大家好！我是帥氣的小編科科~

人們在2022年8月的新聞中常常能看到這樣的畫面——河床干裂，滿目瘡痍。是非洲嗎？從遠處的大橋和高塔來看，又顯然不是。

你可能猜不到，這是德國萊茵河。8月中旬，這條歐洲經濟生命線的水位跌破了40厘米！船只幾乎無法通行，嚴重阻礙了柴油和煤炭等大宗貨物的流通。

而我國長江流域也在持續高溫下出現了“汛期反枯”的現象——連日來，受持續高溫少雨和長江上游來水偏少共同影響，我國最大的淡水湖——鄱陽湖水位持續走低，截至9月6日8時，鄱陽湖都昌站水位7.97米、星子站水位7.99米，均跌破了8米，比9月5日8時的8.15米，一天內降低了0.15米，鄱陽湖正式進入了極枯水位，湖區通江水體面積僅310平方公里。

應對氣候異常造成旱情等水文災害，我們真的只剩下呼吁節能減排、為地球降溫嗎？不！

作為專業的水科院人，我們在應對極端氣候帶來的各種“水災害”時，會用到“秘密武器”以提供分析和預測、為相關部門提供防災減災的科學決策依據！說到這里，不得不請出水科院人的“水利模型”！

模型？難道是科科心心念念的那些模型嗎？！

又或者是這些頂流威震天的“話癆之謎”嗎？

不不不！本期內容要寫的模型，可比“威震天”更厲害！

第一部分

什么是“模型”？模型大概可以分為兩種，即“數學模型”和“物理模型”兩種。

“數學模型”可以簡單地理解為是利用電腦建立的數據系統，當我們輸入某些數據后，系統通過推算得出一系列的結果，并通過模擬畫面等呈現出來，我們常見的數學模型，如天氣預報。

“物理模型”，簡單來說就是用“微縮”的手段，把現實中的事物制作出來，在這一點上，手辦玩具也是“物理模型”的一種。

本期內容要寫的“模型”是我們廣東水科院人打造的水利科研“重器”——珠江三角洲及河口整體物理與數學模型（下文簡稱“數學模型”或“物理模型”）。

第二部分

先從“物理模型”看看這“重器”有多猛！

在模型玩家中有這樣一個不成文的規定，即如何衡量一個“模型”的珍藏意義以及價值所在，分為如下幾個維度——大（大小程度）、精（精致程度）、限（限量發行）、手（是否手辦），而水科院人“玩”的這個物理模型，就符合了高價值的全部定義！大！而且是“純手辦”！

模型位于廣東清遠飛來峽水利樞紐右岸，建成后占地總面積約100畝（約等于6.66萬平方米）！對的，不是666平方米！而是66666平方米！

一個標準的足球場面積為7100平方米左右，而這個模型，相當于9個標準足球場的大??！


模型占地面積是上圖中標準足球場面積的“9倍”當然，這并不是一個“靜（擺）態（設）模型”，而是“超級先進”的“動態系統”——設有專用的動力系統、水循環系統、自動生潮系統、水動力監測系統等?！澳Ｐ汀币幻媸溃湍孟铝藥讉€世界紀錄——世界上規模最大、技術最復雜的網河河口潮流物理模型；世界上平面比尺足最大、模型變率最小的珠江河口整體模型；模型模擬了網河區河道95條，總長度1600余公里，模擬范圍近1.4萬平方公里！

第三部分

介紹完“物理模型”，又怎能少了更炫酷的“數學模型”呢！

珠三角網河及河口區三維數學模型的研究始于2010年，在原有的一維、一二維聯解模型基礎上不斷發展完善并持續運行，發揮重要作用。

該數學模型發展到今天已經是“3.0”版本，成功耦合了咸潮、水生態、風暴潮等模塊，使水科院人對研究河口、近岸海洋的水問題具備更先進的手段。

第三代數學模型范圍示意圖

珠江河口整體物理模型與數學模型的建成及應用，為水利防災減災、水資源利用、水生態環境建設以及航道工程、港口碼頭工程、近岸海洋工程、其他交通和能源等基礎設施建設解決前瞻性、戰略性、全局性涉水技術提供了重要科研平臺，對建設國際一流的河口水利工程實驗室具有里程碑意義。

北江大堤

珠三角水資源配置工程


韓江高陂水利樞紐工程

第四部分

“紙上的科普”說了這么多下面我們就來進入各位最關心的“實戰”環節

（1）精準預報臺風“馬鞍”風暴潮

基于數學模型的珠江河口風暴潮數值預報系統，咱們水科院人精準預報臺風“馬鞍”風暴潮過程！

在珠江河口三維水動力數學模型基礎上，水科院人耦合臺風數值預報的風場，綜合考慮臺風、徑流、潮汐、波浪等多種動力因子的耦合作用，建立了珠江河口風暴潮數值預報系統。

系統目前每天進行兩次預報，提供未來72小時臺風風場、潮位、增水、波浪等要素的預報產品哦！

（2）為抗旱防咸保供水工作提供決策支持

2020年秋天，東莞市面臨著咸潮上溯的風險，水科院依托珠江三角洲咸潮模型，研發基于實測數據與模型模擬計算相融合的人工智能咸潮實時預報模型，實現了東江咸潮的實時滾動預測預報，集成開發了預報系統，實時將預報成果推送到相關業務部門，為東莞市抗旱防咸保供水工作提供決策支持。

數學模型模擬的咸潮動態圖

通過借助大范圍、高精度數學模型對提出的抑咸工程措施有效性進行論證分析，提出了應對咸潮的精細化取水調度方案。


珠江三角洲咸潮模擬模型范圍及模擬結果（剖面）


珠江三角洲咸潮在線實時預報系統

科研制勝 ，水科利民。這個“水利科研重器”的多項創新性成果，為珠江三角洲水利工程提供了科學有效的技術支撐、做出了重大貢獻。一項項重大技術的創新、一座座水利工程的興建，都離不開水科院人的辛勤付出！感謝你們！

來源: 粵水科普