围绕流域防洪防御需要，充分融合大数据、云计算、人工智能、数字孪生等技术，整合流域多源多维多尺度时空数据，对流域全要素和防汛管理活动全过程进行数字化映射、智能化模拟，全面增强防汛预报、预警、预演、预案的“四预”能力和流域水利工程联合调度管理水平，实现“数字孪生场景化应用、预报调度一体化模拟、四预过程智能化决策”，破解预测预报不智能、风险识别不精准、工程调度不协同等难题，为流域防洪的联调联控、统一部署、预警预报、调度模拟提供了完善的技术支持，牢牢掌握水灾害防御工作主动权，为人民群众生命财产安全保驾护航。

1、 流域防汛全景数字孪生

通过全流域、重点河段及区域、重要水工程三个空间维度，将实时数据、历史数据、属性数据、视频数据等类型数据进行叠加，实现历史演变、态势感知、未来趋势三个时间维度展示，反映水灾害防御等应用场景，通过调度指挥中心进行全景展示，实现全过程的模拟仿真。

2、 洪水风险科学预报数字孪生

构建流域水文水动力耦合模型，通过边界条件的精准衔接、水文模型与水动力模型的无缝耦合，实现对“降雨—产流—汇流—演进”过程的三维模拟，提升了洪水预报精度及效率；构建流域预报调度一体化模型，实现预报与调度的无缝动态交互和耦合模拟，基于三维场景精准复演流域典型年洪水过程。

3、 洪水风险精准预警数字孪生

基于监测和预报信息，利用防洪预警规则等知识，对水利工程及其影响对象进行洪水风险预警，在三维场景下叠加监测预警和预报预警信息，包括山洪灾害预警、水库水位预警、干流水位预警、沿海潮位预警、平原雨量代表点预警、平原内涝预警等，实现一屏展示所有监测预警和预报预警信息，基于预警分级制度，以“四色”展示预警严重程度。

4、 洪水风险动态预演数字孪生

充分利用降雨预报、洪水预报、内涝预报、潮位预报、水利工程运行等信息，调用水利工程防洪调度模型及水利工程历史场景知识等，通过智能化决策选择最优的工程调度方案。通过洪水过程、灾情节点、防御操作、受灾影响等信息，对历史洪涝全流程复盘、可视化模拟洪涝演进过程，并结合不同调度方案，对比分析各方案的洪涝淹没情况和演进过程差异，为防御同类型同量级洪涝及台风提供决策依据。

5、 洪水风险协同预案数字孪生

基于数字孪生场景，依据智能化决策选择调度方案，考虑水利工程最新工况，参考区域最新防汛抢险预案措施，实化细化防洪预案，基于预案生成调度和控制指令，并对指令进行实时跟踪与执行反馈。

1、 重构时空，孪生呈现防汛四预场景

构建数字孪生技术与防洪“四预”业务系统的共融互馈，将抽象的业务信息数据通过数字影像视觉模拟展现出来，实现数字孪生模型实时仿真与三维交互式动态可视，实时再现全域防汛形势全貌。

2、 历史再现，模型率定实现洪水预报

依托实时全方位监测体系，融合分析历史真实洪水情形、实测数据，以数字模型进行灾后科学复盘，推算洪峰流量、洪峰到达时间、最高洪水位及洪水过程以及回溯对比历史洪水调度情景，为各环节风险隐患点动态分析提供科学依据。

3、 风险预测，防洪“四预”一体化孪生模拟

以洪水风险为目标，防洪安全为目的，打造洪水预报、风险预警、仿真预演、应急预案一体化模拟仿真应用，服务于流域洪水监视预报调度会商业务的全链条在线协同。

宁波市甬江流域防洪“四预”数字孪生应用于2022年4月获发改立项批复，目前核心功能已基本建设完成并在2022年防台风工作中发挥了积极作用。