出品：科普中国

作者：石雾遥（生物学博士）

监制：中国科普博览

近日，雨季频繁、洪涝灾害频发，每一场洪水都是对人类社会的严峻考验，科技的力量正以前所未有的方式彰显其重要性。从精准的气象预测到高效的抢险救援，从智能的监测预警到快速的应急响应，一系列先进的科技设备正成为我国抗洪防汛的坚实后盾。让我们一起走进这些科技新利器的世界，了解它们是如何在抗洪防汛中发挥重要作用的。

洪水

（图片来源：veer图库）

精准的气象预测

在洪灾来临之前，精准的气象预测是防灾减灾的第一道防线。近年来，随着大数据、人工智能等技术的飞速发展，我国的气象预测能力实现了质的飞跃。通过卫星云图、雷达监测、数值模拟等多种手段，气象部门能够实时捕捉云层动态、降水分布等关键信息，为气象预报提供丰富的数据支持。

同时，超级计算机通过复杂的数学模型和算法，对海量气象数据进行处理和分析，预测未来几天甚至数周的降雨趋势和洪水发生概率，为防汛决策提供了科学依据。

卫星云图

（图片来源：veer图库）

近期，来自中国科学院的研究团队基于人工智能相关知识提出了一种径流洪水预测模型（ED-DLSTM）进行洪水灾害前预测。该模型通过编码流域静态属性和气象驱动，利用来自美国、英国、加拿大等全球各地超过2000个水文站的数据进行模型训练，最终得到从动态时间序列到区域静态属性下观测流量的映射关系，旨在解决全球范围内有监测数据流域和无监测数据流域的径流预测问题。

研究团队最终对ED-DLSTM模型预测效果进行了评估。结果显示，在多个地区的流域中，ED-DLSTM模型的预测精度较高，证明了该模型在水径流及洪水预测方面的巨大潜力，对降低洪水灾害风险至关重要。

ED-DLSTM模型预测效果概念图

（图片来源：参考文献1）

洪灾情况实时监测

当洪水来袭时，实时监测成为掌握灾情、指导救援的重要手段。无人机作为其中的佼佼者，凭借其灵活、高效、安全的特点，在洪水监测、灾情侦察、物资投送等方面发挥了重要作用。

在浑浊的洪水中，无人机可以清晰地拍摄到下方的地形地貌，实时传输给后方指挥中心，帮助工作人员了解灾区情况。同时，无人机还可以搭载各种传感器和设备，对水质、流速等关键参数进行实时监测，为科学决策提供依据。

无人机设备

（图片来源：veer图库）

此外，利用多平台、多遥感器的遥感技术可以从空间上实现对洪水的动态、宏观监测。遥感技术不仅能够有效地监测洪水淹没范围及淹没区的土地利用状况、重要工程的破坏等，还可以分析洪水淹没用时及水深。

随着物联网技术的发展，也能在水库、河流等关键区域安装传感器网络来实时采集水位、降雨量等关键数据，并通过无线通信技术实时传输至云平台，实现远程监控和数据分析。同时，硬件监测设备不断涌现。水位计、雨量计、流速仪等广泛用于实时测量水位高低、记录降雨量的变化情况及水流速度等。

水位计

（图片来源：veer图库）

应急通信与救援装备

在洪灾发生时，通讯中断往往是救援工作面临的一大难题。为此，一系列应急通讯设备确保人们在极端条件下也能保持通讯畅通。研究者基于电磁感应原理研制出在洪水发生时可以使用的手持扩音器。通过声音采集、信号放大和音频输出等部分在抢险救援中起到了快速传递指令的作用。

此外，研究者研制出在洪水发生无电源情况下可以使用的手摇报警器。通过人工转动摇柄，经齿轮箱的传动逐级加速，最终使鸣轮高速运转提供有效的警报声，声音传播距离能达到上千米，能有效地加快救援速度，提高救援效率。同时，对讲机、卫星电话等无线通信设备能够在洪水导致的通信中断情况下，保持救援队伍之间的通讯联系，确保指令的准确传达和信息的及时反馈。

各种救援装备也迅速投入使用，如冲锋舟、橡皮艇等水上救援工具，以及无人机投送的食品、药品等应急物资，为灾区群众提供了及时有效的帮助。

洪水救援

（图片来源：veer图库）

智能搜救与排水设备

在救援阶段，智能搜救设备和排水设备成为抗洪抢险的重要力量。智能搜救机器人能够进入危险区域，搜寻被困人员并传输实时画面，为救援人员提供精确指引。

此外，我国科学家成功研制出龙吸水排水车。该车由母车与子车构成，子车可以通过遥控操纵自动吸水外排，人员无需下水即可进行排水作业，每小时抽排水量可达上千立方米，可以有效降低灾区水位，为救援工作创造有利条件。

动力舟桥在洪水发生时也起到了关键的作用。它是一种有动力的应急浮船，由河中舟及岸边舟组装拼接而成，可快速架设成各种形式的浮式结构，能抵抗较大流速的水流冲击，有效解决了涉水抢险难题，确保救援人员和物资的快速通行。

水下机器人

（图片来源：veer图库）

排水管

（图片来源：veer图库）

结语

科技新利器的广泛应用和不断创新为我国的抗洪防汛工作提供了强有力的支撑。它们不仅提高了防洪抢险的效率和效果，也减轻了抢险人员的负担和风险。在未来，随着科技的不断发展和进步，相信我国的抗洪防汛能力将会更加强大和完善，为人民群众的生命财产安全提供更加坚实的保障！

参考文献：

1.Binlan Zhang, Chaojun Ouyang, Peng Cui, Qingsong Xu, Dongpo Wang, Fei Zhang, Zhong Li, Linfeng Fan, Marco Lovati, Yanling Liu, Qianqian Zhang, Deep learning for cross-region streamflow and flood forecasting at a global scale, The Innovation, Volume 5, Issue 3, 2024, 100617.

2.吕素娜,薛思涵,谢婷,等.哨兵一号SAR数据在鄱阳湖洪涝灾害监测中的应用[J].卫星应用, 2021, 000(008):51-55.

3.张伟华,黄风光.无人机技术在卫河洪水防御中的应用及发展研究[J].海河水利, 2022(S01):94-97.

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来源: 中国科普博览

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