近日，第二十三届全国中学生水科技发明比赛暨斯德哥尔摩青少年水奖中国区选拔赛决赛在江苏省苏州市圆满落幕。该项赛事由生态环境部宣传教育中心、水利部宣传教育中心联合主办，是全国中学生水环境领域的顶级科创赛事，获奖成果可对接被誉为“世界青少年水科技诺贝尔奖”的斯德哥尔摩青少年水奖，赛事含金量广受国内高校认可。本次全国决赛汇聚全国多省市优秀青少年创新项目同台竞技，安徽省合肥市第一中学两名学生发明项目脱颖而出。

高一学子余梦洋：

AI 赋能生态治理，打造福寿螺智能处置装置

　　课题缘起：

　　外来入侵物种带来的水环境治理痛点

　　福寿螺是我国重点管控的外来入侵水生生物，繁殖速度快、环境适应力极强，广泛分布于河湖、沟渠、农田水系。成年福寿螺啃食水生植被破坏水体生态平衡，螺卵携带寄生虫，会威胁居民涉水安全。传统人工清理、药剂消杀模式存在明显短板：人工打捞效率低下，化学药剂易造成水体二次污染，且无法精准区分本土田螺与福寿螺，易误伤本土水生生物，基层河湖管护长期缺乏轻量化、智能化的专用处置设备。

　　余梦洋日常跟随老师参与校园周边河道生态调研，亲眼看见管护人员耗费大量人力清理福寿螺卵块，结合高中信息技术、生物、物理跨学科知识，确立研发一套基于人工智能识别的自动化除螺装置，兼顾生态安全与治理效率。

　　装置核心设计:

　　AI图像识别+自动化消杀一体结构

　　整套设备分为硬件终端、上位机控制系统两大模块，依托深度学习算法实现全流程自动化识别、定位、清除。

　　多模态AI识别模型：余梦洋采集大量福寿螺成螺、粉红色卵块、本土田螺实拍图像，完成数据集标注与模型训练。装置搭载高清摄像头与测距传感器，可在杂草、浑浊水体环境下精准区分福寿螺、螺卵与本地原生螺类，自动锁定目标位置，规避无差别消杀带来的生态破坏。

　　云台自动化执行模组：识别目标后，设备内置舵机云台自动调整角度，通过高压喷淋模块定点投放环保型杀卵药剂，仅作用于福寿螺附着区域，大幅减少药剂整体投放量，降低水体污染风险。

　　双端协同控制系统：移动硬件终端负责现场图像采集、定位消杀，上位机配套可视化操作界面，实时存储识别数据、统计福寿螺治理数量，方便河道管护人员记录治理成效，适配乡村沟渠、城市内河、农田灌溉渠多场景移动作业。

　　硬件采用主控板、高清摄像头、测距感应器、便携电源、喷淋云台等通用零部件组装，整机体积小巧、造价低廉，基层水利管护站可批量配备，弥补大型治理设备无法进入小型沟渠的短板。项目备赛阶段，余梦洋多次前往城郊河道开展实地模拟测试，反复优化图像识别精度、云台反应速度，完善模型识别容错率，最终完成可落地实物样机。

　　赛事评审亮点

　　答辩现场，评委重点肯定项目两大创新价值：一是将人工智能图像识别技术下沉到基层小微水体入侵物种治理，填补轻量化智能除螺设备市场空白;二是坚持生态优先思路，精准靶向消杀模式兼顾治理效果与本土水生物保护，贴合长江大保护、河湖生态修复的现实需求，兼具科学性、实用性与推广价值，获评全国二等奖。

高二学子孙宇涵：

五区一体化结构，实现生活污水循环回用

　　研发背景：

　　村镇、校园小型污水资源化利用难题

　　当前城郊乡村、小型校园、农家乐普遍缺少配套大型污水处理站，生活污水直排易造成水体氮磷超标、富营养化;简易沉淀装置仅能去除固体杂质，无法净化有机污染物，处理后的废水直接排放造成水资源浪费。孙宇涵立足小型分散式污水治理场景，设计五区一体化污水处理系统，同步实现污水净化、污泥分离、中水回收再利用。

　　一体化系统工作原理

　　整套装置整合五大功能分区，污水一次进料即可完成全流程净化：沉淀区、生化降解区、过滤吸附区、消毒区、中水储存区分层串联。

　　污水首先进入沉淀区，重力分离泥沙、食物残渣等固态污泥，污泥定期简易清理。

　　上层污水流入生化降解区，利用微生物菌群分解水中有机物、氨氮、磷元素，去除主要水体污染物。

　　经过活性炭、石英砂双层过滤吸附，去除水体悬浮物、异味;再经紫外消毒模块杀灭有害微生物，达标中水存入储水单元。

　　净化后的中水不达到饮用水标准，但可稳定用于道路清扫、校园绿化浇灌、农田灌溉，实现生活污水就地资源化循环，大幅减少自来水取用，缓解区域用水压力。整套设备一体化集成设计，无需复杂管道施工，占地面积小，适配乡镇散户、校园后勤、小型餐饮门店独立使用，运维操作简单，无需专业人员值守。

　　项目应用价值

　　相较于市面上分离式多设备污水处理方案，一体化结构降低设备采购与安装成本，小型分散场景无需铺设长距离排污管网;完整闭环水循环模式，贴合节水型社会建设要求，对村镇污水治理、校园节水科普具备现实参考意义，凭借完整的系统设计与民生落地价值，获得赛事全国优秀奖。

　　(世界青少年科创家)

　　近日，第二十三届全国中学生水科技发明比赛暨斯德哥尔摩青少年水奖中国区选拔赛决赛在江苏省苏州市圆满落幕。该项赛事由生态环境部宣传教育中心、水利部宣传教育中心联合主办，是全国中学生水环境领域的顶级科创赛事，获奖成果可对接被誉为“世界青少年水科技诺贝尔奖”的斯德哥尔摩青少年水奖，赛事含金量广受国内高校认可。本次全国决赛汇聚全国多省市优秀青少年创新项目同台竞技，安徽省合肥市第一中学两名学生发明项目脱颖而出。

高一学子余梦洋：

AI 赋能生态治理，打造福寿螺智能处置装置

　　课题缘起：

　　外来入侵物种带来的水环境治理痛点

　　福寿螺是我国重点管控的外来入侵水生生物，繁殖速度快、环境适应力极强，广泛分布于河湖、沟渠、农田水系。成年福寿螺啃食水生植被破坏水体生态平衡，螺卵携带寄生虫，会威胁居民涉水安全。传统人工清理、药剂消杀模式存在明显短板：人工打捞效率低下，化学药剂易造成水体二次污染，且无法精准区分本土田螺与福寿螺，易误伤本土水生生物，基层河湖管护长期缺乏轻量化、智能化的专用处置设备。

　　余梦洋日常跟随老师参与校园周边河道生态调研，亲眼看见管护人员耗费大量人力清理福寿螺卵块，结合高中信息技术、生物、物理跨学科知识，确立研发一套基于人工智能识别的自动化除螺装置，兼顾生态安全与治理效率。

　　装置核心设计:

　　AI图像识别+自动化消杀一体结构

　　整套设备分为硬件终端、上位机控制系统两大模块，依托深度学习算法实现全流程自动化识别、定位、清除。

　　多模态AI识别模型：余梦洋采集大量福寿螺成螺、粉红色卵块、本土田螺实拍图像，完成数据集标注与模型训练。装置搭载高清摄像头与测距传感器，可在杂草、浑浊水体环境下精准区分福寿螺、螺卵与本地原生螺类，自动锁定目标位置，规避无差别消杀带来的生态破坏。

　　云台自动化执行模组：识别目标后，设备内置舵机云台自动调整角度，通过高压喷淋模块定点投放环保型杀卵药剂，仅作用于福寿螺附着区域，大幅减少药剂整体投放量，降低水体污染风险。

　　双端协同控制系统：移动硬件终端负责现场图像采集、定位消杀，上位机配套可视化操作界面，实时存储识别数据、统计福寿螺治理数量，方便河道管护人员记录治理成效，适配乡村沟渠、城市内河、农田灌溉渠多场景移动作业。

　　硬件采用主控板、高清摄像头、测距感应器、便携电源、喷淋云台等通用零部件组装，整机体积小巧、造价低廉，基层水利管护站可批量配备，弥补大型治理设备无法进入小型沟渠的短板。项目备赛阶段，余梦洋多次前往城郊河道开展实地模拟测试，反复优化图像识别精度、云台反应速度，完善模型识别容错率，最终完成可落地实物样机。

　　赛事评审亮点

　　答辩现场，评委重点肯定项目两大创新价值：一是将人工智能图像识别技术下沉到基层小微水体入侵物种治理，填补轻量化智能除螺设备市场空白;二是坚持生态优先思路，精准靶向消杀模式兼顾治理效果与本土水生物保护，贴合长江大保护、河湖生态修复的现实需求，兼具科学性、实用性与推广价值，获评全国二等奖。

高二学子孙宇涵：

五区一体化结构，实现生活污水循环回用

　　研发背景：

　　村镇、校园小型污水资源化利用难题

　　当前城郊乡村、小型校园、农家乐普遍缺少配套大型污水处理站，生活污水直排易造成水体氮磷超标、富营养化;简易沉淀装置仅能去除固体杂质，无法净化有机污染物，处理后的废水直接排放造成水资源浪费。孙宇涵立足小型分散式污水治理场景，设计五区一体化污水处理系统，同步实现污水净化、污泥分离、中水回收再利用。

　　一体化系统工作原理

　　整套装置整合五大功能分区，污水一次进料即可完成全流程净化：沉淀区、生化降解区、过滤吸附区、消毒区、中水储存区分层串联。

　　污水首先进入沉淀区，重力分离泥沙、食物残渣等固态污泥，污泥定期简易清理。

　　上层污水流入生化降解区，利用微生物菌群分解水中有机物、氨氮、磷元素，去除主要水体污染物。

　　经过活性炭、石英砂双层过滤吸附，去除水体悬浮物、异味;再经紫外消毒模块杀灭有害微生物，达标中水存入储水单元。

　　净化后的中水不达到饮用水标准，但可稳定用于道路清扫、校园绿化浇灌、农田灌溉，实现生活污水就地资源化循环，大幅减少自来水取用，缓解区域用水压力。整套设备一体化集成设计，无需复杂管道施工，占地面积小，适配乡镇散户、校园后勤、小型餐饮门店独立使用，运维操作简单，无需专业人员值守。

　　项目应用价值

　　相较于市面上分离式多设备污水处理方案，一体化结构降低设备采购与安装成本，小型分散场景无需铺设长距离排污管网;完整闭环水循环模式，贴合节水型社会建设要求，对村镇污水治理、校园节水科普具备现实参考意义，凭借完整的系统设计与民生落地价值，获得赛事全国优秀奖。

　　(世界青少年科创家)