在安东上演的“江南暴雨实验室”
实景再现双向6车道、排水隧道和雨水泵站
用于AI洪水预报学习数据
“原本需30分钟的预测,如今1分钟内完成”
气候危机时代“以实验驱动的城市洪水应对”

放水约10秒后,井盖表面突然开始晃动。2秒后,伴随着一声沉闷的金属声,铁制井盖被向上顶起。这是因为井盖下方涌出的巨大水压所致。


本月19日,庆尚北道安东韩国建设技术研究院(KICT·建技研)河川实验中心。研究团队在封闭雨水管下游后大量放水,实际集中暴雨时市中心反复出现的“井盖脱落”情景在眼前被再现。

突如其来的暴雨使雨水瞬间汇集,地下水道承压不住,井盖被顶起,倒灌的水又漫过道路,市中心顷刻间变成一片汪洋。Kim Jonghwa 记者

突如其来的暴雨使雨水瞬间汇集,地下水道承压不住,井盖被顶起,倒灌的水又漫过道路,市中心顷刻间变成一片汪洋。Kim Jonghwa 记者

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井盖瞬间被顶开后,缝隙间喷涌出强烈的水柱和漩涡。现场采访记者之间不由得发出一阵短促的惊叹声。


当天公开的“井盖脱落实验场”是为分析城市内涝时产生的压力变化和雨水管堵塞情况而建设的。研究团队正在对在何种条件下井盖会被顶起、在多大压力下行人事故风险会升高进行定量测量。


“江南水灾,在实验室再次重现”


随后,研究团队转移到单独建成的“城市洪水试验性实验场”,公开再现江南市中心型内涝的实验。


实验一开始,4根粗大的蓝色管道同时喷出大量水流。水沿着仿照真实道路建成的斜坡快速流下,瞬间填满了模拟城市低洼地形的空间。


现场地面上连车道线、路缘石、雨水口都按照真实市中心的样子布置。水被吸入雨水管和排水隧道,但当超过排水速度后,部分路段出现了路面积水外溢的情况。

突如其来的暴雨使雨水瞬间汇集,道路和人行道转眼间被淹没的情景再次上演。Kim Jonghwa 记者

突如其来的暴雨使雨水瞬间汇集,道路和人行道转眼间被淹没的情景再次上演。Kim Jonghwa 记者

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建技研当天公开的“城市洪水试验性实验场”并非简单的水槽设施。该空间按照首尔江南道路设计标准,按实物尺寸再现了双向6车道规模的道路、雨水口、雨水管、地下雨水蓄水设施、排水泵站和排水隧道等实际城市防洪基础设施。


实验场连接有4根管道,最多可每秒供应1.2立方米水量,以实验场面积为基准,最多可模拟相当于每小时5400毫米的极端强降雨情景。


建技研河川实验中心主任Jung Sanghwa表示:“城市洪水并不仅仅是降雨量大的问题,而是在排水基础设施超过极限的那一刻发生”,“关键是对在哪些条件下会发生内涝和井盖脱落进行定量分析”。


现场还继续进行了排水隧道和雨水泵站的演示。沿着巨大的蓝色管道倾泻而下的水流被输送到道路下方的蓄水设施,之后再通过水泵排入外部水道。这一结构是对真实城市地下排水系统的缩小版。


“人工智能将成为洪水预报员的‘辅助大脑’”


建技研最终瞄准的目标并非单纯再现内涝。核心在于将如此获取的数据与人工智能(AI)洪水预报技术相结合。


目前,气候能源部洪水控制所已应用建技研开发的AI洪水预报平台。原有75个洪水特别预警点已扩大到全国223个,地方中小河川的比重也大幅增加。

韩国建设技术研究院院长Park Seongyu正在介绍研究院的工作。记者 Kim Jonghwa

韩国建设技术研究院院长Park Seongyu正在介绍研究院的工作。记者 Kim Jonghwa

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建技研专任研究员Kim Jongmin介绍称:“以往基于物理的预测模型生成结果需要30至40分钟,而AI系统在输入实时数据后,1分钟内就能提供全国各测点的预测信息。”


建技研目前正以“提前6小时洪水预测”为目标,高度化AI技术。由AI对降雨量、水位、流量、水库与水坝下泄流量等大规模水文数据进行实时学习,从而预测洪水风险。


尤其是今后计划引入将AI与基于物理的数值解析相结合的“AI-物理混合模型”,以及支持洪水预报全流程的AI智能体(AI Agent)技术。


研究团队将AI称为“预报员的辅助大脑”。不仅要实现简单的数值计算,还将支持其对是否发布特别预警作出综合判断。


“如今比起河川,城市更危险”


建技研认为,今后城市型内涝将在气候危机时代成为最大灾害之一。


说明指出,过去河川泛滥是主要洪水风险,而近期在短时间内、狭小区域集中出现暴雨的“线状降水带”现象增多,城市内涝风险正急剧上升。


据建技研资料显示,AI洪水预报体系正式应用的2024至2025年,洪水造成人员伤亡为8人,相较于采用既有系统运行的2023年(75人)减少约89%。不过研究团队表示:“与其说仅靠AI就减少了损失,不如说是特别预警扩围和政府应对体系强化等多重因素共同作用的结果。”


建技研今后还计划扩大面向半地下密集区和中小城市的城市内涝模型。目前也在推进首尔道林川一带半地下区域内涝模拟研究。



建技研院长Park Seongyu表示:“在气候危机时代,仅凭过去的经验已难以应对洪水”,“我们将基于再现真实城市的实验数据,构建科学的洪水应对体系。”


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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