在長江流域數(shù)字孿生水利建設(shè)征程中，一群平均年齡不到35歲的青年科技尖兵，正書寫著創(chuàng)新傳奇，為江河“智”理創(chuàng)造無限可能。

2024年以來，為積極響應(yīng)共青團湖北省委號召，長江委成立了3支由高學(xué)歷、多學(xué)科人才組成的“硬核”科研團隊——青年科技攻關(guān)突擊隊，他們圍繞治江中心工作，在水資源智能預(yù)測、河湖庫遙感監(jiān)管、水工程安全監(jiān)測等專業(yè)領(lǐng)域，突破多項“卡脖子”技術(shù)，成為推動長江水利高質(zhì)量發(fā)展的青春生力軍。

“數(shù)字哨兵”助力水資源高效利用

入汛前夕，長江委水文預(yù)報中心異常緊張忙碌。值班室內(nèi)，技術(shù)人員緊盯大屏幕上實時滾動的水文氣象數(shù)據(jù)，通過自主研發(fā)的水資源預(yù)測調(diào)配模型體系，長江流域年度水資源量變化趨勢初現(xiàn)端倪……

這支由長江水文13名優(yōu)秀青年科技人才組成的科研隊伍，自組建以來，始終以服務(wù)國家重大戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向，充分發(fā)揮水文、氣象等多學(xué)科融合優(yōu)勢，深入開展中長期水資源量智能預(yù)測技術(shù)攻關(guān)，傾力保障流域水安全和生態(tài)安全。

“我國水資源時空分布極不均衡，近年來，極端氣象水文事件趨多、趨頻、趨強，水資源供需矛盾凸顯。”團隊副隊長、長江水文局預(yù)報中心氣象室副主任、高級工程師邢雯慧介紹，“因長江流域地理氣候特征較為復(fù)雜，其水資源豐枯變異機理還不明確，加上受人類活動和大型水利工程調(diào)控的疊加影響，傳統(tǒng)預(yù)測方法的精度不高……”

為突破這一“瓶頸”，團隊圍繞長江流域水資源管理實際需求，聚焦預(yù)測預(yù)報與調(diào)度決策支撐核心技術(shù)難題，深入研究流域水資源量預(yù)測預(yù)警智能算法、模型、平臺，顯著提升了流域水資源量中長期預(yù)測精準(zhǔn)度，推動流域防汛抗旱、水資源調(diào)配的社會效益得到充分釋放——

2024年汛期，團隊提前預(yù)測8月“澇旱急轉(zhuǎn)”風(fēng)險，助力長江委優(yōu)化調(diào)度方案，汛期少棄水，最終在秋季實際發(fā)生極端枯水的情勢下，實現(xiàn)了長江上游水庫群汛末最大蓄水量616億立方米，較2022年多蓄水152億立方米，為流域抗旱保供筑牢“數(shù)字防線”。

在服務(wù)南水北調(diào)中線工程運行中，團隊精準(zhǔn)研判2024年8月后漢江上游來水可能偏枯，為長江委動態(tài)調(diào)控丹江口水庫提供決策參考，通過汛期維持較高水位運行，增加蓄水量約31.4億立方米，為應(yīng)對漢江流域澇旱急轉(zhuǎn)，滿足中下游干流冬春多目標(biāo)用水需求提供了有力保障。

成立至今，團隊累計斬獲國家級專利十余項，發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文上百篇，項目成果為提升流域水資源高效利用的科學(xué)性、主動性，推動水資源治理能力現(xiàn)代化提供了重要技術(shù)支撐，成為名副其實把脈長江水情的“數(shù)字哨兵”。

AI擦亮河湖庫治理管護“千里眼”

數(shù)字孿生長江是防汛抗旱的“利器”，更是河湖庫治理管護的“智慧之眼”。

2024年以來，一支以長江委網(wǎng)信中心“90后”青年科研人才為主力的青科突擊隊，圍繞數(shù)字孿生水利建設(shè)需求，踐行人工智能與水利應(yīng)用深度融合工作思路，用一項項“智”水方案，為新時期長江大保護打開全新視角。

2024年，為切實提升水利部門河湖庫監(jiān)管效能，團隊成功構(gòu)建了流域規(guī)模最大的河湖庫典型地物樣本集，類型涵蓋11種地物，樣本總數(shù)累計達20萬個。在此基礎(chǔ)上，他們率先提出了面向長江流域河湖庫遙感智能解譯的整體技術(shù)框架，通過模型深度學(xué)習(xí)，處理和分析相關(guān)遙感數(shù)據(jù)，可自動分類識別河湖庫地物，精度高達80%以上。

團隊技術(shù)負(fù)責(zé)人、長江委網(wǎng)信中心規(guī)劃處工程師張志鑫表示：“智能解譯模型顯著減輕了圖斑解譯人員的工作量，但依然存在漏檢、誤檢的可能，后續(xù)仍需要專業(yè)解譯人員人工標(biāo)注完成復(fù)核確認(rèn)，時間成本較高……”

為解決這一“缺陷”，他帶領(lǐng)團隊反復(fù)嘗試，創(chuàng)新提出了遙感智能輔助解譯模型的構(gòu)建方法，能從海量的地物樣本中提煉出通用特征，實現(xiàn)“點圖成斑”，顯著縮短人工復(fù)核周期。“過去，訓(xùn)練模型的周期大約需要1天，現(xiàn)在僅需不到5小時。”張志鑫說。

今年年初，面對DeepSeek國產(chǎn)大模型應(yīng)用浪潮，團隊第一時間基于全國產(chǎn)化環(huán)境，搭建了水利知識微服務(wù)應(yīng)用框架，并研發(fā)水利知識結(jié)構(gòu)化提取與校驗技術(shù)，將原本5個月的知識處理任務(wù)縮短至兩周，大幅提高了工作效率，為后續(xù)水利知識與AI的深度融合應(yīng)用奠定了良好基礎(chǔ)。

2024年至今，團隊累計申請發(fā)明專利9項，其中6項已取得授權(quán)，相關(guān)技術(shù)成果在數(shù)字孿生三峽“智慧”巡庫、長江流域（片）河湖庫地物遙感圖斑解譯、丹江口庫區(qū)及其上游流域水質(zhì)安全保障等工作中均得到應(yīng)用，為實現(xiàn)流域河湖庫岸線高效監(jiān)管擦亮了數(shù)字“千里眼”。

“國之重器”的智能化“健康管家” 

夜幕下，布設(shè)在三峽工程的測量機器人智能化測站正在協(xié)同作業(yè)。作為目前世界上裝機容量最大水電站的“專屬醫(yī)生”，它們的任務(wù)是自動監(jiān)測樞紐建筑物表面 “變形體征”，從而掌握三峽工程的“健康狀況”。

研發(fā)這一技術(shù)的團隊，正是來自長江設(shè)計集團空間公司——一支由7名工程安全監(jiān)測技術(shù)骨干組成的青科突擊隊。近年來，團隊立足水工程“天、空、地、水、工”一體化監(jiān)測感知體系建設(shè)要求，圍繞三峽、烏東德、白鶴灘、溪洛渡、南水北調(diào)、引江補漢等國家重大工程，致力于水工程高精度表面變形監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，以青春之“智”為“國之重器”保駕護航。

“我國是世界上高壩大庫最多的國家，安全監(jiān)測是保障高壩大庫安全穩(wěn)定運行的重要舉措，但如何實現(xiàn)特大范圍、超大規(guī)模、復(fù)雜環(huán)境下高精度、自動化、智能化的水工程變形監(jiān)測，一直是行業(yè)的痛點與難點。”團隊負(fù)責(zé)人介紹。

為攻克這一技術(shù)難題，空間公司緊密結(jié)合工程需求，積極開展北斗、測量機器人、InSAR等高精度變形監(jiān)測技術(shù)研究與應(yīng)用，通過核心技術(shù)研發(fā)和反復(fù)系統(tǒng)測試，實現(xiàn)了水工程“點—線—面”毫米級高精度變形監(jiān)測。

在某重點項目的現(xiàn)場測試中，因系統(tǒng)輸出的監(jiān)測數(shù)據(jù)精度始終超出允許范圍，一度令整個團隊陷入迷茫。“為找出這個頑固‘BUG’，我們先后進行了三輪全面排查，甚至懷疑過開發(fā)環(huán)境的兼容性問題。”團隊技術(shù)骨干、空間公司高級工程師王華為回憶道。

最終，大家決定現(xiàn)場跟班作業(yè)，全程觀摩監(jiān)測人員實際操作，發(fā)現(xiàn)了棱鏡等參數(shù)設(shè)置與自動計算流程之間存在“隱性矛盾”。“及時修改數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)的監(jiān)測精度立即提升了60%！”王華為說。

不僅如此，團隊還研發(fā)了一整套全國產(chǎn)化北斗高精度安全監(jiān)測自動化軟件，攻克了高山峽谷、大水域等復(fù)雜場景下的高精度監(jiān)測難題，為重大水利工程提供了精準(zhǔn)“體檢”服務(wù)。

2024年成立至今，團隊依托重大生產(chǎn)項目和科研任務(wù)，先后獲得發(fā)明專利5項，軟件著作權(quán)4項，省部級獎勵2項，為水工程安全評估提供了可靠技術(shù)手段，用創(chuàng)新技術(shù)為“國之重器”裝上了智能化“健康管家”。 

從水資源預(yù)測“數(shù)字哨兵”到河湖監(jiān)管“千里眼”，再到水工程智能化“健康管家”，這群水利青年，正以敢為人先的創(chuàng)新勇氣和精益求精的工匠精神，奮力續(xù)寫著江河“智”理的青春答卷！