河‘装’进电脑里。‘智能石头’就是数字孪生黄河建设的一个基础应用，也是河南数字孪生黄河建设的一个缩影。”走在马渡黄河大堤上，王琴不仅对“智能石头”了然于胸，对这里的其他“神兵利器”也如数家珍：河道巡察预警机、天眼巡河系统、飞航一体测绘无人船、自计水尺……这些“神兵利器”上天入地下水，帮助“黄河人”把黄河各方面信息数据尽掌握在手。

技术人员把“智能石头”放进黄河大坝

同样80后的张弛是豫黄智慧河务研发团队负责人，不同于王琴团队以硬件研发为主，他们所做的主要是把“智能石头”等监测设备收集到的黄河数据汇集整理入计算机，他们做的正是“装”这个步骤。在张弛的电脑上，我们可以看到一个高效运转的河南数字孪生黄河矩阵：一个“豫黄大脑”，统领着“豫黄安澜、豫黄河湖、豫黄安全、豫黄水资源、豫黄运管、豫黄建设”六大板块。

张弛打开“豫黄安澜”下的河南黄河四预一体化平台，聚焦在马渡黄河，这里的河道及沿岸情况尽在屏幕显现，天气、水位、流量等信息以及“智能石头”的监测情况都可实时查看。他一边演示一边介绍：“在这个平台上，可以进行水情、雨情预报以及水情、工情、险情、灾情等的预警，同时系统还能通过模拟洪水演进过程进行防汛演练，发生洪水预警时，系统还会根据洪水情况自动给出可视化的防汛预案。今年汛期，相关部门就是通过这个平台进行会商研判和指挥调度的。”

近期，张弛团队研发的防洪工程安全指数动态评价预警系统也完成了新版本升级。该系统通过人工建模、倾斜摄影，同时结合水下地形勘测成果打造出三维场景，将河南段黄河5606道坝垛全部“装”进了电脑。

黄河全长5464千米，其中河南段711千米。“把奔流不息、千变万化的黄河完全‘装’入计算机，是一项道阻且长的事业。”王琴也好，张弛也好，“黄河人”会像日夜东流的黄河一样，不舍昼夜前行。

记者 李宇航/文 周甬/图

《郑州晚报》版面截图