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近日,2025年水利部重大科技項(xiàng)目清單公布。由華南理工大學(xué)牽頭申報(bào)的“華南濕潤(rùn)區(qū)旱澇急轉(zhuǎn)觸發(fā)機(jī)制與風(fēng)險(xiǎn)防控研究”“面向水生態(tài)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的水陸空多域具身智能機(jī)器人技術(shù)與裝備”“數(shù)字孿生流域多源感知與智能調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”3個(gè)項(xiàng)目全部獲批。
本次獲批的項(xiàng)目均由華南理工大學(xué)牽頭承擔(dān),分別以土木與交通學(xué)院、吳賢銘智能工程學(xué)院、工商管理學(xué)院和未來(lái)技術(shù)學(xué)院為核心依托單位,聯(lián)合計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院、自動(dòng)化科學(xué)與工程學(xué)院協(xié)同攻關(guān)。這充分體現(xiàn)了學(xué)校大力推進(jìn)有組織科研、深化跨學(xué)科跨領(lǐng)域融合創(chuàng)新的顯著成效,也是學(xué)校一體推進(jìn)教育科技人才發(fā)展,以高水平科技創(chuàng)新支撐學(xué)科建設(shè)與人才培養(yǎng)的生動(dòng)實(shí)踐。
“華南濕潤(rùn)區(qū)旱澇急轉(zhuǎn)觸發(fā)機(jī)制與風(fēng)險(xiǎn)防控研究”
項(xiàng)目主持人為土木與交通學(xué)院王兆禮教授。
在華南地區(qū),經(jīng)常出現(xiàn)“先旱后澇、旱澇急轉(zhuǎn)”的極端天氣——連續(xù)幾個(gè)月不下雨,田地龜裂、河道干涸,突然又連降暴雨引發(fā)洪水,讓人根本來(lái)不及反應(yīng)。這類(lèi)災(zāi)害成因復(fù)雜,涉及大氣、海洋、陸地多圈層相互作用,現(xiàn)有預(yù)報(bào)手段很難提前察覺(jué),風(fēng)險(xiǎn)防控也缺乏精細(xì)化支撐。
王兆禮表示,本項(xiàng)目通過(guò)研究極端天氣形成機(jī)制,融合人工智能與多模式預(yù)報(bào)技術(shù),構(gòu)建一套能提前數(shù)月預(yù)測(cè)的智能預(yù)警平臺(tái),并開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。
未來(lái),水利部門(mén)可據(jù)此提前判斷“何時(shí)可能由旱轉(zhuǎn)澇”,及時(shí)調(diào)度水庫(kù)錯(cuò)峰泄洪、組織農(nóng)田排澇和城市管網(wǎng)預(yù)泄,在珠江流域和廣東省的“四預(yù)”業(yè)務(wù)系統(tǒng)中實(shí)際應(yīng)用,最大限度減少農(nóng)業(yè)損失和城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn),切實(shí)保障老百姓生命財(cái)產(chǎn)安全。
“面向水生態(tài)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的水陸空多域具身智能機(jī)器人技術(shù)與裝備”
項(xiàng)目主持人為吳賢銘智能工程學(xué)院鐘勇教授。
當(dāng)前,河湖監(jiān)測(cè)主要靠固定站點(diǎn)和人工采樣,覆蓋范圍小、應(yīng)急響應(yīng)慢,而且剛性取樣容易擾動(dòng)水生態(tài)。
針對(duì)這些痛點(diǎn),鐘勇介紹說(shuō),團(tuán)隊(duì)打算研發(fā)一款“水陸空三棲智能機(jī)器人”。它既能像無(wú)人機(jī)一樣飛,也能像船一樣在水面巡航,還能像潛艇一樣下潛,甚至像輪式車(chē)一樣在岸上跑——四種形態(tài)自動(dòng)切換,甭管多復(fù)雜的環(huán)境都能靈活適應(yīng)。機(jī)器人身上搭載了光學(xué)、聲學(xué)和生物傳感器,可以自主完成水質(zhì)巡檢、排污口排查、藻類(lèi)預(yù)警、底泥采樣等任務(wù)。此外,它取樣動(dòng)作很輕柔,不會(huì)驚動(dòng)水里的魚(yú)蝦。
未來(lái),該技術(shù)將在北江、珠江等典型河湖投入應(yīng)用,幫助環(huán)保部門(mén)快速定位暗管排污、追蹤污染羽流、評(píng)估濕地修復(fù)效果,讓水生態(tài)監(jiān)測(cè)從“定點(diǎn)蹲守”升級(jí)為“全域智能巡邏”,為我國(guó)河湖保護(hù)提供一套高效、低擾動(dòng)的科技裝備。
“數(shù)字孿生流域多源感知與智能調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”
項(xiàng)目主持人為工商管理學(xué)院和未來(lái)技術(shù)學(xué)院劉思源教授。
當(dāng)前,水利管理大多面臨數(shù)據(jù)感知不全面、調(diào)度依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)、極端天氣應(yīng)對(duì)滯后以及設(shè)施巡檢效率不足等問(wèn)題。
本項(xiàng)目利用數(shù)字孿生技術(shù),在數(shù)字空間中構(gòu)建流域的高精度數(shù)字映射,融合衛(wèi)星遙感、無(wú)人機(jī)及地面?zhèn)鞲衅鞯取疤炜盏厮ぁ倍嘣磾?shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)流域狀態(tài)的動(dòng)態(tài)感知與持續(xù)更新。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)群體智能方法以期實(shí)現(xiàn)水庫(kù)、閘門(mén)等關(guān)鍵單元的協(xié)同優(yōu)化調(diào)度與決策支持,在洪水來(lái)臨前輔助生成泄洪調(diào)度方案,在枯水期支持水資源科學(xué)配置;同時(shí),依托無(wú)人機(jī)等智能巡檢設(shè)備,開(kāi)展工程設(shè)施的智能巡檢與狀態(tài)識(shí)別,提升對(duì)裂縫及潛在風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別能力。
最終,構(gòu)建集預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案于一體的數(shù)字孿生流域智能平臺(tái),支撐水利部門(mén)在數(shù)字孿生環(huán)境中開(kāi)展極端情景模擬與調(diào)度預(yù)演,不斷優(yōu)化調(diào)度策略,從而提升防洪安全水平、供水保障能力及工程運(yùn)維效率,為智慧水利建設(shè)提供可復(fù)制、可推廣的技術(shù)方案。
當(dāng)前,華南理工大學(xué)正加快布局水利科學(xué)與技術(shù)交叉學(xué)科,并籌劃建設(shè)未來(lái)水利及海洋交叉研究院,著力打破傳統(tǒng)學(xué)科邊界,推動(dòng)水利工程、海洋工程與人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程、機(jī)械電子、自動(dòng)化科學(xué)與工程、人文社科等領(lǐng)域的深度融合,探索形成“水利+X”協(xié)同創(chuàng)新范式,打造以新工科引領(lǐng)傳統(tǒng)水利轉(zhuǎn)型升級(jí)、以有組織科研推動(dòng)原始創(chuàng)新的重要載體。
下一步
學(xué)校將嚴(yán)格落實(shí)
水利部重大科技項(xiàng)目管理要求
高標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)項(xiàng)目實(shí)施與成果轉(zhuǎn)化
依托交叉學(xué)科平臺(tái)
整合多方資源
持續(xù)深化水利領(lǐng)域跨學(xué)科研究
與高層次人才培養(yǎng)
打破學(xué)院與學(xué)科壁壘
大力推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研用深度融合
為水利事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展持續(xù)注入創(chuàng)新動(dòng)能
華南理工大學(xué) 學(xué)生記者團(tuán)
文:土木與交通學(xué)院
微信編輯:鮑恩
初審:冀早早
二審:盧慶雷
終審:夏正林
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