探訪神奇實驗室｜數(shù)字“大禹”顯神威 上天入地巧治水

記者 唐曉玲 閆文瑞 見習記者 張熠 視頻 劉河遠 王鏸梓

水，生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基，水安全是涉及國家長治久安的大事，早已上升為國家戰(zhàn)略。特殊的自然地理、氣候條件、水資源特點和人口經(jīng)濟狀況，決定了我國是世界上治水任務最為繁重、治水難度最大的國家之一。破解水困局，守護水安全刻不容緩。面向國家重大需求和國際科學前沿，河南省水圈與流域水安全重點實驗室應運而生。8月24日，記者來到華北水利水電大學，揭開數(shù)字“大禹”的神秘面紗。

走進實驗大廳，迎面而來的是悶熱空氣和潺潺水聲，讓人恍然穿越到深山密林中。眼前猶如廠房車間一樣高聳的吊頂下，排布著匠心獨具的1:100縮放的小浪底模型、狹長的南水北調工程局部模型等，從國家自然科學獎到大禹水利科學技術獎都有這些“小小”模型的功勞。雖然時值暑假，實驗室內仍有不少忙碌的身影，師生們三三兩兩聚在一起討論實驗，乍看都是短袖馬褲配涼鞋的打扮，和平日里白大褂加身的科研工作者形象相去甚遠。

“因為實驗室需要模擬最貼近自然的外部環(huán)境，如果加裝空調和風扇，溫度和風速都會受影響，數(shù)據(jù)準確性就難以保證。大家穿著比較隨意，除了高溫的原因，還有便于操作的考慮。有時候實驗過程中遇到問題，我們‘水利人’爬高、下水都是常事?！北粏柤盀楹螌嶒炇覜]有空調電扇，實驗室主任劉俊國教授笑答。

作為瑞士工程科學院院士和歐洲科學院院士，劉俊國教授創(chuàng)建的漸進式生態(tài)修復理論和三維水資源短缺理論，在水資源時空演變、水質性缺水評價和河流生態(tài)修復等方面取得了系統(tǒng)性創(chuàng)新成果。今年7月15日，劉俊國教授受頒國際水文科學獎Volker獎章，這是國際水文科學領域的最高學術成就獎。

得益于“雷達+光學”衛(wèi)星組網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等先進技術的融合，實驗室的流域智能感知技術實現(xiàn)了從“空”（低空無人機）、“天”（衛(wèi)星遙感）、“地”（地面監(jiān)測）多平臺多尺度監(jiān)測江河湖海水文生態(tài)過程?！睋?jù)劉俊國教授介紹，由華北水利水電大學與長光衛(wèi)星技術股份有限公司聯(lián)合研制的“華水一號”于今年1月15日成功發(fā)射。這顆輕小型、高分辨率、多模式光學遙感衛(wèi)星，不僅是全國首顆內陸水遙感衛(wèi)星，也是‘華水星座’的首顆光學衛(wèi)星，旨在解決水資源短缺、水生態(tài)退化、水環(huán)境污染等問題?！叭A水星座”的發(fā)展對于推動衛(wèi)星遙感與水利行業(yè)的深度融合、數(shù)字孿生水利建設意義非凡。

如今，風險應對力已成為衡量文明發(fā)展的新標尺，實驗室也肩負著利用數(shù)字孿生平臺提升城市韌性的重任。劉俊國教授說：“我們有一項今年剛剛結題的科技部國家重點研發(fā)計劃，這個項目重點研究如何高效的利用城市的雨水資源，包括雨洪資源。采取的措施除了傳統(tǒng)的水利工程措施，還包括利用雨水花園、綠色屋頂、植草溝、人工濕地等綠色基礎設施，這些綠色基礎設施對于建設海綿城市，削減洪峰，減少污染，有效利用城市雨水資源具有重要的作用?！?/p>