“搞科研就是針對不同需求提出解決方案。”1月16日，范子武在接受《工人日報(bào)》專訪時(shí)說，“用科技解決各種水利問題，我很享受這個(gè)過程。”
范子武是南京水利科學(xué)研究院大數(shù)據(jù)與智慧水利研究中心主任、水工水力學(xué)研究所副所長。1個(gè)多月前，曾兩次獲得國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)的他再次站上領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)，獲得全國水利系統(tǒng)先進(jìn)工作者稱號(hào)。
長期從事洪澇風(fēng)險(xiǎn)管理與防洪決策、城市水力學(xué)、河湖治理與保護(hù)、智慧水利研究工作，1993年大學(xué)畢業(yè)就投身水利科研工作的范子武，在漫長的30載里與河流湖泊相伴。
夢起三峽
范子武結(jié)緣水利跟三峽工程有關(guān)。“讀高中的時(shí)候，我看到新聞?wù)f要建三峽工程，就覺得要能干水利很有意思”。
1989年，作為當(dāng)時(shí)村里第一個(gè)考出去的大學(xué)生，他如愿進(jìn)入華北水利水電大學(xué)，專業(yè)是水利水電工程建筑。
大學(xué)畢業(yè)后，范子武一頭扎進(jìn)了水利科研。起初10多年主要是做跟洪水有關(guān)的科研工作，尤其是1998年的特大洪水發(fā)生之后，亟待加強(qiáng)對于洪澇風(fēng)險(xiǎn)分析與防洪決策能力的研究。范子武開展了洪澇風(fēng)險(xiǎn)分析方法和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)研究，創(chuàng)建了水工程風(fēng)險(xiǎn)時(shí)變分析及壽命評(píng)定、服役風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警指標(biāo)和準(zhǔn)則的擬定方法，攻克了區(qū)域洪澇風(fēng)險(xiǎn)和水工程服役風(fēng)險(xiǎn)的定量評(píng)定和預(yù)警的難題，成果獲2011年度國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
這些年來，范子武也參與了一些與三峽相關(guān)的科研工作。1999年三峽建臨時(shí)船閘，他到現(xiàn)場進(jìn)行原型觀測和調(diào)試，而目前正在運(yùn)行的三峽升船機(jī)研發(fā)，他也參與了，“也算圓了夢”。
探索城市水環(huán)境治理
建大壩、防洪澇是水利領(lǐng)域的重要工作，而隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，城市水環(huán)境治理的需求日益加大。2012年，蘇州市向南京水利科學(xué)研究院求助，要解決古城區(qū)黑臭河道治理難題。
范子武記得第一次去蘇州實(shí)地考察的情景。“河流縱橫交錯(cuò)，但河道里黑乎乎的，像醬油一樣，遠(yuǎn)看還反光，臭味彌漫，行人都捂著鼻子過。”他說，水越是臟，人們越會(huì)毫無顧忌地往里扔垃圾，形成惡性循環(huán)。
春秋時(shí)期的吳國大夫伍子胥給蘇州設(shè)計(jì)了棋盤狀的水網(wǎng)結(jié)構(gòu)。過去依靠河水的自凈功能，可以實(shí)現(xiàn)暢流活水，但是隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的增加，河流不堪負(fù)荷，流不動(dòng)了。“相當(dāng)于躺平，沒有動(dòng)力了，當(dāng)時(shí)據(jù)說從楓橋的河道里扔進(jìn)去一根筷子到十多公里外的覓渡橋要花3個(gè)月，水流流速非常慢，有時(shí)幾乎不流，甚至來回往復(fù)流動(dòng)。”范子武說。
如何重塑小橋流水的江南水鄉(xiāng)？“流水不腐，要增加水動(dòng)力。”范子武介紹，他們提出了“蘇州市古城區(qū)自流活水”這一解決方案。他們在環(huán)城河選了兩個(gè)點(diǎn)，各筑一道溢流堰。北邊的水位抬高10多厘米，南邊的水位降低10多厘米，形成約30厘米的落差，水流動(dòng)起來了。
與此同時(shí)，針對蘇州城區(qū)河網(wǎng)水系復(fù)雜、水利工程眾多、閘泵堰聯(lián)合調(diào)控難度大等問題，他和團(tuán)隊(duì)采用物理模型和數(shù)學(xué)模型，配合大數(shù)據(jù)分析和人工智能等先進(jìn)技術(shù)手段，成功研制了城市河網(wǎng)區(qū)水環(huán)境聯(lián)調(diào)聯(lián)控系統(tǒng)。將蘇州市中心城區(qū)78平方公里近百座閘、泵、堰聯(lián)合成一個(gè)整體進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，就能將清潔的水源按需分配輸送至不同河段。
推進(jìn)數(shù)字水利建設(shè)
事實(shí)上，隨著長三角地區(qū)城市化進(jìn)程加快，人水爭地問題日益突出，城市河網(wǎng)水環(huán)境面臨巨大壓力。由南科院牽頭的“長三角地區(qū)城市河網(wǎng)水環(huán)境提升技術(shù)與應(yīng)用”的研究中，范子武等按照系統(tǒng)治理的總體思路開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，該項(xiàng)目的一系列創(chuàng)新成果先后應(yīng)用于G20杭州峰會(huì)核心區(qū)、中國國際進(jìn)口博覽會(huì)區(qū)域、上海中心城區(qū)、上海世博園區(qū)等區(qū)域，以及南京、寧波、常州等20多個(gè)城市的水環(huán)境治理。
范子武就是國內(nèi)最早進(jìn)行數(shù)字孿生相關(guān)研究的學(xué)者之一。范子武說，數(shù)字孿生水利就好像是虛擬與現(xiàn)實(shí)組成的一對雙胞胎，是在虛擬環(huán)境中構(gòu)建現(xiàn)實(shí)場景的數(shù)字版“克隆體”，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備、環(huán)境等多維度信息的采集、監(jiān)控和分析。
范子武帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)建立了水力學(xué)、水環(huán)境、水生態(tài)、水工程調(diào)度等一系列專業(yè)模型，探索“四預(yù)”業(yè)務(wù)多場景應(yīng)用，并利用高分遙感、無人機(jī)等新一代監(jiān)測手段，形成天空地水工一體化感知體系，在江蘇省典型水網(wǎng)、平陸運(yùn)河、雄安新區(qū)等重大水利工程項(xiàng)目建設(shè)中廣泛應(yīng)用。
“我們一直盯著國際前沿在做，下一步還要研究多模態(tài)人工智能大模型、機(jī)器人等如何運(yùn)用到數(shù)字孿生水利建設(shè)中，包括數(shù)字孿生虛擬現(xiàn)實(shí)——元宇宙了。”范子武說。
來源：工人日報(bào)
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