水是生命之源,是珍貴的戰略性經濟資源。黃河水尤為如此。
數據顯示,黃河以占全國2%的水資源量,為全國12%的人口、17%的耕地和50多座大中城市供水,黃河流域人均水資源占有量僅為全國平均水平的27%。山東地處黃河下游,作為經濟大省、農業大省、人口大省,水資源總量僅占全國的1%。在此背景下,精打細算用好每滴黃河水,是山東推動高質量可持續發展的一道必答題。
“精打細算”的第一步,首先需要足夠精確的量值。一把直尺,可以測量平面上兩點間的距離;一朵翻騰的浪花,乃至一條暗流涌動的江河,用什么測量?該如何測量?水資源計量裝備作為一種專門用于測量水資源的新型基礎設施,解答了上述問題。
“水資源計量裝備主要應用于農田灌溉、工廠管道、明渠河道等場景,來測量水資源的流量、流速等參數。它的發展是我國乃至全球制造業鏈條中極為關鍵的一環,對產業升級、經濟發展以及環境保護具有重要戰略意義。”力創科技股份有限公司(以下簡稱“力創科技”)副總經理郝金剛介紹,“這幾年,我國水資源計量裝備產業加速崛起,但由于尚屬起步階段,存在大口徑、大流量、復雜工況下,水資源‘測不了、測不全、測不準’的問題,亟需對復雜水資源應用環境下的仿真流體數學模型進行研究。”
泰安是山東唯一黃河干支流全域覆蓋的城市,占全省黃河流域面積的47.5%。眼下,在泰山腳下、黃河之畔,矗立著我國水資源計量裝備領域的唯一一個國家級產業計量測試中心(籌)。它以力創科技為主體,聯合泰安市質量技術檢驗檢測研究院共同籌建,在去年9月獲得國家市場監管總局批籌。目前,該中心實現產業參數量值溯源項目850余項,涵蓋制約產業發展命脈的關鍵測量參數達到587項。
“為了降低誤差、提高精度,中心自主研制了國內首套多維可變明渠流量試驗裝置,能夠模擬和仿真復雜渠道形狀、表面糙度、流體截面、水流形態等諸多因素變化,將誤差控制在5%以內,達到國際領先水平。”郝金剛指著身旁這個總重千噸、全長72米的“大家伙”向記者介紹,“無論是滾動流、循環流,還是旋轉流、滑動流,它都能夠精確模擬波動、測算結果,為各種狀態的試驗提供測試條件。”
除了實驗室內的大型試驗裝置,分散在各大河流的傳感器具也是水資源計量裝備的重要組成部分。記者發現,在泰安市東平縣白吉河旁,有許多長得像機器人的攝像頭,它們被附近村民親切地稱為黃河的“水表”。
“要想掌握江河湖泊的實時狀態,需要其中安裝大量的明渠計量傳感器。而戶外的水計量裝置芯片以220V、電池供電為主,為了降低能耗、提高使用壽命,我們學校與力創科技搭建起產學研用合作平臺,共同開發超聲流量計量芯片,打破國外技術壟斷,提升我國儀器儀表行業抗風險能力,促使同類進口芯片價格降低至原價的15%,累計節約外匯數十億元。”山東科技大學電子信息工程學院院長陳達介紹,這個芯片在不久前升級到了第4代,已經廣泛應用國內相關產品,有效提高產品質量性能,為每朵浪花精準“量體”。
5月15日,由力創科技牽頭發起的國家水資源計量裝備產業聯盟在泰安市成立。伴隨與黃河勘測規劃設計研究院有限公司等科研機構,以及相關產業鏈企業、應用企業等共計30余家單位強強聯合,山東將進一步凝聚政學企合力,以計量筑基水資源可持續開發利用。