本站讯 为适应南水北调和国家水网事业高质量发展新形势、新任务、新要求的需要,一支面向数智化未来的年轻技术队伍正在加速成长。
作为中国南水北调集团全面进军信息化、数字化产业领域的重要支撑单位,成立三年多来,中国南水北调集团水网智科公司汇聚起一支平均年龄32岁、半数以上拥有硕士及以上学历的青年研发团队。在他们之中,有人来自水利水电专业,熟悉工程运行逻辑;有人深耕计算机科学,专注算法与系统架构。不同专业背景交汇融合,以“师徒带教”“一线实践”等方式,以青年突击队为攻坚小组,在一项项重点任务中经受淬炼、磨合协同。
在他们手下,以数字孪生中线为代表的“跨流域跨区域数字孪生引调水系统”、以数字孪生引江补汉为代表的“全生命周期数字建管系统”等拳头产品,双双获得先行先试十大样板和典型案例,自主研发的南水北调“天河”大模型获得《人民日报》等中央重点媒体关注报道,为保障南水北调工程的工程安全、供水安全、水质安全注入智慧科技力量。
助力冰期调度 护航工程安全
南水北调中线工程全长1432公里,纵贯4个省份和直辖市。建设数字孪生系统,对物理水网全要素和建设运行全过程进行数字映射、智能模拟、前瞻预演,有助于实现安全监管更有“数”、输水调度更精准、水质保护更高效。但这同时也意味着数字孪生中线工程建设无经验可鉴,无先例可循。
“面对一个从未接触到的项目,最好的办法还是下到工程一线去解决问题。”水网智科公司许江涛说,他历经了数字孪生中线工程从惠南庄先行先试到1.0再到2.0的迭代,并在2025年接任数字孪生南水北调协同创新青年突击队队长。
为加快数字孪生中线工程建设,青年突击队队员多次前往距北京城区近90公里的惠南庄现场开展业务需求调研访谈,现场业务流程跟踪体验工作,重点梳理“安全监管、智能调度、水质保护、智能运维”四个重点业务领域,从“预报、预警、预演、预案”四个维度细化出“交叉流域/河道防洪”“输水建筑物结构安全”“智能调度”“水质保护”“智能运维”等5类业务流程。在和现场管理人员不断的讨论、修改之后,一份需求分析及功能设计方案最终定稿而成。
在跨越8个纬度和两个温度带的南水北调中线工程中,冰期输水是一个关键环节,既要满足北方冬季用水需求,又要克服冰凌、水温、渠道冻胀等多重挑战。2025—2026年度冰期输水期间,中线工程沿线先后经历3次明显寒潮过程,低温叠加来水变化,给工程安全运行和调度带来持续压力。
“围绕冰期输水这个关键场景,数字孪生系统必须不断向更深层次演进,能够实现对渠道水温变化及冰情发展趋势进行滚动预测,为调度决策提供实时支撑。”许江涛说。
作为数字孪生中线工程2.0的核心模块,2025年10月以来,数字孪生南水北调协同创新青年突击队克服空间跨度大、协调任务重、强降雨天气等不利因素,一整套从风险研判到工程调度、从设备保障到应急响应的闭环体系逐步成型。
——在感知端,青年突击队队员放弃中秋国庆假期休息,承担起加装22套冰情监测感知设备的建设任务,用“现场安装一套,后台调试上线一套”的作业模式,对安阳河以北重点断面水温、气温及冰情进行采集,使冰情变化“看得见、跟得上”。
——在模型侧,青年突击队队员基于连续13个冬季的冰水情观测资料,融合水力学、热力学等多学科算法,构建数据驱动模型与一维河冰动力学模型协同运行体系,实现了水温变化与冰凌生成、发展、消融全过程的动态预演。
依托这一能力,数字孪生中线2.0系统支撑防凌调度与预警预案的快速生成,在保障安全的前提下持续提升输水效率。2026年2月28日,南水北调工程2025-2026年度冰期输水工作圆满收官,中线工程累计向北京、天津、河北、河南四省市供水16.48亿立方米,较计划增供1.58亿立方米,超额完成年度冬季供水任务。
筑牢防汛屏障 保障安全度汛
2025年10月2日,台风“麦德姆”在西北太平洋洋面生成,三天后在广东湛江登陆,对广东、广西、海南等地的水网建设带来严重威胁。
“台风的轨迹和强度变化,直接影响着调度决策,这就要求我们把它算得更早、更准。”王雍凯说。
王雍凯是中国南水北调集团水网智科公司数字孪生南水北调协同创新青年突击队的一员,也是水网智科公司气象预报组的主要负责人,这个预报组由4名平均年龄29岁的突击队员组成,他们来自计算机、软件工程、资源与环境等多个专业。
为迎战“麦德姆”,气象工作组会在每天上午输出全国各地未来72小时降水分布图、强降水落区热力图等可视化产品。之后结合工程运行实际进行综合研判,最终形成包含“降水时段、累计雨量、风险等级及应对建议”的结构化简报。
“我们主要分析的有三大核心要素。”王雍凯介绍说,“一是台风移动轨迹,结合副热带高压位置变化,分析它向沿海趋近的移动方向;二是强度特征,根据模型输出的最大持续风力、阵风等级及中心气压值,预判登陆时的风力等级;三是降水影响,通过强降水落区热力图,明确台风外围云系及登陆后带来的累计雨量分布,从而判断出对水网项目的影响。”
在一张张简报的背后,一套气象大模型正在背后支撑并高速运转。气象预报组应用这一大模型,融合风云卫星、多普勒雷达及观测站等多源数据,将传统模式数小时的数值运算压缩至10分钟完成,用以精准捕捉工程区域强降水的“蛛丝马迹”,在模型研判与分析预报之外,也同时实现汛情的提前预警。
2025年迎战“麦德姆”期间,气象预报组累计发布17期预报预警简报,实现了对台风路径、强度及降水影响的全过程跟踪与动态研判,为安全度汛提供了强有力的支撑。
发力模型研发 支撑数智决策
2026年3月,“攻坚天河 智海争先”的横幅悬挂在水网智科公司丽泽办公区。南水北调“天河”大模型青年突击队正在围绕水质智能感知与预警能力进行研发攻坚。
南水北调“天河”大模型发布于2025年12月,是专注服务于国内水网建设领域的人工智能大模型,也是人工智能迅猛发展的时代背景下,中国南水北调集团响应国家战略、锻造现代化水网新质生产力的关键一子。
“要在调度运维、安全监管、水质保护和经营管控等4大核心业务领域落地应用场景,必须把业务逻辑和模型能力真正打通。”,“天河”大模型青年突击队队长张楚琦说,出生于1999年的她也是这个团队最年轻的一员。
南水北调“天河”大模型青年突击队共有12人,其中超过80%来自IT专业。如何让懂IT的人也懂水利,是这个团队融合的最大问题。
为此,他们选择了最“笨”也最有效的办法:沉下去。汛期跟着防汛组开调度会,跑现场,看水势、学研判;冰期随着调度模型迭代升级,理解闸门调整的每个逻辑。用了半年的时间,这群年轻人将自己锤炼成了既精通闸门调度原理,也能熟练写代码调参数的“两栖人才”。
在南水北调“天河”大模型的众多应用场景中,“水质保护”是块难啃的骨头,传统人工镜检耗时以小时计,而南水北调“天河”大模型的目标是把这个时间缩短到秒。
样本量是需要解决的首要问题。一场“数据喂养”攻坚战就此展开。青年突击队收集了上百万张藻类图片,精细标注形态、数量、生长阶段;又将数万条藻类生态、水化学专业知识“翻译”成南水北调“天河”大模型语料,持续注入。
“它不仅要知道这是什么藻,还要知道为什么要在这里长,接下来会怎样。”南水北调“天河”大模型青年突击队技术负责人刘振兆说。
就这样,参数成倍增加,模型架构一再调整。最终南水北调“天河”大模型不仅实现了识别时间的秒级压缩,还能结合多维数据“预演”扩散趋势,生成处置预案,由此构建起水质安全的全新防线。
这还不是终点。当前,南水北调“天河”大模型青年突击队正在聚焦藻类智能识别、水质预报预警、污染扩散预演和处置预案生成四大方向展开技术攻坚,目标将南水北调“天河”大模型在水质藻类识别准确率上达到70%以上,为提供水质安全保障提供更加坚实的技术支撑。
“让更多智慧基因根植国家水网”———这句放置于水网智科公司办公区的口号,也是南水北调数智青年在人工智能深度融入行业治理这一重大时代背景下的使命所在。这支年轻的队伍,正以“闯”的精神、“创”的劲头,在打造现代化水网特色新质生产力的实践中,勾勒出充满智能与活力的青春印记。
作者:傅艺明 责编:刘乃琦



