我院大数据与智慧水利研究中心（以下简称：智慧中心）紧扣数字孪生流域建设顶层设计要求，依托水文所和院科技企业瑞迪水利信息公司的技术创新，为深圳市宝安区水务局探索河湖智慧监管数字孪生试点，打造了“动态感知”“防洪防涝”“水环境保障”3大场景，实现对沙井河与排涝河流域洪水影响区的一体化精准调度，河道水环境的监测与预测预警，有效提升区域洪涝灾害防御与水环境保障水平。 
“动态感知” 
“防洪防涝” 
“水环境保障” 一、探索雷达短临暴雨监测预警应用，筑牢雨水情监测的“三道防线” 针对研究区局地暴雨洪涝问题，在已有气象卫星和水文站监测的基础上，研发了基于x波段测雨雷达的短临暴雨预警应用，实现城市60公里半径内未来6小时降雨过程预报，其中2小时预见期内逐分钟降雨预报命中率85%以上，面雨量预报精度80%以上，成功打造了城市雨水情监测的“三道防线”，显著延长了城市洪涝的预警时间、提高了预警精度。 
二、研发完全自主知识产权的水文-水动力模型，基于国产化信创云平台建设城市洪涝“四预”业务应用 针对城市区域复杂的下垫面条件问题，研发了考虑空间异质性的水文模型组合建模技术，提高了水文模型在复杂下垫面下的适用性，建成了多源空间信息融合的水文预报系统；建立了河网、管网的一维水动力学模型、地表的二维水动力学模型以及一二维耦合模型，对河道和陆面不同下垫面条件、排水管网、水闸、泵站等影响城市洪涝过程的水利要素都进行了建模处理和耦合集成，构建了城市暴雨洪涝全要素的精细化预报模拟体系，采用cpu高性能并行技术通过高度线程化完成大规模实时计算任务，大幅提高模型的计算速度；基于国产化信创云平台建设了城市洪涝“四预”业务应用，可以为城市区域防洪排涝、防汛应急等提供决策依据。 
三、研发了基于虚拟现实引擎的物理场景建模技术，实现流域场景的高保真模拟 面向数字孪生流域的建设，攻克了数字高程数据融合、遥感影像融合、水体动态渲染与标绘和高精度三维建模等方面的技术难题，研发了基于虚拟现实引擎的物理场景建模技术，支持流域数字孪生底板高效生成、高精度三维可视化模型轻量化展示等功能，实现了洪水演进、洪水淹没和工程调度运用等动态过程的三维可视化与高保真渲染。 
目前，深圳市宝安区河湖智慧监管平台已通过项目验收，后续为有效解决宝安区城市防洪调度、水环境等痛点难点问题提供支撑服务。下一步，智慧中心将继续以问题和需求为导向，瞄准国际发展前沿，面向国家、行业需求，产学研相结合，推动水利学科与信息技术深度融合，促进智慧水利学科高质量发展。 | 
