近日，2025年水利部重大科技項目清單公布。由華南理工大學(xué)牽頭申報的“華南濕潤區(qū)旱澇急轉(zhuǎn)觸發(fā)機制與風(fēng)險防控研究”“面向水生態(tài)動態(tài)監(jiān)測的水陸空多域具身智能機器人技術(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個項目全部獲批。

本次獲批的項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)院和未來技術(shù)學(xué)院為核心依托單位，聯(lián)合計算機科學(xué)與工程學(xué)院、自動化科學(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)的生動實踐。

“華南濕潤區(qū)旱澇急轉(zhuǎn)觸發(fā)機制與風(fēng)險防控研究”

項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，讓人根本來不及反應(yīng)。這類災(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)報手段很難提前察覺，風(fēng)險防控也缺乏精細化支撐。

王兆禮表示，本項目通過研究極端天氣形成機制，融合人工智能與多模式預(yù)報技術(shù)，構(gòu)建一套能提前數(shù)月預(yù)測的智能預(yù)警平臺，并開發(fā)動態(tài)風(fēng)險評估模型。

未來，水利部門可據(jù)此提前判斷“何時可能由旱轉(zhuǎn)澇”，及時調(diào)度水庫錯峰泄洪、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，切實保障老百姓生命財產(chǎn)安全。

“面向水生態(tài)動態(tài)監(jiān)測的水陸空多域具身智能機器人技術(shù)與裝備”

項目主持人為吳賢銘智能工程學(xué)院鐘勇教授。

當前，河湖監(jiān)測主要靠固定站點和人工采樣，覆蓋范圍小、應(yīng)急響應(yīng)慢，而且剛性取樣容易擾動水生態(tài)。

針對這些痛點，鐘勇介紹說，團隊打算研發(fā)一款“水陸空三棲智能機器人”。它既能像無人機一樣飛，也能像船一樣在水面巡航，還能像潛艇一樣下潛，甚至像輪式車一樣在岸上跑——四種形態(tài)自動切換，甭管多復(fù)雜的環(huán)境都能靈活適應(yīng)。機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、藻類預(yù)警、底泥采樣等任務(wù)。此外，它取樣動作很輕柔，不會驚動水里的魚蝦。

未來，該技術(shù)將在北江、珠江等典型河湖投入應(yīng)用，幫助環(huán)保部門快速定位暗管排污、追蹤污染羽流、評估濕地修復(fù)效果，讓水生態(tài)監(jiān)測從“定點蹲守”升級為“全域智能巡邏”，為我國河湖保護提供一套高效、低擾動的科技裝備。

“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”

項目主持人為工商管理學(xué)院和未來技術(shù)學(xué)院劉思源教授。

當前，水利管理大多面臨數(shù)據(jù)感知不全面、調(diào)度依賴經(jīng)驗、極端天氣應(yīng)對滯后以及設(shè)施巡檢效率不足等問題。

本項目利用數(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、無人機及地面?zhèn)鞲衅鞯取疤炜盏厮ぁ倍嘣磾?shù)據(jù)，實現(xiàn)流域狀態(tài)的動態(tài)感知與持續(xù)更新。在此基礎(chǔ)上，通過群體智能方法以期實現(xiàn)水庫、閘門等關(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，依托無人機等智能巡檢設(shè)備，開展工程設(shè)施的智能巡檢與狀態(tài)識別，提升對裂縫及潛在風(fēng)險的識別能力。

最終，構(gòu)建集預(yù)報、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案于一體的數(shù)字孿生流域智能平臺，支撐水利部門在數(shù)字孿生環(huán)境中開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)未來水利及海洋交叉研究院，著力打破傳統(tǒng)學(xué)科邊界，推動水利工程、海洋工程與人工智能、計算機科學(xué)與工程、機械電子、自動化科學(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、以有組織科研推動原始創(chuàng)新的重要載體。

下一步

學(xué)校將嚴格落實

水利部重大科技項目管理要求

高標準推進項目實施與成果轉(zhuǎn)化

依托交叉學(xué)科平臺

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)新動能

華南理工大學(xué)　學(xué)生記者團

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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