城市暴雨洪澇災(zāi)害頻發(fā)，嚴重威脅人民生命財產(chǎn)安全和城市運行秩序。

傳統(tǒng)的防洪排澇手段在面對日益復(fù)雜的城市水系統(tǒng)時，常顯得力不從心。

數(shù)字孿生技術(shù)作為物理世界在數(shù)字空間的動態(tài)映射與仿真推演手段，為破解城市洪澇治理難題提供了全新思路。

一、 系統(tǒng)總體框架：四維協(xié)同的智慧治理體系

城市洪澇數(shù)字孿生系統(tǒng)并非單一模型或平臺，而是一個集“感知-計算-決策-協(xié)同”于一體的有機整體。

其核心目標(biāo)在于實現(xiàn)對城市全域“降水-徑流-管網(wǎng)-河網(wǎng)-地表-閘泵”全要素、全過程的實時動態(tài)監(jiān)測、精準(zhǔn)模擬、預(yù)測預(yù)警與智慧調(diào)度。

該系統(tǒng)以水文水動力學(xué)模型為核心引擎，深度融合物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、人工智能（AI）、大數(shù)據(jù)、云計算、BIM、3S（RS, GIS, GPS）等現(xiàn)代信息技術(shù)，構(gòu)建起城市尺度的防洪排澇智慧治理體系。其基本框架如下圖所示： 

二、核心模塊構(gòu)建與功能解析

1. 監(jiān)測感知模塊：系統(tǒng)的“眼睛”

功能：負責(zé)對城市水系統(tǒng)狀態(tài)進行全方位、實時、高分辨率的感知與數(shù)據(jù)采集。這是系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)基石。

關(guān)鍵要素：

監(jiān)測對象：涵蓋內(nèi)澇（積水點、范圍、歷時）、氣象（降雨量、雷達回波、云圖）、水文（斷面流量、水位）、管網(wǎng)（井下液位、管道流量）、水工程（閘泵調(diào)度狀態(tài)）、水系（內(nèi)河/湖水位）、水質(zhì)（COD, BOD）等多源數(shù)據(jù)。

此外，高分辨率地形地貌、土地利用及遙感數(shù)據(jù)也是重要支撐。

技術(shù)要求:城市尺度要求更高的時空分辨率（如降雨5min，地形<5m）。需布設(shè)密集、穩(wěn)定的傳感器網(wǎng)絡(luò)（如監(jiān)測站網(wǎng)），并利用無人機、遙感等手段補充。

數(shù)據(jù)處理:需建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口，集成多源異構(gòu)數(shù)據(jù)。對原始數(shù)據(jù)進行清洗（去除異常值）、融合、存儲，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量與可用性。

2.核心計算模塊：系統(tǒng)的“大腦”