近日,水利部发布2025年度成熟适用水利科技成果推广清单,清华大学6项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。
冰湖堰塞湖多源遥感协同监测与灾害预警技术(清单序号5)
面向青藏高原复杂环境下冰湖与堰塞湖的监测预警需求,龙笛教授水圈感测与人工智能科研团队研发了冰湖堰塞湖多源遥感协同监测与灾害预警技术。该技术构建了具有自主知识产权的多源遥感协同监测技术体系,将冰湖与堰塞湖水位反演的系统偏差从米级降低至厘米级,且具备日/周频次的水域面积高分辨率动态监测能力,实现了对冰湖与堰塞湖的“形成–扩张‒溃决”过程监测预警。
该技术已应用于雅江堰塞湖险情监测、吉翁错冰湖溃决应急研判、色林错湖泊漫溢处置、可可西里湖泊群溢流风险评估等多个典型灾害应对场景,通过获取堰塞水位、溃决库容、漫溢路径与下泄流量等关键指标,为早期预警与应急响应提供了数据支撑。该技术降低了缺资料高寒区的冰湖与堰塞湖监测成本,提升了溃决与漫溢灾害的防御能力,并可为重大工程建设和安全运维提供关键技术支持。

团队介绍
水圈感测与人工智能团队负责人为龙笛教授,该团队的主要攻关任务为融合多源遥感、物理模型及AI,突破多源异构数据时空分辨率和连续性的内在矛盾,构建冰冻圈-水圈耦合系统变量的动态监测、模拟和预测体系,揭示复杂变化环境下水循环演变机理,为国家水网建设运行、重大水利工程安全、水旱灾害防御等提供重要理论和技术支撑。
堆石混凝土坝建造智能管控系统(清单序号19)
聚焦堆石混凝土坝施工过程中,堆石入仓、自密实混凝土生产-运输-浇筑、层面处理及温控防裂等关键环节,大型水电工程安全运维科研团队首席科学家金峰教授牵头研发了堆石混凝土坝建造智能管控系统。
该系统融合多元感知、物联网、人工智能等新技术,开发了堆石混凝土专用数智化质量管控装备,形成了集成软、硬件设备的堆石混凝土坝建造智能管控成套解决方案,具有原创知识产权,实现了大坝建设质量与进度的全面感知、智能分析与预警馈控,为堆石混凝土坝的快速高质量建设提供了重要保障,为我国原创筑坝技术体系发展与国际推广提供了有力支撑,社会经济效益显著,具有广阔的推广应用前景。

团队介绍
大型水电工程安全运维团队负责人为王进廷教授,团队首席科学家为金峰教授,该团队的主要攻关任务为面向国家水能战略安全,创建大型水电工程全时域安全运维理论,突破高坝绿色智能建设材料与技术,支撑国家重大水电工程韧性提升。
声波增雨非常规水资源利用技术(清单序号55)
清华大学和青海大学空中水资源研究团队自2015年以来长期开展空中水资源理论研究和声波增雨技术研发。面向生态保护、沙戈荒治理、水库增蓄、地下水回补等水资源需求,研发了声波增雨非常规水资源利用技术,并定型增雨装备。
该技术提出了空中水资源理论和定量评价方法,揭示了声波增雨的微观物理机理和声波-云层耦合作用条件,研发了气动旋笛-谐振喇叭低频高强声源技术,构建了一种利用空中水资源的有效技术手段。与传统增雨作业方式相比,具有低门槛、低成本、无化学污染、影响区明确等优势,可通过空中、地表、地下水资源耦合利用缓解局部水资源不足的困境。
声波增雨装备由综合控制系统、旋笛发声器、谐振喇叭、空气压缩机等部分组成,喇叭出口声强达150分贝。近年野外验证试验表明,单台设备的声波增雨影响范围约100平方公里,影响范围内的增雨比例可达20%以上。

大规模高精度数字河网提取与统一编码(清单序号85)
流域数字河网是流域数字化管理与数字孪生流域的数据底板,为提取管理大规模河网数据,李铁键副研究员河网平台科研团队与东莞理工学院联合研发了大规模高精度数字河网提取与统一编码技术。
该技术基于时间复杂度为O(N*Log(N))的最小代价路径搜索算法,实现了河网高效提取。提出避免填洼预处理的流向判断与障碍穿越算法,提高河网提取精度;研发基于地貌参数变点检测的沟头逐一识别算法,保障河网单元尺度合理;并同步实现全球河网统一编码、河流级别分级矢量化与地形参数统计。
团队以该技术为基础提取了基于10米级分辨率DEM数据的新版全球河网数据集,开发了全球河网的在线可视化与数据分析平台(https://river-eslab.dgut.edu.cn)并提供数据共享,可为数字孪生流域数据底板构建、流域管理、水文模拟等提供全方位河网数据。

团队介绍
以上两项为水利系空中水资源研究团队和水圈国重河网平台科研团队的研发成果,团队主要成员为钟德钰教授、魏加华教授、黄跃飞教授、李铁键副研究员等,团队的主要研究任务为水圈科学基础理论研究、基于声波增雨的空中水资源利用技术研发、全球河网平台建设等。
阅读全文:http://www.mwr.gov.cn/zwgk/gknr/202512/t20251212_2094928.html