黄河天下——水文智能预报系统助力黄河安澜

简介

1.项目背景：水害治理面临更加严峻挑战，水文智能预报需求迫切 近年来，极端天气事件频发，洪涝问题日益凸显，国家高度重视水害治理。习近平总书记指出：“尽管黄河多年没出大的问题，但黄河水害隐患还像一把利剑悬在头上，丝毫不能放松警惕。”黄河流域水沙关系不协调、下游泥沙淤积、地上悬河问题尚未彻底解决。黄河安澜事关数亿百姓的幸福生活。 2. 核心内容：攻克传统水文模型预测精度低、预见期短的难题 单一水系区域降雨-径流建模影响因素多、非线性强，传统模型难以精确刻画。对于复杂水系区域，因不同水系紧密耦合、特征差异大，还需兼顾水系的共性与个性。对于无历史资料区域，存在无可用历史数据、相似模式建模难问题。 团队于2020年研发单站点智能预测模型，2021年首创站点群预测模型，2022年攻克无资料站点预测难题，大幅提升预测精度、延长预见期。 3. 攻关历程：五年攻关，搭建首个黄河水文智能预报系统，数据和智能算法覆盖黄河流域上中下游102个水文站点 （1）数据支撑—首创国内成体系水文大数据 团队依托空天地海一体化大数据应用技术国家工程实验室，并与黄科院合作，构建了近50年的黄河水文大数据，总量超过8TB，文件超过500万个，包含127种静态属性、15种动态属性，属性最全、覆盖规模最大、时间跨度最久。 （2）百炼成钢，大幅度突破单站点预测精度 团队从大数据中找因果，在深度架构中寻突破，探索百余模型，创新性地提出基于因果耦合的单站点智能预测模型，平均预测精度提升30.7%，预见期延长5-7天。 （3）开拓创新，首创站点群预测模型 对于水系丰富区域，不同水系紧密耦合。团队首创站点群智能预测模型，平均精度提升15.2%，实现了复杂水系稳定高效的洪水预报。 （4）勇攀高峰，攻克历史资料缺失区域预测难题 历史资料缺失区域的洪水预报是困扰水文界的重大难题。团队将专家经验与神经网络深度耦合，成功构建了无历史资料区域智能预报模型，精度提升近30%，实现了该领域的巨大突破。 4. 创新成果：19篇论文、18项专利构建坚实技术壁垒 团队成员获省部级科技进步二等奖1项、厅局级科技进步一等奖2项，发表相关论文19篇，学生一作12篇，其中SCI一区及CCF A类10篇。团队申请18项专利，6项已授权，登记2项软件著作权，构建坚实技术壁垒。团队受CCTV、新华社等主流媒体报道80余次，成果得到黄委相关单位高度肯定。