梁秋華的治水之路:源自家鄉(xiāng)的靈感與全球?qū)嵺`
中新社北京12月28日電 題:梁秋華的治水之路:源自家鄉(xiāng)的靈感與全球?qū)嵺`
作者 劉洋
“我的老家在粵北山區(qū)。當(dāng)?shù)厝藨?yīng)對(duì)自然災(zāi)害的傳統(tǒng)處理方式給了我許多啟發(fā)。”近日英國(guó)皇家工程院院士梁秋華與中新社記者連線時(shí)說(shuō)。
今年11月,在第11屆沙特阿卜杜勒阿齊茲親王國(guó)際水獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)儀式上,梁秋華團(tuán)隊(duì)因在開(kāi)發(fā)高性能洪水預(yù)報(bào)模型方面的貢獻(xiàn)榮獲“地表水獎(jiǎng)”。阿卜杜勒阿齊茲親王國(guó)際水獎(jiǎng)是國(guó)際創(chuàng)新水研究領(lǐng)域最有影響力的獎(jiǎng)項(xiàng)之一,旨在激勵(lì)科學(xué)界為解決全球水安全挑戰(zhàn)作出不懈努力。
梁秋華出生在廣東省陽(yáng)山縣,8歲時(shí)與家人到珠海生活。20世紀(jì)90年代初,珠海規(guī)劃建設(shè)高欄港。正填報(bào)高考志愿的梁秋華聽(tīng)從父親建議選擇港口及航道工程專業(yè)。畢業(yè)工作三年后,梁秋華到英國(guó)牛津大學(xué)深造讀博,學(xué)習(xí)計(jì)算水力學(xué)并開(kāi)發(fā)河口、海岸環(huán)境流體計(jì)算方法及模型工具。
2006年,梁秋華進(jìn)入英國(guó)紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)工作。與牛津的研究方向不同,紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的研究團(tuán)隊(duì)更注重大型水文和洪水風(fēng)險(xiǎn)管理等實(shí)際工程問(wèn)題。梁秋華此前開(kāi)發(fā)的水動(dòng)力模型僅能模擬預(yù)測(cè)較小規(guī)模的理想流體動(dòng)力過(guò)程。進(jìn)一步提升計(jì)算能力、研發(fā)能應(yīng)用于實(shí)際洪水過(guò)程模擬與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的模型算法成為梁秋華的第一個(gè)科研挑戰(zhàn)。
梁秋華說(shuō),從理論到實(shí)踐并沒(méi)有他預(yù)想中的簡(jiǎn)單。首先是模型的精度和穩(wěn)定性。城市房屋、街道、河網(wǎng)布局影響洪水的流向,需在模型中精準(zhǔn)地分辨和表現(xiàn)出來(lái)。傳統(tǒng)水動(dòng)力模型計(jì)算成本昂貴,難以對(duì)城市整體洪水風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。此外,模擬實(shí)際流域洪水需兼顧精度與計(jì)算效率。提高模型分辨率雖能提升精度,但會(huì)降低運(yùn)行速度,影響應(yīng)急響應(yīng)速度。
為解決以上問(wèn)題,梁秋華和團(tuán)隊(duì)不斷開(kāi)發(fā)新算法,并借助計(jì)算機(jī)技術(shù)革新改寫系統(tǒng),提高模型的穩(wěn)定性、適用性和運(yùn)行速度,最終完成高性能集成水動(dòng)力建模系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。2012年英國(guó)紐卡斯?fàn)柍掷m(xù)暴雨引發(fā)城市內(nèi)澇,梁秋華和團(tuán)隊(duì)用該模型還原了包含紐卡斯?fàn)栐趦?nèi)的英國(guó)東北部地區(qū)洪水演進(jìn)過(guò)程。在覆蓋400平方公里區(qū)域、涉及1億個(gè)網(wǎng)格的復(fù)雜場(chǎng)景下,模型僅用時(shí)6小時(shí)完成了整個(gè)暴雨內(nèi)澇事件計(jì)算任務(wù)。
此后,梁秋華團(tuán)隊(duì)不斷優(yōu)化完善該模型,并在中國(guó)、印度、尼泊爾等國(guó)家進(jìn)行技術(shù)合作交流。梁秋華團(tuán)隊(duì)也與中國(guó)的同行們共同設(shè)計(jì)項(xiàng)目,將洪災(zāi)預(yù)警、水文資源、能源轉(zhuǎn)換利用相結(jié)合。
梁秋華說(shuō),極端天氣不斷增多,城市內(nèi)澇問(wèn)題是全球正面臨的一大挑戰(zhàn)。城市密集的人口和建筑物增加了洪災(zāi)防控的復(fù)雜性。水動(dòng)力建模系統(tǒng)的研究隨之來(lái)到了新階段。他和團(tuán)隊(duì)在系統(tǒng)中加入人為干預(yù)因素,比如建臨時(shí)泵站、堤壩等,以此評(píng)估應(yīng)急方案的可行性。
“相比于不斷加筑堤壩抗洪,做好洪水的風(fēng)險(xiǎn)管理將帶來(lái)更多效益。”梁秋華說(shuō),在老家廣東陽(yáng)山縣,古村落大多建設(shè)在山腳下且背靠樹(shù)林。這種布局延續(xù)了中國(guó)風(fēng)水智慧,洪水來(lái)臨時(shí)雖然會(huì)淹沒(méi)田地,但并不會(huì)傷及房屋,且為田地帶來(lái)表層土利于耕種。
梁秋華表示,中國(guó)的史料里記載了許多洪災(zāi)防治經(jīng)驗(yàn),對(duì)當(dāng)今的環(huán)境治理依然帶來(lái)諸多啟發(fā)。隨著極端天氣的增多,他與學(xué)生正在研究如何將古老的治理經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合,以在治理洪水的同時(shí)解決污染和衛(wèi)生問(wèn)題,并幫助人們更好地與洪水共處。(完)
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