2025.05为江河“智”理创造无限可能_本报记者__张濛

2025.05为江河“智”理创造无限可能_本报记者__张濛

人民长江报/2025 年/5 月/3 日/第 001 版

为江河“ 智” 理创造无限可能

——长江委青年科技攻关突击队开辟智慧水利新高地

本报记者 张濛

开展长江流域中长期水资源量智能预测技术攻关,研发流域首个河湖库岸线空间管控遥感智能识别模型,实现水工程变形监测精度达毫米级⋯ ⋯ 在长江委,有这样一群有志青年,他们勇于创新、锐意进取,致力于为江河“ 智” 理创造无限可能。

2024 年以来,为积极响应共青团湖北省委号召,加快创新型人才培养,大力发展水利新质生产力,长江委青年科技攻关突击队(以下简称“ 青科突击队” )应运而生。凭借超“ 硬核” 的技术实力,3支平均年龄不到 35 岁,由高学历、 多学科青年人才组成的科研攻关队伍,围绕治江中心工作,勇闯智慧水利新高地,成为助推长江水利高质量发展的生力军。

“ 数字哨兵” 助力水资源高效利用

入汛前夕,长江委水文预报中心异常紧张忙碌。值班室内,技术人员紧盯大屏幕上实时滚动的水文气象数据,通过自主研发的水资源预测调配模型体系,长江流域年度水资源量变化趋势初现端倪⋯⋯【更多写作资料+微信：nuo1809 14】

这支由长江水文 13 名优秀青年科技人才组成的科研队伍,自组建以来,始终以服务国家重大战略需求为导向,充分发挥水文、气象等多学科融合优势,深入开展中长期水资源量智能预测技术攻关,倾力保障流域水安全和生态安全。

“ 我国水资源时空分布极不均衡,近年来,极端气象水文事件趋多、趋频、趋强,水资源供需矛盾凸显。” 团队副队长、长江水文局预报中心气象室副主任、高级工程师邢雯慧介绍,“ 因长江流域地理气候特征较为复杂,其水资源丰枯变异机理还不明确,加上受人类活动和大型水利工程调控的叠加影响,传统预测方法的精度不高⋯⋯”

为突破这一“ 瓶颈” ,团队围绕长江流域水资源管理实际需求,聚焦预测预报与调度决策支撑核心技术难题,深入研究流域水资源量预测预警智能算法、模型、平台,显著提升了流域水资源量中长期预测精准度,助力流域防汛抗旱、水资源调配等工作的社会效益得到有效释放——

2024 年汛期,依托团队项目预测流域 8 月可能出现涝旱急转的结论,长江委滚动会商,适时优化调度方案,做到汛期少弃水,最终在秋季实际发生极端枯水的情势下,成功实现了长江上游水库群汛末最大蓄水量达 616 亿立方米,较 2022 年多蓄水 152 亿立方米,为流域经济社会发展提供了可靠的水资源保障。

团队的研究成果还在服务南水北调中线工程运行中发挥了重要作用。 面对提前研判 2024 年 8月后汉江上游来水可能偏枯的情势,长江委按旬滚动分析,持续优化调度方案,动态控制丹江口水库汛期维持较高水位运行,增加水库蓄水量约 31.4 亿立方米,为应对汉江流域涝旱急转,满足中下游干流冬春供水、生态、发电、航运、灌溉等水需求提供了有力保障。

成立至今,团队累计斩获国家级专利十余项,发表相关学术论文上百篇,项目成果为提升流域水资源高效利用的科学性、主动性,也为推动水资源治理能力现代化提供了重要技术支撑,成为名副其实把脉长江水情的“ 数字哨兵”。

AI 擦亮河湖库治理管护“ 千里眼”

数字孪生长江是防汛抗旱的“ 利器” ,更是河湖库治理管护的“ 智慧之眼”。

2024 年以来,一支以长江委网信中心“ 90 后” 青年科研人才为主力的数字孪生长江建设青科突击队,紧密围绕数字孪生水利建设需求,积极践行人工智能与水利应用深度融合工作思路,构建出

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一项项“ 智” 水方案,为新时期长江大保护工作打开了全新视角。

河道、湖泊、水库是行蓄洪水的重要空间,事关防洪、供水和生态安全。为切实提升水利部门河湖库监管效能,2024 年,青科突击队成功构建了流域规模最大的河湖库典型地物样本集,类型涵盖

11 种地物,样本总数达 20 万个,为智能解译模型提供了丰富的算据;同时,率先提出面向长江流域河湖库遥感智能解译的整体技术框架,通过模型深度学习,处理和分析相关遥感数据,可自动分类识别河湖库地物,识别精度高达 80%以上,显著提升了遥感智能解译的准确性和水利管理的智能化水平。

团队技术负责人、长江委网信中心规划处工程师张志鑫告诉记者:“ 智能解译模型显著减轻了图斑解译人员的工作量,但依然存在漏检、误检的可能,后续仍需要专业解译人员人工标注完成复核确认,时间成本较高⋯⋯”

为解决这一“ 缺陷” ,他带领团队反复尝试,创造性地提出了遥感智能辅助解译模型的构建方法,从海量的地物样本中提炼出通用特征,实现了“ 点图成斑” 的效果,显著缩短了人工复核周期。“ 过去,训练模型的周期大约需要 1 天,现在仅需不到 5 小时。” 张志鑫说。

今年年初,DeepSeek 引爆 “ 万物皆可 AI” 时代,在敏锐觉察到应用的巨大潜力后,团队第一时间基于全国产化环境搭建了模型服务,并结合 DeepSeek 等国产大模型的特点,搭建了水利知识微服务应用框架。然而,面对海量水利知识接入大模型的需求,采用传统“ 人海战术” 效率极低,他们研发了一套水利知识结构化提取与校验方法,将原本需要 5 个月才能完成的任务缩短至两周,不仅大幅提高了工作效率,也为后续水利知识与大模型的深度应用奠定了良好基础。

2024 年至今,团队累计申请发明专利9 项,其中6 项取得授权,相关技术成果在数字孪生三峡“ 智慧” 巡库、长江流域(片)河湖库地物遥感图斑解译、丹江口库区及其上游流域水质安全保障等工作中均得到应用,为实现流域河湖库岸线高效监管擦亮了数字“ 千里眼”。

“ 国之重器” 的智能化“ 健康管家”

夜幕下,布设在三峡工程的测量机器人智能化测站正在协同作业。 作为目前世界上装机容量最大水电站的“ 专属医生” ,它们的任务是自动监测枢纽建筑物表面“ 变形体征” ,从而掌握三峡工程的“ 健康状况”。

研发这一技术的团队,正是来自长江设计集团空间公司——一支由 7 名工程安全监测技术骨干组成的“ 水工程高精度表面变形监测关键技术攻关青年突击队”。近年来,团队在公司领导、专家的指导下,立足水工程“ 天、空、地、水、工” 一体化监测感知体系建设要求,围绕三峡、乌东德、白鹤滩、溪洛渡、南水北调、引江补汉等国家重大工程,致力于水工程高精度表面变形监测关键技术攻关,以青春之“ 智” 为“ 国之重器” 保驾护航。

“ 我国是世界上高坝大库最多的国家,安全监测是保障高坝大库安全稳定运行的重要举措,但如何实现特大范围、超大规模、复杂环境下高精度、自动化、智能化的水工程变形监测一直是行业的痛点与难点。” 团队负责人介绍。

为攻克这一技术难题,空间公司紧密结合工程需求,积极开展北斗、测量机器人、InSAR 等高精度变形监测技术研究与应用,通过核心技术研发和反复系统测试,实现了水工程“ 点-线-面” 毫米级高精度变形监测。

然创新惟艰。在测量机器人智能监测系统的开发过程中,面对一系列棘手的问题,团队成员起初都陷入了迷茫。而在某重点项目的现场测试中,因系统输出的监测数据精度始终超出允许范围,更令整个团队寝食难安。

“ 为找出这个顽固‘ BUG’ ,我们先后进行了三轮全面排查,甚至怀疑过开发环境的兼容性问题。” 团队技术骨干、空间公司高级工程师王华为回忆道。最终,他和团队决定放下电脑,跟随人工监测队伍进行现场跟班作业,不放过任何一个细节。

通过全程观摩监测人员的实际操作,他们发现,原来是棱镜、气象改正等参数设置策略与自动计算流程不符。“ 如果不到现场,可能永远发现不了问题。数据及时修改后,自动化系统的监测精度

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立即提升了 60%!” 王华为说。

不仅如此,团队还研发了一套全国产化北斗高精度安全监测自动化软件,创新提出的解算策略适用于高山峡谷、大水域面等复杂场景下的高精度监测。

2024 年成立至今,该团队依托重大生产项目和科研任务,先后获得发明专利 5 项,软件著作权 4项,省部级奖励 2 项,为水工程安全评估提供了可靠的技术手段,助力“ 国之重器” 大步迈向“ 健康管家” 时代。

建设数字孪生长江的新征程上,这群年轻的水利科技尖兵,正以敢为人先的创新勇气和精益求精的工匠精神抒写江河“ 智” 治的青春宣言。他们的故事,也是长江委“ 科技立委、人才强委” 的生动写照。

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