西安交通大学附属中学航天高级中学学生王尚琨、苏恩唐展示他们组装的水质监测无人机（资料照片）。 受访者供图

西安市铁一中学高二学生任雨馨在实验室进行溶藻菌治理水体富营养化试验（资料照片）。 受访者供图

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全国总决赛落幕。这项教育部白名单中的权威赛事专注于水生态与水资源保护，本届赛场上，陕西多所学校学子携一批兼具实用性与创新性的科创作品亮相，以巧智解水忧。

低成本打造水质“空中侦察兵”

来自西安交通大学附属中学航天高级中学的学生王尚琨、苏恩唐打造的“城市河湖低成本无人机水质遥感监测系统”斩获全国一等奖。

“我家在西安市灞河边，看着灞河水质颜色变化，我就联想到城市河湖水质安全问题。”王尚琨说。

王尚琨与苏恩唐查阅资料，发现现有水质监测技术成本高昂。王尚琨和苏恩唐便决定组装一款低成本无人机，实现水质快速监测。

“我们学习硬件、算法，组装无人机，写网页端，最终集成了这个水质监测系统。它的特点就是用一个无人机平台搭载一个便携式的多光谱仪，通过光谱来检测水质。”王尚琨说。

“监测过程是，无人机搭载多光谱仪，在河面巡航采集光谱数据，并将数据同步存储至网页终端，再导入自主编写的水体透明度反演软件。”苏恩唐说，这样能快速判断水体清澈、浑浊程度。

据悉，该系统成本仅423元，替代了目前市面上很多传统的水质监测方案。

“我负责给学生讲解遥感方面的基本原理，还有算法等。”西安交通大学附属中学航天高级中学创新实验中心技术教师徐铭说。该校教师邓涛负责指导学生进行开源飞控的调试，以及无人机的组装、飞行调试、多光谱的三维建模设计等。

目前，该项目已获得教育部科技查新工作站（Z08）出具的科技查新报告，证实国内外公开发表的文献中未见相同报道。同时，该项目获得实用新型专利和软件著作权受理，并已在高校、科研院所及业务部门实际部署应用，完成了从“学生作品”到“可用产品”的关键跨越。

给蓝藻暴发开出生物处方

西安市铁一中学高二学生任雨馨，将目光投向水体富营养化、蓝藻暴发难题，凭借项目“溶藻菌治理水体富营养化及其分离、鉴定和特性研究”获得国赛高中组三等奖。

“根据指导老师的建议，我选择了溶藻菌治理水体富营养化项目。”任雨馨说。

为夯实实验基础，学校教师团队带领任雨馨走进西北农林科技大学实验室，跟着高校科研人员学习微生物分离、菌种培养全套实验操作。研究过程中，她采用平板涂布法分离水体菌种，反复对比各类菌株溶藻效果。

任雨馨边操作实验边介绍：“这是我们从水样当中分离出的溶藻菌。接下来，我们将溶藻菌接种到蓝藻里面，放入培养箱，培养3天到4天，之后再看看这瓶蓝藻和没有放入溶藻菌的蓝藻有什么区别。”

4天后，任雨馨从培养箱中拿出两瓶蓝藻，解释道：“我们可以发现接种过溶藻菌的水样颜色明显比没有接种的要黄，由此可见溶藻菌有溶藻效果。”

通过对水样中溶藻菌的分离与鉴定，任雨馨发现水样中有一种叫嗜麦芽窄食单胞菌的溶藻菌溶藻效果比较好，可以治理水体富营养化。

“该项目的研究让我对环境保护与溶藻菌治理水污染有了更深刻的认识，也让我认识到做科研是为了服务社会。未来，我要在更多的社会实践中实现自我价值。”7月24日，任雨馨告诉记者。

“实践才能创新，未来，我们会让孩子更多地参与实践。”西安市铁一中学高中生物教师蔡敏说。

AI智能花盆精准浇灌高效节水

西安交通大学附属小学六年级学生刘铭飞立足日常生活，从家庭节水小切口开展科创探索。

“这是我做的AI智能花盆，我做它的主要目的就是为了解决日常浇花中的水资源浪费问题。”刘铭飞向记者展示他的智能花盆。

刘铭飞的项目“基于水效优化的AI智能节水花盆”获得国赛初中组二等奖。

“AI智能花盆主要是靠主控板、传感器、水泵3个板块配合工作实现精准节水。”刘铭飞说，“土壤湿度传感器可以检测土壤的干湿度。如果没有达到预设的标准，说明土壤是干燥的，水泵就会抽水。达到浇水标准时，主控板会让水泵停止工作，不浪费一滴水。”

经过多轮对照测试，相较于传统人工浇灌，这款AI智能花盆节水率超30%。为了更好地养护植物，针对植物喜光、厌光等不同生长习性，刘铭飞给智能花盆设计了追光模式和避光模式。

AI智能花盆还藏着一个小惊喜——人机互动。当人触碰植物，它会发出“谢谢你帮我挠痒痒”等俏皮语音。触碰感应语音交互功能让花盆中所种植物变得更加有趣。

“我认为AI和环保可以在很多方面结合。比如AI监测城市的用水用电、垃圾分类。我也会继续学习科学知识，坚持科创探索，助力环保事业发展。”刘铭飞说。