简 报
第4期
共青团港口海岸与近海工程学院委员会 2022年8月15日
编者按：暑假期间，港口海岸与近海工程学院学生深入全国各地开展理论宣讲、校友寻访、发展成就观察、党史学习、乡村振兴实践、志愿服务公益、创业创新实践、基层就业实践等实践活动，通过现场调研、实地考察、线上调研、座谈交流、问卷调查等方式围绕“喜迎二十大、永远跟党走、奋进新征程”主题开展社会实践。在社会实践中受教育、长才干、作贡献，以实际行动为迎接党的二十大胜利召开贡献河海智慧、凝聚河海力量。
智“汇”黄河启新篇，传承精神保安澜
——港航院本科生实践团赴黄河委员会开展数字孪生黄河技术成就观察实践
习近平总书记在郑州考察时指出，“70年来，党领导人民开创了治黄事业新篇章，创造了黄河岁岁安澜的历史奇迹。一定要把黄河治理好，让黄河造福人民”。每年的七月下旬与八月上旬都是黄河防汛的关键期，为充分领悟习近平总书记的讲话精神，由河海大学港口海岸与近海工程学院师生组成的河南郑州数字孪生黄河平台的防汛应用调研团，在辅导员王恒星的带领下赴水利部黄河水利委员会总部所在地郑州市开展暑期大学生“三下乡”社会实践。通过实地参观、讲解演示、现场操作等方式，了解黄河的前世今生和未来，探究数字孪生技术在黄河防汛领域的应用，感悟古今中华儿女的治水精神。
8月5日至9日，实践团跟随总书记的脚步前往黄河国家地质公园临河广场、黄河博物馆、花园口水文站、模型黄河基地、数字孪生黄河工场、黄河水利委员会防御局，追寻黄河奔涌向前的脚步，探寻这条孕育中华文明的母亲河的治水新篇。
寻根探源，体悟先人治黄精神
黄河哺育了中华儿女，而千百年来面对素来“善决、善淤、善徙”的黄河，人们也在不断地探索着黄河治理之路。跟随着习近平总书记的脚步，实践团来到了世界上成立最早的江河博物馆——黄河博物馆。在博物馆讲解员的带领下，实践团成员们不仅了解到黄河下游“宽、散、浅、乱”的水文特征，还沿着蜿蜒曲折的河道回溯黄河悠久的治水历程，从明朝潘季驯“束水攻沙”，到民国李仪祉的“上中下游综合治理”，从当代的“上拦下排，两岸分滞”“维持黄河健康生命”到“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路。追寻先人足迹，实践团成员们感悟到了在同黄河水患的斗争中，中华儿女勇往直前、百折不挠，奋勇拼搏的民族精神。
图一 黄河博物馆讲解员向成员们介绍治黄史
科学防汛，探究今人治河气象
被称为防汛“前哨”的水文站是数字孪生黄河平台地板数据的重要来源地。而作为黄河进入下游平原的第一站，花园口水文站在黄河流域水文预报、防汛防灾等方面发挥着重要的作用。“有了精准测流，才能提供准确的水情信息，也才能实现水库的精准调度和防汛决策”，在花园口水文站，站长张振勇为实践团成员们介绍了三种流量实测方法，一是在郑州黄河公路大桥上安装了5个雷达在线测流系统，24小时固定监测流速，在线实时传送数据；二是当黄河流量在5500立方米每秒以下、每立方米含沙量15公斤以下时，采用ADCP流量测验法；三是在流量较大、含沙量较高的情况下，利用流速仪进行多船联测，这也是最传统最可靠的实测方法。泥沙室中，工作人员向实践团成员们展示了简易法测含沙量，成员们动手操作，在实践中增长见识本领。
图二 花园口水文站工作人员演示简易法测含沙量
模型黄河，探寻黄河治理的前生今世
实践团成员们来到位于郑州北郊的模型黄河基地，基地的一号试验厅按照水平比尺1:600、垂直比尺1:60的比例，主要模拟了从小浪底至陶城铺的黄河下游河道模型。据基地管理科科长董志介绍，模型黄河主要是通过对“原型黄河”所反映的自然现象进行反演、模拟和试验，从而揭示“原型黄河”内在规律，为“原型黄河”提供治理开发方案，为“数字黄河”工程建设提供物理参数。
水工实验厅中，成员们遇到了正在进行模拟试验的罗教授一行人，罗教授介绍道，他们正在进行的是九峰山抽水蓄能站工程上水库导水洞水工模型试验，通过模型试验的方法，为工程建设寻求最优的建造方案。
图三 在模型黄河实验室罗教授介绍试验设备
数字赋能，谱写未来治水新篇
“十四五”规划中强调要建设数字孪生黄河，实践团一行人来到黄科院数字孪生黄河工场，在与黄科院信息中心综合部部长吴丹、智河工程技术有限公司市场部副总经理陈景瑞等人的座谈中了解到，数字孪生技术在“十二五”首次提出，“十四五”进一步完善。数字孪生技术是将物理与虚拟达成链接，通过数据积累、智能匹配，对实体世界进行预知与预报。陈景瑞副总经理说，他们目前缺少的正是“知水利，懂业务，掌握信息智能核心技术”的综合型人才。
图四 在黄河数字工厂高级工程师李冰为实践团成员答疑解惑
座谈调研，学习江河湖海治理之术
水旱灾害防御是数字孪生黄河的重点业务，实践团成员们前往水利部黄河水利委员会水旱灾害防御局，了解数字孪生黄河的具体应用。据防御局调度处处长祝杰介绍，上半年黄委已完成了黄河中下游防汛会商预演系统的1.0版本设计。根据应用中心副主任李长松的介绍演示，该系统涵盖黄河中下游 “天气”“水情”“水库调度”“遥感解译”“工程险情”“洪水风险”等方面信息，可全方位实时掌控黄河下游情况，是“对真实黄河的虚拟解释”。
吉晓红副处长强调道，“黄河宁，天下平”，黄河治理最基本的功能一是防洪，二是水资源调配。“十四五”规划中强调要建设数字孪生黄河，大数据与人工智能赋予了黄河数字的生命，减轻人员管理的工作压力，将水利行业引领向更高的层次平台。大数据与人工智能赋予了黄河数字的生命，治水的信息化、数字化是一个长期工程，需要通过一点一滴的积累，从而逐渐靠近数字孪生，智慧水利的目标。
图五 黄委水旱灾害防御局祝杰处长讲话
习近平总书记在2022年的新年贺词中讲到，“黄河安澜是中华儿女的共同期盼”，正是由于一代代水利人的辛勤付出才能确保黄河岁岁安澜。通过本次社会实践，成员们了解了黄河悠久的治河史，感受了新科技对于黄河治理的巨大帮助，同时也体会到水利人不断创新进取的精神，意识到了水利行业新的发展前景，更渴望成为发扬“忠诚、干净、担当，科学、求实、创新”新时代水利精神的水利新生力量。
图六 实践团成员于数字孪生黄河工场前合影
治水在当今，功利留千古
——秦淮河生态保护治理发展成就观察
秦淮河是南京市最大的地区性河流，历史上，其航运、灌溉作用，孕育了南京古老文明，被称为南京的母亲河，也是“中国第一历史文化名河”。秦淮河流域的地貌以丘陵、岗地为主，山谷浅面蓄水能力差，每逢暴雨，汇水快而来水猛，常发生水灾水患。2022年7月15日至21日，河海大学港航院“秦淮河生态保护治理调研队”，对南京市内秦淮河多个流段进行实地调研，探究秦淮河生态保护治理方面的治水战略及其发展成就。
前期准备，科学规划
调研团通过前期资料收集，专业教师指导，了解了秦淮河流域的基本情况，并针对流域基本情况制定实践计划。秦淮河流域的地貌以丘陵、岗地为主。山谷浅面蓄水能力差。每逢暴雨，汇水快而来水猛，腹地的滞洪能力又弱，汛期时，河网水位要高出圩区田面2－3米，下游河道浅而窄，又桥梁众多，束水严重，洪水出路不足，易泛滥成灾，严重威胁工农业生产和机场、铁路、公路、城乡人民的安全。历史上秦淮河流域曾发生多次水灾、旱灾，新中国成立以来发生最严重的一次水灾属1954年突发大水，导致受灾农田39.3万亩，倒塌房屋22800间，减产粮食1亿斤，严重危害人民的生活生存。
实地调研，探寻治水成效
调查队分别来到江宁区秦淮新河、三岔河口边、武定门、将军山、中华门、夫子庙、河定桥附近，对周围的植被、水质、空气包括水利设施和周边的环境等进行观察和监测。这些地方普遍植被覆盖率高、水汽丰富，温度也相对适宜。不但空气清新，水面、河边没有异味，噪音也较小。秦淮河相关水利建设对周边生态环境有重要影响，如武定门闸通过切断污染源、引江换水策略及生态治理、雨污分流等步骤进行污水处理，有效提升水质；三岔河口闸和武定门闸能够抬高、控制秦淮河水位，使秦淮河河道有足够水量形成自我净化的生态条件，促进秦淮生态自然修复。
团队在秦淮河旁合照 将军山旁秦淮河支流景色
综合治理，发挥流域多重功能
经调查发现，秦淮河的工程建设不仅改变了生态环境，对周边居民的日常生活也有巨大影响。三岔河口河岸建设有市民公园和健身步道，非常适合晨练或者夜跑，为市民们提供了健身娱乐的场所。在三岔河口还有著名的水利枢纽，加上优美的环境和开阔的视野，这里不但吸引周边居民，也吸引了更远处的市民和旅客驱车前来参观。梅雨季节，秦淮河面对强降雨、上游河道汇水、中游圩区排涝三重压力，秦淮新河闸、武定门闸作为秦淮河流域两座洪水入江口门枢纽，两闸全力行洪，将东山水位控制在警戒水位以下。
中华门附近秦淮河支流 团队成员在秦淮新河进行调研
“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”是习近平总书记关于治水系列重要讲话的思想主线，是逻辑严密的治水理论体系，是新发展理念在治水领域的集中体现。秦淮河在建设过程中，党和国家充分考虑到了生态建设、水资源开发利用以及水利建设对人民生活的影响，把人民放在首位，高度重视生态保护。综合分析我们调研期间的观察结果，可以充分证明党的治水战略是非常正确的：秦淮河周围的环境变好了，水资源得到充分利用了，周围的居民百姓的生活质量提高了。党和国家对秦淮河的生态保护治理，极大地助力实现中华民族伟大复兴的中国梦。
水利描绘蓝图 科技再创新高
——港航学子赴江苏南京进行堤坝探伤科学技术发展成就观察实践
《“十四五”水利科技创新规划》提出明确充分发挥科技创新的引领和支撑作用，推动创新成为水利高质量发展的第一动力，推动科技自立自强成为水利高质量发展的战略支撑。为进一步观察水利事业科技发展成就，激发水之子水利报国热情，河海大学港口海岸与近海工程学院“堤坝探伤科学技术发展成就观察团”以我国在堤坝探伤技术方面的发展成就作为切入口，开展此次暑假社会实践。
基地探索，了解堤坝基础知识
7月30日，小组成员在相关研究人员的带领下前往南京水利科学研究院铁心桥实验基地进行第一天的社会实践。实践首先从堤坝的基础知识开始探究，为日后小组参与堤坝探伤的活动做好扎实的准备。在苏冬林主任的带领下，实践团了解南科院建设概况，观看了升船机的各种模型，学习了中国自主研发的新型升船机技术，并参观离心机实验室并了解堤坝材料及结构。
苏冬林主任为小组团队介绍铁心桥实验基地基本情况
7月31日，团队继续第二天的参观学习。在实验基地的白鹤滩试验厅，苏冬林主任为小组成员们介绍白鹤滩水电站的建设背景、结构设计和调试过程，充分展现了中国水利的实力。白鹤滩水电站库区水位高差、蕴含水能巨大。这样的特点是一把双刃剑，巨大的水能一方面是丰富的水力发电能源，另一方面又对大坝的泄洪消能设计提出了极高的要求。来自南京水科院的工程师们不断试验调整，最终从数十种挑流消能方案中选择了最为有效合理的一种。
泄洪消能方案敲定后，工程师们还要估算大坝建成对附近山区的局部气候影响。例如，挑流产生的大量水汽会增加局部地区的降雨，而陡增的降水量则可能造成山体滑坡等灾害。
模型进行测试时的场景
实地考察，实践中学习堤坝探伤技术
8月1日，在经过两天的铁心桥实验基地观察学习之后，团队在研究人员的带领下前往位于南京市江宁区南部的赵村水库进行实地考察。位于赵村水库的大坝下游坝坡因老化和夏季降水问题，出现了渗漏现象。此次隐患探测，研究人员采用了一种新的仪器，即堤坝渗漏检测仪。此检测仪体积更小，操作更简单高效，且不用布设电极。它由信号发送机、接收机和传感器三部分组成。以“流场法”和“伪随机多频信号”为理论基础，应用了“流场法”查漏技术、强化异常流场的测量技术、电流密度场高分辨率快速检测技术、电流密度多分量检测技术、强抗干扰技术、普及型仪器等技术，通过特殊波形电流信号的发送和接收作为技术核心。同时可以自动绘图，清晰明了地显示低电阻率区域的位置和深度。
小组成员协助勘测
深度交流，探究未来发展方向
在实地考察结束后，小组成员针对我国堤坝探伤技术和水利事业发展的问题采访了南京水利科学研究院的汤雷所长，汤雷所长向调研团更加细致地介绍了现阶段的新科技新方法，还介绍了行业发展的新方向。小组成员了解到了我国水利事业成就，也对职业生涯规划有了更好的理解。
团队在社会实践期间走访观察了南京水利科学研究院，铁心桥实验基地以及赵村水库。在南京水科院和铁心桥实验基地，小组成员近距离观察到了我国多个重要水利设施的模型，从相关研究人员的介绍中学习了我国重大水利工程的建设过程，对现阶段大坝建设细节有了更深刻的了解。在赵村水库的实地考察中，小组成员接触到了先进的堤坝探伤设备，对我国在堤坝探伤技术方面的科技发展有了更直观的认识。
小组成员合影留念
