在长江流域的智慧水利建设征程中,一群平均年龄不到35岁的青年科技尖兵正书写着创新传奇。2024年以来,为积极响应共青团湖北省委号召,长江委组建了3支由高学历、多学科人才组成的“硬核”队伍——青年科技攻关突击队(简称“青科突击队”),围绕治江核心任务,在水资源智能预测、河湖库遥感监管、水工程安全监测等领域突破多项“卡脖子”技术,成为推动长江水利高质量发展的青春生力军。
“数字哨兵”助力水资源高效利用
入汛前夕的长江委水文预报中心内,13名青年骨干组成的水资源预测团队紧盯实时水文气象数据——他们自主研发的水资源预测调配模型体系,正为长江流域年度水情变化绘制精准“数字画像”。
“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。
针对这一难题,团队融合水文、气象多学科优势,研发智能算法与模型平台,将中长期水资源预测精度提升至行业领先水平。
2024 年汛期,团队提前预测8月“涝旱急转”风险,助力长江委优化调度,实现上游水库群汛末蓄水616亿立方米,较2022年多蓄水152亿立方米,为流域抗旱保供筑牢 “数字防线”。在南水北调中线工程调度中,团队精准研判汉江来水偏枯,动态调控丹江口水库增加蓄水31.4亿立方米,保障了中下游冬春多目标用水安全。
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,用AI技术为河湖库监管装上“智慧之眼”。他们构建的流域最大河湖库地物样本集,涵盖11类地物、20万个样本,支撑研发的遥感智能解译模型识别精度达80%以上,让海量遥感数据处理从“人工逐帧解译”迈向“智能自动分类”。
“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。”团队技术负责人、长江委网信中心规划处工程师张志鑫介绍说,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,将模型训练周期从24小时压缩至5小时以内。面对国产大模型应用浪潮,团队搭建水利知识微服务框架,研发的结构化提取技术将原本5个月的知识处理任务缩短至两周,为AI与水利深度融合奠定基石。
目前,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。
在某重点项目测试中,团队成员现场跟班作业,发现棱镜参数设置与自动流程的“隐性矛盾”,修正后系统精度提升60%,实现了“点-线-面”毫米级变形监测的技术跨越。
“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。
他们研发的全国产化北斗监测软件,攻克了高山峡谷、大水域等复杂场景解算难题,为三峡、乌东德等重大工程提供“健康体检”服务。成立至今,团队获发明专利5项、软件著作权4项,用技术创新为“国之重器”装上智能化 “健康管家”。
从水资源“数字哨兵”到河湖监管“千里眼”,再到工程安全“健康管家”,青科突击队的创新实践,正是长江委“科技立委、人才强委”战略的生动缩影。这群水利青年正以敢为人先的勇气和精益求精的匠心,在数字孪生长江建设新征程上,续写着江河“智”治的青春答卷,为流域治理现代化注入澎湃的科技动能。(张濛)
图为团队成员小组成员就2025年5月可能发生的枯水形势开展讨论。新华网发
图为团队优化设计棱镜保护罩。新华网发