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探訪水利部白蟻防治重點實驗室

一場“從0到1”的科研攻關(guān)

發(fā)表時間:2025-01-24

  □本報記者 李海川 陳嶺

  春節(jié)將至,北京街頭巷尾隨處可見紅紅的中國結(jié),透著濃濃的年味。

  核查普查數(shù)據(jù)、討論錐探研發(fā)方案、研究后續(xù)推廣應用……臘月二十三,北方小年,走進位于北京市海淀區(qū)車公莊西路的水利部白蟻防治重點實驗室,這里和往常一樣忙碌。

  小小白蟻危害大。2023年10月成立的水利部白蟻防治重點實驗室,旨在面向水利工程白蟻防治科技賦能需求,開展白蟻防治關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。一年多來,白蟻防治技術(shù)研發(fā)進展如何?取得了哪些關(guān)鍵性突破?在重點實驗室,記者看到了小白蟻背后的大防治。

  由粗到細“一條線”探查白蟻巢穴

  千里之堤,潰于蟻穴。資料顯示,我國現(xiàn)有的9.8萬多座水庫大壩中89.9%為土石壩,33.1萬千米的5級及以上堤防中98.1%為土質(zhì)結(jié)構(gòu),適宜的濕度及豐富的食物源,為白蟻等害堤動物提供了生存環(huán)境。近年來,隨著全球氣候變暖和局地生態(tài)改善,白蟻等害堤動物危害區(qū)域呈擴大趨勢,為水利工程安全運行帶來重大風險隱患。

  “區(qū)別于木棲白蟻之于木結(jié)構(gòu),堤壩中白蟻危害不直接來源于白蟻本身,而主要來源于蟻穴。蟻穴形成貫穿上下游的滲漏通道,引發(fā)潰決?!敝袊娍茖W研究院巖土工程研究所黨支部書記、副所長,水利部白蟻防治重點實驗室主任鄧剛介紹,“防治核心在于消除蟻穴,前提和難點在于發(fā)現(xiàn)。”

  堤壩表面面積大,白蟻個頭小、活動痕跡?。幌佈ǖ乇砜赡芊植紖^(qū)大,隱藏在地下不易發(fā)現(xiàn);地下異物空洞多,難以分辨準確目標……蟻穴發(fā)現(xiàn)各環(huán)節(jié)難度大、條件復雜,且缺乏有效的技術(shù)手段,主要依靠人工經(jīng)驗,嚴重影響探查效率和識別率。

  重點實驗室科研團隊分層級研發(fā)堤壩白蟻監(jiān)測和蟻穴探查系列裝備,形成監(jiān)測、檢查、探測、驗證的蟻穴探查“一條線”,由粗到細構(gòu)建堤壩白蟻防治系列裝備矩陣,為精準有效查殺白蟻插上了科技的“翅膀”。

  “在堤壩表面,通過智能監(jiān)測設(shè)備快速篩查、粗劃區(qū)域,相當于‘望聞問切’看征兆;對隱患區(qū)域,通過電磁探測、聲波探測等設(shè)備精細探測、標記點位,相當于給堤壩做CT;對疑似點位,通過智能錐探準確驗證、鎖定蟻穴,相當于穿刺診斷。”鄧剛以醫(yī)學檢查類比白蟻隱患探查思路。

  采訪中,鄧剛拿出一個黃紅藍相間的柱狀裝置,一邊拆解一邊為記者詳細介紹每個部件的功能:“這是我們研發(fā)的智能白蟻監(jiān)測裝置,獨特‘蟻橋’誘使白蟻在餌料頂面活動,通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡人工智能進行白蟻識別和計數(shù)……”

  基于機器視覺和“白蟻工程學”的智能白蟻監(jiān)測裝置,具有蟻情智能識別、自動噴藥滅殺模塊的白蟻智能查殺設(shè)備,對堤壩表面白蟻活動指示物進行實時識別和精確定位的白蟻活動智能識別定位設(shè)備,集衛(wèi)星定位、無線采集、降噪識別定位于一體的白蟻巢穴聲波探測設(shè)備……一系列聚焦堤壩白蟻智能防治的科技成果讓人目不暇接。

  科研引領(lǐng),重在應用。重點實驗室研發(fā)的堤壩智能白蟻監(jiān)測設(shè)備已應用于廣西、江西、浙江等省份,堤壩白蟻活動智能識別定位設(shè)備在安徽省滁州市的東方紅、藕壩等3個水庫和廣東省深圳市堤防完成了初步試驗和技術(shù)驗證,堤壩白蟻巢穴智能錐探驗證裝備研發(fā)及應用成果將于近期發(fā)布。

  打好水利工程白蟻防治持久戰(zhàn)

  建構(gòu)“研究-實驗-規(guī)律”“預防-發(fā)現(xiàn)-處置”“能力-機制-經(jīng)費”“規(guī)范-定額-制度”組成的綜合防治工作體系,這是水利部部長李國英對水庫大壩白蟻隱患防治工作提出的明確要求。

  做好水利工程白蟻隱患防治,確保水庫大壩安全是持久戰(zhàn)。盡管白蟻的危害由來已久,但此前,人們對于白蟻防治的關(guān)注點更多在于房屋建筑和林木,對白蟻危害水利工程的認識尚不足,防治工作缺少“預防-發(fā)現(xiàn)-處置”全鏈條系統(tǒng)深入的研究。

  重點實驗室開展的水利工程白蟻防治科技研究,是一場“從0到1”填補空白的科技攻關(guān),印證著水利新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的澎湃勢能。

  2024年4月,一場堤壩白蟻巢穴探測設(shè)備測試技術(shù)交流活動在湖北省武漢市舉行,國內(nèi)外多家水利工程白蟻巢穴探測設(shè)備廠家和應用單位齊聚,在漢南區(qū)通順河堤工程現(xiàn)場運用多種技術(shù)進行蟻穴探查“比武”。令人遺憾的是,參測單位的探查結(jié)果并不理想。

  水利部白蟻防治重點實驗室學術(shù)秘書嚴俊回憶,交流現(xiàn)場,有的廠家剛開始還信心滿滿,到后面滿眼茫然,信心動搖。

  “到2024年年底,我們拿出了白蟻探測的方向思路以及成果,感覺大家眼里又有光了,思路逐漸清晰,也有了繼續(xù)做下去的信心?!眹揽☆H為自豪地說。

  從架構(gòu)到產(chǎn)出,重點實驗室集中力量、重點攻關(guān),在堤壩白蟻監(jiān)測和蟻穴探查系列裝備研發(fā)方面取得階段性成果,其背后,涉及昆蟲學、工程學、材料學、管理學等多學科高度融合交叉。

  “我們打算依托重點實驗室,打造全國水利工程白蟻防治產(chǎn)業(yè)共同創(chuàng)新的平臺,把科研院所、高校及企業(yè)研究監(jiān)測、探測、處置等技術(shù)的專家聯(lián)合起來,動員社會力量,吸納有經(jīng)驗的單位,團結(jié)一切可以團結(jié)的力量,共同做好白蟻隱患防治?!眹揽〗榻B。

  在專注白蟻隱患防治技術(shù)研發(fā)的同時,重點實驗室還擔負著科普推廣的重任,包括圍繞前不久水利部發(fā)布的《水利工程白蟻防治技術(shù)規(guī)程》開展宣傳,向各地推廣培訓先進的白蟻防治技術(shù)經(jīng)驗等,全力提升國內(nèi)白蟻等害堤動物的防治水平。

  3月,氣溫漸升,白蟻將進入活躍期。春節(jié)過后,重點實驗室的科研人員將馬不停蹄趕赴廣東、廣西等地,運用無人機等技術(shù)設(shè)備分區(qū)域開展白蟻識別示范,助力地方判定危害等級;還將赴湖南、云南等地,聯(lián)合地方省水利廳和設(shè)計院、研究院等開展技術(shù)推廣應用,同步積累監(jiān)測數(shù)據(jù)。

  “堤壩白蟻全鏈條智能防治是全新的領(lǐng)域,對我們來說也是一個很大的挑戰(zhàn)?!闭劶拔磥戆l(fā)展目標,鄧剛信心滿滿,“我們正在對所有設(shè)備技術(shù)迭代升級,希望通過這兩年的集中攻關(guān),盡快解決白蟻防治技術(shù)難題,打造空地深協(xié)同、查探驗一體無人作業(yè)機器,爭取在更大范圍推廣應用?!?/p>

  來源:中國水利報 2025年1月24日

作者:李海川 陳嶺
責任編輯:王瑜 王景宣(實習)