“智能小站”，科技賦能提升水庫運管效能

水庫是防汛減災的前沿陣地，是水資源保護與配置的頂端工程。廣東省共有中型水庫337宗，小型水庫7545宗，這些中小型水庫的安全高效運行直接關系到區(qū)域防洪安全和水資源保障。

近年來，我省分批對病險水庫進行了除險加固，大幅提升了結構安全性；同時，投入大量資金安裝了“三/四要素”等監(jiān)測設施，實現(xiàn)了實時監(jiān)測功能，顯著增強了水庫信息化管理基礎和應急響應能力。隨著水庫管理需求的不斷提高，加強精細化管理、提升中長時效定量化降水預報能力，以及推進防洪調度的智能化，已成為進一步完善水庫運行管理的重要方向。

為此我院智慧水利所技術團隊在院副總工張從聯(lián)帶領下，攜手省氣象臺和數(shù)鵬通公司，歷經(jīng)兩年攻關，在廣東省水利科技創(chuàng)新項目的資助下，成功研發(fā)了一套融合水利、氣象、計算機等多領域最新模型算法的綜合性產(chǎn)品水庫智能小站。

這一產(chǎn)品集成了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和邊緣計算等新一代信息技術，專為中小型水庫的監(jiān)測監(jiān)管、預報預警等應用場景設計，提供了一體化的業(yè)務解決方案。

**項目期間團隊取得了豐碩成果：**累計發(fā)表論文14篇、獲得授權專利4項、軟著5項，培養(yǎng)了8名工程師、4名高級工程師和2名博士后。

10月15日，該項目以**“A級-優(yōu)秀”**的成績通過了廣東省水利廳組織的結題驗收，驗收專家一致認為該項目產(chǎn)品“智能小站”具有標準化、智能化、低成本、易推廣等特點，對于水利行業(yè)的強監(jiān)管、控風險有著顯著的推動作用，在水庫預報調度及智能監(jiān)管等領域具有良好推廣應用前景。項目成果內(nèi)容豐富，全面達到合同考核指標要求，有效助力中小型水庫信息化建設與智慧水利發(fā)展。

該項研究在水庫的長預見期定量降雨預報、高精度入庫洪水預報、動態(tài)水庫防洪調度、智能化水庫監(jiān)管等方面取得突破性成果：引入雙偏振雷達技術，結合廣東本地化雨滴譜，開發(fā)出精準度提升約20%的定量降水估測方法（HCA-QPE）。通過主客觀降水融合，為試點水庫提供未來10日的降水預報（2023年9月試運行），填補了中小型水庫長時效定量降水預報的空白，有效延長預見期，為防洪調度和水資源管理提供了有力支撐。

針對中小型水庫出入庫流量數(shù)據(jù)監(jiān)測和預測困難的問題，集成TOPMODEL、新安江、LSTM等模型，創(chuàng)新性提出了基于

多模型優(yōu)勢互補的耦合方案，修正物理過程模型的系統(tǒng)性誤差。在黃龍帶水庫的試點應用中，耦合模型顯著提升了模型精度，為水庫科學調度提供了有力支持。

研發(fā)的分級預泄優(yōu)化調度算法充分結合未來水雨情預報，通過優(yōu)化計算合理設置各級預泄參數(shù)，增強了調度的靈活性，并有效降低了操作風險，使動態(tài)水庫調度更加智能化、應急響應更加高效。在提高調度效率的同時，方案兼顧了經(jīng)濟效益與工程安全性，為水庫的科學化管理提供了重要支撐。

研發(fā)的水庫智能邊緣網(wǎng)關內(nèi)嵌高算力芯片和AI模型庫，能夠高效采集管轄范圍內(nèi)的視頻圖像數(shù)據(jù)，并通過大數(shù)據(jù)分析與圖像識別技術，持續(xù)優(yōu)化算法模型，形成自主學習閉環(huán)。

目前共實現(xiàn)了水位線、漂浮物、大壩雜草、周界安全、水質、拋投垃圾等6類場景的智能識別和實時風險報警提示，支持7×24小時在線監(jiān)管，實時監(jiān)測預警，大幅降低人工監(jiān)管成本，推動水庫工程管理邁向智能化。

集成以上研究成果，集成研發(fā)了一套水庫智能小站產(chǎn)品，集成了水庫智能小站系統(tǒng)平臺。

2023年9月以來，“水庫智能小站”已陸續(xù)在清遠市銀盞水庫、大秦水庫和廣州市黃龍帶水庫進行了試點應用，效果顯著。下一步我院對該成果進行優(yōu)化后，擴大推廣應用范圍，助力廣東水利高質量發(fā)展，為粵港澳大灣區(qū)的防洪安全和水資源保證等提供強有力的保障。