山洪災(zāi)害是洪澇災(zāi)害中最為嚴(yán)重的致傷致亡災(zāi)種。2010年以來，水利部牽頭組織開展了全國山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目建設(shè)，創(chuàng)造性地構(gòu)建了適合我國國情、專群結(jié)合的山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警體系和群測(cè)群防體系，實(shí)現(xiàn)了山洪災(zāi)害防御體系從“無”到“有”的歷史性突破，發(fā)揮了顯著的防災(zāi)減災(zāi)效益，近十年山洪災(zāi)害造成的死亡失蹤人數(shù)較項(xiàng)目實(shí)施之前十年減少約七成。但是，我國特殊的地形條件、人口空間分布和降雨時(shí)空不均等因素導(dǎo)致山洪災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)長期存在，如何精準(zhǔn)識(shí)別排查山洪風(fēng)險(xiǎn)隱患，針對(duì)可能發(fā)生的山洪災(zāi)害及早發(fā)出精準(zhǔn)預(yù)警，為基層責(zé)任人提前組織人員轉(zhuǎn)移提供專業(yè)技術(shù)支撐，推動(dòng)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警體系提檔升級(jí)，是當(dāng)前水利部門普遍面臨的新挑戰(zhàn)。
智慧水利建設(shè)是推動(dòng)新階段水利高質(zhì)量發(fā)展六條實(shí)施路徑之一。2021年，水利部先后印發(fā)《關(guān)于大力推進(jìn)智慧水利建設(shè)的指導(dǎo)意見》《智慧水利建設(shè)頂層設(shè)計(jì)》《“十四五”智慧水利建設(shè)規(guī)劃》《“十四五”期間推進(jìn)智慧水利建設(shè)實(shí)施方案》，并要求以時(shí)不我待的緊迫感、責(zé)任感、使命感，攻堅(jiān)克難、扎實(shí)工作，大力推進(jìn)建設(shè)。山洪災(zāi)害防治屬于智慧水利典型應(yīng)用之一，前期已有較好的算據(jù)、算法、算力基礎(chǔ)，有望在數(shù)字化、智能化等方面有所作為，促使山洪災(zāi)害防治向新階段邁進(jìn)。
通過10余年來山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目實(shí)施，完成了全國山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)，劃分了53萬余個(gè)小流域，建立了山洪災(zāi)害防治全要素時(shí)空數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)了跨部門監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)信息的數(shù)據(jù)共享和協(xié)同，建成山洪災(zāi)害自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)縣級(jí)與省、地市防汛計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和視頻會(huì)商系統(tǒng)的互聯(lián)互通，研發(fā)了缺水文資料地區(qū)分布式水文模型。已有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和開展的工作不僅能夠支持?jǐn)?shù)字山洪災(zāi)害防治，也可為智慧水利建設(shè)提供算據(jù)、算法、算力。1.數(shù)字孿生小流域和全要素時(shí)空數(shù)據(jù)庫——算據(jù)基礎(chǔ)建立了我國第一套小流域劃分規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和編碼系統(tǒng)，完成了全國53萬余個(gè)小流域的劃分，提取了每個(gè)小流域75項(xiàng)基本屬性和300余萬條溝道、河流的基本特征，形成小流域初級(jí)階段的數(shù)字孿生。構(gòu)建了山洪災(zāi)害防御時(shí)空信息數(shù)據(jù)模型與多維數(shù)據(jù)立方體，收集全國6萬多個(gè)山洪雨水情監(jiān)測(cè)站點(diǎn)和5萬個(gè)氣象多要素站實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，建成了全國山洪災(zāi)害防御全要素時(shí)空數(shù)據(jù)庫，為數(shù)字山洪防治提供了算據(jù)基礎(chǔ)。
▲數(shù)字山洪防治的算據(jù)基礎(chǔ)
基于流域拓?fù)潢P(guān)系、氣象水文分區(qū)特征，從降雨插值計(jì)算、蒸散發(fā)計(jì)算、小流域洪水分析特點(diǎn)出發(fā)，結(jié)合基于網(wǎng)格的分布式山洪模擬技術(shù)建立了全國—流域片—模型集群—中小流域—子流域單元—網(wǎng)格的分層耦合模型框架，在全國劃分了132個(gè)山洪預(yù)報(bào)預(yù)警一級(jí)分區(qū)和5215個(gè)分布式山洪模擬模型單元組。其中，具有代表性的分布式山洪模擬模型包括時(shí)空變?cè)椿旌袭a(chǎn)流模型和中國山洪水文模型（CNFF-HM）。時(shí)空變?cè)椿旌袭a(chǎn)流模型適用于地形多樣、產(chǎn)流機(jī)制復(fù)雜的山區(qū)小流域山洪模擬；中國山洪水文模型采用模塊化建模技術(shù)，集成各類非線性產(chǎn)匯流算法，通過模擬對(duì)象與水文過程算法的松散耦合，滿足不同水文—地質(zhì)—?dú)夂蝾愋偷貐^(qū)山洪模擬模型建模需要。3.監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)——算力基礎(chǔ)截至2021年，全國山洪災(zāi)害自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)達(dá)13.2萬個(gè)，其中山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目建有7.7萬個(gè)，共享氣象水文部門站點(diǎn)5.5萬個(gè)。與山洪災(zāi)害防治項(xiàng)目建設(shè)之初相比，全國自動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)量增加約21倍，最小報(bào)汛時(shí)段縮短到5min，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)入庫時(shí)間縮短到5～10min，數(shù)據(jù)信息量增加100余倍。建成國家級(jí)、7個(gè)流域機(jī)構(gòu)級(jí)、30個(gè)省級(jí)（含新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)）、305個(gè)地市級(jí)和2076個(gè)縣級(jí)的山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警（或監(jiān)測(cè)預(yù)警信息管理）平臺(tái)，在縣級(jí)基本實(shí)現(xiàn)了雨水情自動(dòng)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)監(jiān)視、預(yù)警信息生成和發(fā)布、責(zé)任人和預(yù)案管理、統(tǒng)計(jì)查詢等功能，實(shí)現(xiàn)縣級(jí)與省級(jí)、地市級(jí)防汛計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和視頻會(huì)商系統(tǒng)的互聯(lián)互通，提升了基層信息化水平。多數(shù)省份已進(jìn)行省級(jí)監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)鞏固升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了“一級(jí)部署、多級(jí)應(yīng)用”，開展了省級(jí)山洪災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù)和預(yù)警信息社會(huì)化發(fā)布。國家級(jí)、福建省等平臺(tái)采用了山洪小流域洪水并行計(jì)算架構(gòu)，十萬量級(jí)小流域洪水模擬計(jì)算時(shí)間不超過1min，能夠滿足山洪災(zāi)害精細(xì)化預(yù)報(bào)預(yù)警的時(shí)效性要求。2010—2015年，我國開始以縣級(jí)為重點(diǎn)，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警為手段，按照雨水情監(jiān)測(cè)→縣級(jí)平臺(tái)信息入庫→預(yù)警判定→通過短信網(wǎng)關(guān)（或預(yù)警廣播）向鄉(xiāng)鎮(zhèn)或村責(zé)任人發(fā)布預(yù)警的流程，建設(shè)各級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)，同時(shí)將監(jiān)測(cè)和預(yù)警信息共享上報(bào)至市級(jí)、省級(jí)和國家級(jí)平臺(tái)，部、省、市、縣四級(jí)實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)互通。山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)主要由水利專網(wǎng)、服務(wù)器、軟件、數(shù)據(jù)庫、GIS平臺(tái)、短信網(wǎng)關(guān)等組成，主要功能包括基礎(chǔ)信息查詢、水雨情信息查詢、水雨情監(jiān)視預(yù)警、應(yīng)急響應(yīng)及快報(bào)、值班管理和系統(tǒng)管理等。縣級(jí)以上層級(jí)的平臺(tái)主要承擔(dān)縣級(jí)的監(jiān)督管理和防御指導(dǎo)職責(zé)。通過建設(shè)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)防汛指揮系統(tǒng)向縣級(jí)延伸，部分重點(diǎn)區(qū)域還將防汛計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、視頻延伸到鄉(xiāng)鎮(zhèn)，填補(bǔ)了基層防汛指揮系統(tǒng)的空白，極大提升了基層信息化水平。這一階段的山洪災(zāi)害防治及監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)可概括為：從零起步、縣為主體、分散部署、靜態(tài)預(yù)警指標(biāo)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警，可稱為山洪災(zāi)害防治“1.0”。2016—2021年，隨著山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)成果特別是全國53萬余個(gè)小流域劃分成果全面應(yīng)用，同時(shí)為了解決分散部署而導(dǎo)致的基層運(yùn)行維護(hù)管理困難、預(yù)警指標(biāo)不夠精準(zhǔn)、預(yù)警覆蓋面不足等實(shí)際問題，提出了“利用山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)工作底圖，一級(jí)部署、多級(jí)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)預(yù)警，強(qiáng)化在線監(jiān)管和社會(huì)化服務(wù)，建立多階段梯次化預(yù)警體系”的思路，水利部制定了《省級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警平臺(tái)技術(shù)要求》，各地開始鞏固提升省級(jí)監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)。其中，福建省在構(gòu)建分布式水文模型集群、建立時(shí)空大數(shù)據(jù)等方面做了探索，積累了經(jīng)驗(yàn)。福建省在省級(jí)監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)上對(duì)9077個(gè)小流域?qū)崿F(xiàn)了初級(jí)數(shù)字映射，構(gòu)建了10個(gè)水文模型集群和108個(gè)分布式水文模型單元，創(chuàng)建了山丘區(qū)洪水實(shí)時(shí)連續(xù)模擬業(yè)務(wù)化應(yīng)用系統(tǒng)；形成了覆蓋全省的包含123589個(gè)對(duì)象、22類拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、1372471對(duì)關(guān)聯(lián)關(guān)系的山洪災(zāi)害防御時(shí)空大數(shù)據(jù)；研發(fā)了覆蓋全省的24h氣象預(yù)警、2h臨近預(yù)報(bào)預(yù)警和實(shí)時(shí)暴雨洪水預(yù)報(bào)預(yù)警等不同預(yù)見期山洪災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型；采用“省級(jí)部署、多級(jí)應(yīng)用”的集約化建設(shè)模式，構(gòu)建了全省山洪災(zāi)害防御“一庫、一圖、一平臺(tái)”，實(shí)現(xiàn)了“一數(shù)一源”和平臺(tái)共享共用，統(tǒng)一了防汛業(yè)務(wù)平臺(tái)的登錄門戶、省市縣三級(jí)防御信息、預(yù)警機(jī)制和功能界面。這一階段的山洪災(zāi)害防治和監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)可以概括為一張底圖、平臺(tái)集約化部署管理、多階段梯次預(yù)警，可稱為山洪災(zāi)害防治“2.0”。伴隨全球氣候變化和山丘區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)活躍程度不斷增強(qiáng)，局部地區(qū)短歷時(shí)強(qiáng)降雨事件多發(fā)頻發(fā)重發(fā)，我國近年山洪災(zāi)害防御形勢(shì)愈發(fā)嚴(yán)峻：一是未來極端降水事件的頻次、強(qiáng)度將進(jìn)一步增加；二是隨著脫貧攻堅(jiān)、鄉(xiāng)村振興等國家戰(zhàn)略實(shí)施和農(nóng)村人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的增強(qiáng)，山區(qū)小流域孕災(zāi)環(huán)境發(fā)生變化，兩類因素相互疊加，意味著未來我國山洪災(zāi)害防御難度將進(jìn)一步加大。山洪災(zāi)害防治事關(guān)人民群眾生命安全、財(cái)產(chǎn)安全和民生福祉。防治山洪，減少人員傷亡，是防災(zāi)減災(zāi)的中心任務(wù)之一。山洪災(zāi)害防治發(fā)展到新階段，數(shù)字化、智能化迭代升級(jí)是其必由之路，必須運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)、思維、認(rèn)知，以數(shù)字化和智能化為山洪災(zāi)害防治賦能、提質(zhì)、增效。數(shù)字山洪防治將利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)手段，統(tǒng)籌運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)、數(shù)字化思維、數(shù)字化認(rèn)知，對(duì)山洪災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、隱患排查、風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避、監(jiān)測(cè)預(yù)警、預(yù)報(bào)預(yù)警、提請(qǐng)避險(xiǎn)等全過程進(jìn)行系統(tǒng)梳理，以科學(xué)研判識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)、提高預(yù)警精準(zhǔn)度、延長預(yù)見期、快速準(zhǔn)確劃定人員避險(xiǎn)范圍為目標(biāo)，以小流域?yàn)閱卧陨胶闉?zāi)害下墊面和時(shí)空大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)構(gòu)建數(shù)據(jù)底板，以國家級(jí)、省級(jí)監(jiān)測(cè)預(yù)警平臺(tái)為載體，以數(shù)字化場(chǎng)景、智慧化模擬、靶向化預(yù)警、精準(zhǔn)化防控為路徑，以算據(jù)、算法、算力建設(shè)為支撐，重點(diǎn)研發(fā)并完善山洪預(yù)演場(chǎng)景庫、山洪模擬模型和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，逐步實(shí)現(xiàn)山洪災(zāi)害的預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案“四預(yù)”功能，實(shí)現(xiàn)山洪災(zāi)害防御體系從“有”到“好”的轉(zhuǎn)變。▲不同階段山洪災(zāi)害防治的技術(shù)特征對(duì)比綜合考慮前期已有基礎(chǔ)，對(duì)標(biāo)“十四五”智慧水利目標(biāo)要求，數(shù)字山洪應(yīng)該包括數(shù)據(jù)底板、智能化山洪模擬與預(yù)警模型、數(shù)字山洪“四預(yù)”業(yè)務(wù)應(yīng)用和數(shù)字山洪基礎(chǔ)保障體系等方面內(nèi)容。數(shù)字山洪數(shù)據(jù)底板是數(shù)字山洪的“算據(jù)”，主要建設(shè)任務(wù)包括完善L1級(jí)數(shù)據(jù)底板、建設(shè)L2級(jí)和L3級(jí)數(shù)據(jù)底板、數(shù)據(jù)匯集與服務(wù)平臺(tái)。（1）完善L1級(jí)數(shù)據(jù)底板對(duì)于數(shù)字山洪而言，L1級(jí)數(shù)據(jù)底板是全國山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)成果中已建設(shè)完成的全國統(tǒng)一的基礎(chǔ)底圖。但隨著時(shí)間的推移，小流域下墊面、經(jīng)濟(jì)社會(huì)、人口分布等已發(fā)生較大變化，2016年年底的山洪災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)成果亟須更新完善，除更新1∶50000基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、53萬個(gè)小流域及其特征屬性和下墊面特征、優(yōu)于2.5m分辨率的全國土地利用和植被類型等數(shù)據(jù)外，還需將補(bǔ)充調(diào)查評(píng)價(jià)成果、分析評(píng)價(jià)補(bǔ)充完善成果以及部分重點(diǎn)區(qū)域檢驗(yàn)復(fù)核成果集成至L1級(jí)數(shù)據(jù)底板。（2）建設(shè)L2級(jí)和L3級(jí)數(shù)據(jù)底板數(shù)字山洪L2級(jí)數(shù)據(jù)底板覆蓋山洪災(zāi)害危險(xiǎn)區(qū)，包括無人機(jī)遙感影像數(shù)字正射影像圖（DOM）數(shù)據(jù)、測(cè)圖衛(wèi)星DEM數(shù)據(jù)等，主要是進(jìn)行數(shù)字山洪重點(diǎn)區(qū)域（城鎮(zhèn)、集鎮(zhèn)、重要設(shè)施）精細(xì)建模；數(shù)字山洪L3級(jí)數(shù)據(jù)底板覆蓋危險(xiǎn)區(qū)上游及危險(xiǎn)區(qū)內(nèi)水利工程、公路、橋涵，包括工程區(qū)域的無人機(jī)傾斜攝影、重要工程的BIM數(shù)據(jù)，主要是進(jìn)行數(shù)字山洪關(guān)鍵局部實(shí)體場(chǎng)景建模。在智慧水利數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范下，結(jié)合山洪數(shù)據(jù)特點(diǎn)，編制山洪數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、預(yù)警信息、業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)等在水利部本級(jí)、流域管理機(jī)構(gòu)、省級(jí)水行政主管部門的匯集、下發(fā)與同步。2.數(shù)字山洪基礎(chǔ)設(shè)施通過技術(shù)設(shè)備更新?lián)Q代解決傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)手段共享難、存在盲區(qū)、保障率低的問題，進(jìn)一步優(yōu)化監(jiān)測(cè)站網(wǎng)布局，將來可以構(gòu)建以測(cè)雨雷達(dá)網(wǎng)為骨架，自動(dòng)雨水情監(jiān)測(cè)站點(diǎn)、視頻流速（流量）識(shí)別為觸角的空天地立體監(jiān)測(cè)體系，自動(dòng)雨水情監(jiān)測(cè)站點(diǎn)配齊北斗衛(wèi)星通信信道，在山區(qū)橋梁、學(xué)校、醫(yī)院等重要部位場(chǎng)所設(shè)置簡易水位（視頻）監(jiān)測(cè)站，消除“燈下黑”，以便現(xiàn)地獲取實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息。山洪云是水利云的子云，可提供高可靠度的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和高性能的計(jì)算資源，主要建設(shè)內(nèi)容包括統(tǒng)一云管理平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)資源、計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源等部分。基于云技術(shù)通過兩層服務(wù)架構(gòu)（基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層和平臺(tái)服務(wù)層）支撐現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的遷移和應(yīng)用部署，打通已有山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)孤島，融合水利、氣象等不同部門，省、市、縣等層級(jí)的靜態(tài)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，達(dá)到數(shù)字山洪的核心數(shù)據(jù)建設(shè)目標(biāo)。落實(shí)“十四五”智慧水利建設(shè)規(guī)劃中水利網(wǎng)絡(luò)安全體系建設(shè)的有關(guān)要求，夯實(shí)網(wǎng)絡(luò)安全責(zé)任，開展信息安全等級(jí)保護(hù)測(cè)評(píng)等網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)，提升平臺(tái)信息安全防護(hù)能力。智能化山洪模擬與預(yù)警模型是數(shù)字山洪的“算法”，主要包括高分辨率降雨場(chǎng)模型、山洪模擬模型、山洪預(yù)警模型、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型、可視化與仿真模型等。利用大數(shù)據(jù)算法，研發(fā)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站異常識(shí)別技術(shù)，提高自動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性；利用測(cè)雨雷達(dá)，獲得高時(shí)空分辨率的局地測(cè)雨數(shù)據(jù)，共享氣象部門S/C波段天氣雷達(dá)測(cè)雨數(shù)據(jù)，研發(fā)X波段測(cè)雨雷達(dá)和S/C波段天氣雷達(dá)組網(wǎng)測(cè)雨技術(shù)，以及雷達(dá)測(cè)雨與地面雨量站的降雨融合技術(shù)，獲得準(zhǔn)確的高分辨率降雨場(chǎng)，消除監(jiān)測(cè)盲區(qū)，提高監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性。同時(shí)，研發(fā)X波段雷達(dá)臨近預(yù)報(bào)技術(shù)，共享氣象部門S/C波段天氣雷達(dá)臨近預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)和數(shù)值降雨預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，建立不同預(yù)見期不同分辨率的降雨預(yù)報(bào)場(chǎng)。考慮氣象、水文、地形等不同，在全國范圍劃分不同的山洪分區(qū)，研究不同分區(qū)山洪形成與致災(zāi)機(jī)理。在不同的山洪分區(qū)構(gòu)建不同的山洪模擬模型，動(dòng)態(tài)確定山洪模擬模型的有關(guān)參數(shù)，以適應(yīng)不同分區(qū)山洪過程的模擬。山洪模擬模型包括水文模型、水動(dòng)力模型、水沙模型等或各類模型的耦合模型。構(gòu)建小流域洪水演進(jìn)分析數(shù)字化場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)洪水時(shí)空演進(jìn)過程直觀化展示。在多階段遞進(jìn)式山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警體系的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善氣象風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模型，細(xì)化山洪致災(zāi)臨界條件；在現(xiàn)有山洪災(zāi)害實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)警指標(biāo)分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)歷史山洪災(zāi)害發(fā)生時(shí)相應(yīng)的降雨量和土壤含水量動(dòng)態(tài)變化，建立動(dòng)態(tài)智能預(yù)警模型；經(jīng)過山洪災(zāi)害補(bǔ)充調(diào)查評(píng)價(jià)和有關(guān)檢驗(yàn)復(fù)核工作，重構(gòu)基于山洪災(zāi)害防御大數(shù)據(jù)的復(fù)雜要素關(guān)聯(lián)，將雨量、水位、流量等預(yù)警指標(biāo)與預(yù)警對(duì)象關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化預(yù)警。（4）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型建立考慮下游洪水頂托、橋梁壅水、水沙淤積、塘壩蓄滯堵潰、雨峰移動(dòng)方向等情景庫，聚焦于實(shí)時(shí)評(píng)估承災(zāi)體風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和精細(xì)刻畫風(fēng)險(xiǎn)鏈遷移過程，研發(fā)“水文—水動(dòng)力—風(fēng)險(xiǎn)”時(shí)序過程推演的山洪風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，基于網(wǎng)格化模擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)中小河流洪水實(shí)時(shí)和預(yù)設(shè)情景風(fēng)險(xiǎn)的精細(xì)化分析與評(píng)估，提高風(fēng)險(xiǎn)時(shí)空展布精細(xì)度。可視化模型主要是實(shí)現(xiàn)自然背景、流域?qū)傩浴⒘鲌?chǎng)動(dòng)態(tài)、水利工程以及山洪預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案“四預(yù)”過程，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)運(yùn)行環(huán)境的快速搭建。解決10萬量級(jí)雨量站、10min間隔海量數(shù)據(jù)高分辨率全國范圍降雨空間分布無損成圖與多比例尺快速實(shí)時(shí)渲染成圖，以及全國（或省級(jí)）尺度的暴雨山洪事件的快速空間發(fā)現(xiàn)和山洪風(fēng)險(xiǎn)的快速識(shí)別等難題。其中，自然背景包括河道、溝道、湖泊、植被、建筑、道路、危險(xiǎn)區(qū)、防治區(qū)、村莊、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等；流域?qū)傩园ㄐ×饔虻奶卣鲄?shù)、產(chǎn)匯流特性等；流場(chǎng)動(dòng)態(tài)包括水位、流量及土石、泥沙運(yùn)動(dòng)等；水利工程主要包括水庫、水閘、堤防等。仿真模型是充分利用數(shù)字山洪數(shù)據(jù)底板和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)山丘區(qū)數(shù)字孿生小流域與物理流域同步仿真，構(gòu)建實(shí)時(shí)渲染、動(dòng)態(tài)視覺特效、空間計(jì)算等功能。4.數(shù)字山洪“四預(yù)”系統(tǒng)數(shù)字山洪“四預(yù)”業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)利用已有的省級(jí)山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，能夠?qū)崿F(xiàn)基于數(shù)字化場(chǎng)景的重點(diǎn)防御單元山洪過程智能化模擬與山洪風(fēng)險(xiǎn)精準(zhǔn)化預(yù)報(bào)預(yù)警，提升極端暴雨山洪數(shù)字化演練能力，直觀展示山洪災(zāi)害可能風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)及薄弱環(huán)節(jié)，支撐山洪災(zāi)害防御精準(zhǔn)化決策和轉(zhuǎn)移避險(xiǎn)。預(yù)報(bào)功能分為兩部分：一是降雨預(yù)報(bào)，二是小流域洪水預(yù)報(bào)。降雨預(yù)報(bào)提供氣象部門共享的24h數(shù)值降雨預(yù)報(bào)、1~3h天氣雷達(dá)臨近預(yù)報(bào)以及各地結(jié)合自身實(shí)際開展的測(cè)雨雷達(dá)臨近預(yù)報(bào)；小流域洪水預(yù)報(bào)是以降雨監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)分布式水文模型和水動(dòng)力模型為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)山洪溝流量、水位過程的滾動(dòng)分析計(jì)算，輸出小流域和河段的洪水模擬分析結(jié)果，實(shí)現(xiàn)水文和水動(dòng)力模型參數(shù)的本地化，降低模型參數(shù)不確定性。其中降雨監(jiān)測(cè)包括地面雨量站監(jiān)測(cè)降雨、雷達(dá)監(jiān)測(cè)降雨以及多源數(shù)據(jù)融合降雨。▲數(shù)字山洪“預(yù)報(bào)”業(yè)務(wù)在多階段遞進(jìn)式山洪災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警體系下，基于降雨監(jiān)測(cè)、降雨預(yù)報(bào)和小流域洪水預(yù)報(bào)結(jié)果，配合相應(yīng)的山洪預(yù)警模型與預(yù)警指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化的山洪監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警與預(yù)警信息發(fā)布。預(yù)警信息應(yīng)由預(yù)警時(shí)間、等級(jí)、持續(xù)時(shí)間、超警指標(biāo)、預(yù)警范圍等要素組成，提供預(yù)警態(tài)勢(shì)分析、查詢統(tǒng)計(jì)等功能；通過統(tǒng)一的預(yù)警信息發(fā)布通道，采用短信網(wǎng)關(guān)、微信公眾號(hào)、移動(dòng)App和信息共享接口等方式建立多方式預(yù)警信息發(fā)布服務(wù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)警信息的多渠道、多部門標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)布和社會(huì)化服務(wù)。▲數(shù)字山洪“預(yù)警”業(yè)務(wù)預(yù)演一般包括兩種形式：一是實(shí)地演練，目的是讓基層干部群眾了解掌握預(yù)警信號(hào)和轉(zhuǎn)移路線；另一種是基于平臺(tái)的數(shù)字化演練，目的為山洪風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，以城鎮(zhèn)和重要集鎮(zhèn)、重要基礎(chǔ)設(shè)施（如生命線工程、變電站、醫(yī)院、學(xué)校、養(yǎng)老院、核設(shè)施等）為對(duì)象，通過實(shí)時(shí)和預(yù)設(shè)情景，識(shí)別和排查潛在的風(fēng)險(xiǎn)隱患點(diǎn)，針對(duì)性開展防御措施部署。預(yù)演時(shí)，結(jié)合當(dāng)前暴雨洪水發(fā)展態(tài)勢(shì)，設(shè)定不同情境，包括未來降雨的定量設(shè)置、主支流匯合頂托、橋梁壅水、水沙淤積、束窄河段壅水、塘閘壩群蓄滯堵潰、雨水同向（逆向）等，需要充分考慮山洪災(zāi)害發(fā)生的不確定性和復(fù)合放大效應(yīng)。▲數(shù)字山洪“預(yù)演”業(yè)務(wù)預(yù)案是根據(jù)動(dòng)態(tài)的山洪監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警結(jié)果和不同情境下的預(yù)演結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整的針對(duì)性措施，明確可能影響的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村莊、人口等范圍以及需采取的防御措施，及時(shí)傳達(dá)至防御責(zé)任人。具體措施包括預(yù)置救援力量、關(guān)閉景區(qū)、提醒人員減少出行、停業(yè)停課停工（三停）、組織人員轉(zhuǎn)移避險(xiǎn)、脆弱地點(diǎn)（養(yǎng)老院、醫(yī)院、學(xué)校）脆弱人群（老弱病殘?jiān)小⒘羰貎和瘚D女）特殊幫扶措施等。▲數(shù)字山洪“預(yù)案”業(yè)務(wù)
