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祝贺丨课题组田富强老师团队科研成果入选水利部2025年度成熟适用水利科技成果推广清单
发表时间:2025-12-26
近日,水利部发布2025年度成熟适用水利科技成果推广清单,田富强老师团队科研成果入选该名单。
 
基于水文水动力耦合模拟的洪水模型(清单序号3
 
水文水动力模型是洪水预报的核心,其准确性、时效性与预见期需同步满足防汛决策需求。针对这些需求,田富强教授极端暴雨与城市韧性科研团队研发了基于水文水动力耦合模拟的洪水模型技术。
 
该技术围绕模型机制、计算加速与高效建模形成系统创新:一是构建水文水动力精准耦合模型,基于不同气候区与水文地质条件下的产流规律,以浅层/深层地下水替代自由水库,融入风化层储水阈值与纵向补给机制,反映非线性与阈值效应,并通过全域二维耦合实现暴雨洪涝过程协同模拟。二是发展基于GPU并行与神经网络的模型加速技术,提出面向非结构网格的多GPU并行计算与智能代理模型,并构建“全域分区并行计算-关键区域超分辨率计算”分级智能计算框架,实现较传统CPU提速超过5000倍。三是研发高效建模工具,包括自动流域提取、参数优化、三角网格分级离散与分区并行建模,可在2小时内完成200km2面积的精细化水文水动力耦合洪水预报模型构建。
 

 

 

 

基于测雨雷达的定量降雨估算和临近预报技术(清单序号7
 
精准雨情是实现洪水预报的必要条件,极端暴雨与城市韧性科研团队首席科学家倪广恒教授牵头,联合中国科学院地理科学与资源研究所研发了基于测雨雷达的定量降雨估算和临近预报技术。该技术面向测雨雷达定量降雨估算和临近预报中数据质控、空间模糊与时序消散等难题,构建了高质量降雨反演与预报体系,实现了100米、6分钟分辨率、外推2小时的降雨预报,综合均方根误差低于5毫米。
 
主要成果包括:提出基于空洞卷积与自注意机制的DSA-UNet,有效填补地形遮挡导致的雷达缺测;构建融合全变量雷达观测与地形因子的端到端定量降雨估计模型,并通过预训练-微调策略实现跨区域迁移;提出注意力生成对抗网络AGAN及空间变异性表征增强算法SVRE,显著缓解空间模糊与时序消散;进一步融合温湿度、位势高度及风场等多源动力-热力学变量,有效提升复杂时序演化动态的降雨事件预报技巧。

 

 

 

 

团队介绍
极端暴雨与城乡韧性团队团队负责人为田富强教授,团队首席科学家为倪广恒教授,该团队的主要攻关任务为揭示气候变化和强人类活动影响下暴雨洪水形成机理,研发复杂剧变条件下流域水系统的无人智能建模范式和技术体系,构建包括城市和山洪沟等重点区域的全流域洪水监测和预报预警系统。
 
 

 
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