河南
大象新闻记者 赵北 通讯员 徐腾飞
为筑牢黄河流域水旱灾害防御智慧防线，6月13日，黄河水利科学研究院在郑州“模型黄河”基地开展2025年度黄河下游洪水预演试验，以科技赋能防汛决策，为守护母亲河安澜提供精准支撑。
洪水模拟：科学预演大洪水场景
根据水文气象部门预测，今年黄河中下游降水偏多，其中，黄河中下游的三门峡至花园口区间偏多1成，黄河下游偏多2~5成。本次洪水预演试验选择 “82.8”型洪水为蓝本，并叠加局地强降雨，在充分考虑现有黄河干支流水库调节能力、花园口水文站最大洪峰流量达到11785立方米每秒的情况下进行模拟试验。
王 敏 黄河水利科学研究院 副院长
“这样一个洪峰，在黄河下游局部河段是要漫滩的。黄河下游滩区还有上百万人处于洪水风险区，同时支流伊洛河下游夹滩区域也有十余万人处于洪水风险之中，一旦洪水漫滩对老百姓生产生活将会带来巨大的损失。”黄河水利科学研究院副院长王敏强调，“本次试验，就是模拟在这种洪水情景下，黄河下游的洪水演进、河势变化、工情险情，以及漫滩洪水淹没情况，为防汛决策提供科技支撑。”
模型黄河：治黄科技的“演练平台”
“黄河是世界上最为复杂难治的河流之一，水少沙多、水沙关系不协调，河情特殊、矛盾多重，很多黄河的自然规律目前还未被完全掌握。”王敏表示：“在制定黄河保护治理的各种方案时，需要通过原型黄河、模型黄河、数字孪生黄河构成的‘三条黄河’，形成科学决策场，通过‘三条黄河’联动，来寻求最优方案。”
试验大厅内，“黄河下游动床模型”按1:600水平比尺、1:60垂直比尺构建，800米长的模型精准复现黄河下游299公里长的游荡性河段和165公里长的过渡性河段。这是黄河下游河道游荡摆动最大、冲淤演变最复杂、悬河形势最严峻、滩区人口最密集的河段，也是防洪威胁最大、最难治理的河段。通过物理模型反演洪水演进与河床冲淤，科研人员可对河势变化、工情险情、滩区淹没等情况进行预判，为实战部署提供技术锚点。
模型黄河为黄河保护治理研究提供了直观的试验平台。在河道工程布局、水库调度等研究时，由于影响因素复杂交织，要想揭示蕴含的内在规律，就必须通过模型黄河进行单因子“剥离”，通过模型试验，挖掘出各要素之间的内在科学关系。
另外，模型黄河还可以弥补原型黄河和数字孪生黄河对某些参数无法测验和率定的不足，增强对原型黄河问题的预测性和前瞻性，利用现代科技确保黄河安澜。“模型黄河”是黄河保护治理科技创新不可或缺的重要研究平台，也是保护治理方案优化比选的重要实测平台，发挥着不可或缺的支撑作用。
智能跃迁：技术升级赋能智慧防汛
2024年开始，黄河水利科学研究院运用现代数字、智能、测验、感知、信息技术，对黄河下游河道模型进行了升级改造，一批“硬核”技术让多沙河流动床模型测控实现质的飞跃：
·国内首创嵌入式PLC自动控制加沙系统，实现模型进口含沙量的自动控制。
·河势流场监控系统采用PIV测速算法，实现无示踪粒子情况下表面流场实时监测和河势智能识别。
·自主研发国内首台河工模型人工智能地形制作设备，实现河道地形制作机械化，大幅提升制作效率和精度。
·采用雷达测距和AI视觉算法研制的雷达水位计，测量精度显著提高。
·水下地形仪实现了高含沙洪水场景下水沙界面的精准测量，在线含沙量测量设备实现了模型含沙量的实时在线监测。
·自主研发模型黄河智慧平台，采用数字孪生技术，初步实现“三条黄河”联动和测控数据的多维成果展示。
曹永涛 黄河水利科学研究院泥沙研究所所长
“通过一年来的升级改造，基本实现了试验过程各要素数据采集的数字化、信息传输存储的网络化、模型测控管理和数据分析应用的智能化。”黄河水利科学研究院泥沙研究所所长曹永涛介绍，“本年度洪水预演试验目的，除常规的洪水演进和河势演变、工情险情预测外，还要对《黄河下游河道模型升级改造》项目建设的各项设备进行全面运行检验，我们安排技术人员在一些典型位置进行常规测验，与新设备观测数据进行系统比测，为下一步设备的常态化运用奠定基础。”
当高精度物理模型与数字孪生技术深度耦合，郑州“模型黄河”正蜕变为黄河防洪的“超级大脑”，这是一场科技与洪水的博弈，更是守护沿黄千百万群众安宁的坚实防线。
审核：卢超峰
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