在长江流域数字孪生水利建设征程中，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，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，长江委成立了3支由高学历、多学科人才组成的“硬核”科研团队——青年科技攻关突击队，他们围绕治江中心工作，在水资源智能预测、河湖库遥感监管、水工程安全监测等专业领域，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，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……
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，推动流域防汛抗旱、水资源调配的社会效益得到充分释放——
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方案，汛期少弃水，最终在秋季实际发生极端枯水的情势下，实现了长江上游水库群汛末最大蓄水量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”。
在服务南水北调中线工程运行中，团队精准研判2024年8月后汉江上游来水可能偏枯，为长江委动态调控丹江口水库提供决策参考，通过汛期维持较高水位运行，增加蓄水量约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多目标用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，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青科突击队，围绕数字孪生水利建设需求，践行人工智能与水利应用深度融合工作思路，用一项项“智”水方案，为新时期长江大保护打开全新视角。
2024年，为切实提升水利部门河湖库监管效能，团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，样本总数累计达20万个。在此基础上，他们率先提出了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，精度高达80%以上。
团队技术负责人、长江委网信中心规划处工程师张志鑫表示：“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，创新提出了遥感智能辅助解译模型的构建方法，能从海量的地物样本中提炼出通用特征，实现“点图成斑”，显著缩短人工复核周期。“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，面对DeepSeek国产大模型应用浪潮，团队第一时间基于全国产化环境，搭建了水利知识微服务应用框架，并研发水利知识结构化提取与校验技术，将原本5个月的知识处理任务缩短至两周，大幅提高了工作效率，为后续水利知识与AI的深度融合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项已取得授权，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青科突击队。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，一度令整个团队陷入迷茫。“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，大家决定现场跟班作业，全程观摩监测人员实际操作，发现了棱镜等参数设置与自动计算流程之间存在“隐性矛盾”。“及时修改数据后，系统的监测精度立即提升了60%！”王华为说。
不仅如此，团队还研发了一整套全国产化北斗高精度安全监测自动化软件，攻克了高山峡谷、大水域等复杂场景下的高精度监测难题，为重大水利工程提供了精准“体检”服务。
2024年成立至今，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技术手段，用创新技术为“国之重器”装上了智能化“健康管家”。
从水资源预测“数字哨兵”到河湖监管“千里眼”，再到水工程智能化“健康管家”，这群水利青年，正以敢为人先的创新勇气和精益求精的工匠精神，奋力续写着江河“智”理的青春答卷！
来源：中国水利
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