某水务集团如何通过城市内涝预警实现降本增效

2024年汛期，华东沿海某副省级城市中心城区经历6轮强降雨和2次台风外围影响，最大小时雨强达到86.4毫米。与往年相比，该区域未发生因道路积水导致的长时间交通瘫痪，也未出现人员被困事件。变化背后，是一套面向城市内涝预警的综合防控工程在汛期前完成建设并投入运行。

该工程覆盖中心城区约86.5平方公里，服务常住人口约92万人，重点防护对象包括31处下穿通道、18处地铁站点出入口、46处地下车库入口以及52处历史易积水点。项目以雷达测雨为核心感知手段，融合积水监测、管网模型、河道水位、泵站运行数据和防汛调度流程，形成“降雨预报—积水预测—风险预警—处置闭环”的城市防汛体系。

“系统上线后积水风险预警平均提前量达到26分钟，较以往依赖人工巡查和电话报告的处置模式提升明显。”

痛点 高密度城区积水风险长期承压

在此背景下，当地水务、气象、城管、交通和应急管理部门提出联合建设需求：一是将降雨监测精度提升到250米网格和6分钟更新；二是将重点积水点预警提前量提升至30分钟左右；三是实现预警信息与泵站调度、道路封闭、抢险队伍派遣联动；四是对每次降雨过程形成数据复盘，支撑后续管网改造和风险点整治。

技术难点：城市内涝预警要跨过四道关口

项目团队识别出阻碍精准预警的四大核心障碍，并逐一制定突破策略：

解决方案：雷达测雨、积水感知与模型预警协同

项目总体方案采用“空天地一体化感知＋模型驱动＋防汛闭环”的架构。感知层以一部X波段双偏振天气雷达为核心，配合312套地面雨量计、186处积水监测点、1240处窨井液位监测点等，构建全方位感知网络。

核心技术亮点

• 三维遮挡订正：引入三维建筑高度数据和数字表面模型进行遮挡订正，结合雨滴谱仪观测优化Z-R关系，显著提升对局地暴雨中心的捕捉能力。
• 一二维耦合水动力模型：地表计算网格为5米×5米，管网计算管段约1.1万条。系统每10分钟滚动计算一次，预测未来2小时内重点区域的积水发生时间、深度和影响范围。
• 四级风险预警机制：建立蓝、黄、橙、红四级预警，对应不同的积水深度和处置要求。预警信息同步推送至防汛指挥大屏、移动终端、责任人短信及交通信号控制平台。
• 三重感知验证：积水监测点采用“雷达液位计＋视频AI＋人工复核”机制，通过图像增强策略和2000余张历史图片训练，有效减少夜间误报。

运行效果：预警提前量、准确率与处置效率同步提升

2024年梅雨期（6月10日至7月20日），该区域累计降雨量386毫米，系统共生成积水风险预警312条，经人工复核确认有效预警291条，有效率高达93.3%。平均预警提前量为26分钟，最长提前量达到48分钟。

在2024年7月15日的最强短时降雨中，系统提前18分钟发布黄色预警，随后升级为橙色。某重点下穿通道预测积水深度0.34米，实际监测值0.31米，误差仅0.03米。由于预警提前，交警和排水单位在积水形成前12分钟到达现场，并在积水达到0.15米时实施临时封闭，处置时间较同类历史事件缩短约60%。