雨季频繁、洪涝灾害频发之际，每一场洪水都是对人类社会的严峻考验，科技的力量在抗险救灾中彰显着前所未有的重要性。从精准的气象预测到高效的抢险救援，从智能化监测预警到应急响应，一系列先进的科技设备正在成为我国抗洪防汛的坚实支撑。
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。
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精准的气象预测
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。气象部门通过卫星云图、雷达监测、数值模拟等多种手段，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，为防汛决策提供科学依据。
气象预测卫星云图（亚洲地区）。图片来源：图虫创意
近期，来自中国科学院的研究团队提出了一种基于人工智能相关知识的径流洪水预测模型（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，对来自美国、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，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，以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。
研究团队最终对径流洪水预测模型（ED-DLSTM）预测效果进行评估。结果显示，在多个地区的流域中，径流洪水预测模型（ED-DLSTM）预测精度较高，进一步证明了该模型在水径流及洪水预测方面的巨大应用潜力，这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]
实时的洪灾监测
洪水来临时，实时监测是掌握灾情、指导救援的重要手段。无人机在这项工作中表现出众，凭借其灵活、高效、安全的作业特点，在洪水监测、灾情侦察、物资投送等方面发挥着重要作用。
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来源。
无人机作业概念图。图片来源：图虫创意
此外，利用多平台、多遥感器的遥感技术也可以从空间上实现对洪水的动态监测和宏观监测。遥感技术不仅能够有效监测洪水淹没范围及淹没区域的土地利用状况、重要工程破坏动态等，还能分析洪水淹没用时及水深情况。
随着物联网技术的发展，在水库、河流等关键区域安装传感器网络可以采集水位、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，水位计、雨量计、流速仪等硬件监测设备不断涌现，广泛应用于测量水位高低、记录降雨量变化及水流速度等实时监测场景。
水位计。图片来源：图虫创意
应急通信与救援装备
洪灾发生时，通讯中断往往是救援工作面临的一大难题，一系列应急通讯设备能够确保人们在极端条件下保持通讯畅通。研究者基于电磁感应原理，研制出可用于洪水发生时使用的手持扩音器，该设备通过声音采集、信号放大和音频输出等功能，在抢险救援中起到快速传递指令的作用。
研究者还研制出一款手摇报警器，可以在无电源情况下使用。通过人工转动摇柄，会逐级加速经齿轮箱传动，最终使鸣轮高速运转，提供有效警报声。该手摇报警器的声音传播距离能达到上千米，有效加快了救援速度，提高了救援效率。同时，对讲机、卫星电话等无线通信设备能够在通信中断情况下，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。
此外，各种救援装备也不断投入使用，如冲锋舟、橡皮艇等水上救援工具，以及无人机投送作业（食品、药品等应急物资投送），为灾区群众提供及时有效的帮助。
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智能搜救与排水设备
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。
此外，动力舟桥在洪水发生时也起到了关键作用。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，可有效解决涉水抢险难题，确保救援人员和物资的快速通行。
结语
科技“新利器”的创新应用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效率，提升了应急救援效果，也减轻了抢险人员的个人负担，降低了安全风险。未来，我国的抗洪防汛能力将会不断提高，以更加强大的实力保障人民群众生命财产安全。
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.
[4]罗辉.浅谈高科技手段在我国防汛工作中的应用[J].黑龙江科技信息, 2016(14):1.
策划制作
出品丨科普中国
作者丨石雾遥 生物学博士
监制丨中国科普博览
责编丨董娜娜
审校丨徐来 林林
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