在全球气候变化背景下，极端降雨引发的城市内涝、河道洪水等灾害频发，传统防汛调度依赖人工巡查、经验判断的模式，已难以应对复杂多变的汛情。智慧水务作为新一代水务管理体系，融合物联网、大数据、人工智能、GIS（地理信息系统）等技术，构建起 “感知 - 分析 - 决策 - 执行 - 反馈” 的闭环管理流程，为应急防汛调度提供全流程、高精度、智能化的技术支撑。从汛前预警、汛中调度到汛后恢复，智慧水务通过实时监测汛情、科学模拟预测、动态优化调度方案，大幅提升防汛决策的准确性与应急响应的时效性，成为城市防洪减灾的 “智慧大脑”。本文将从智慧水务的核心技术支撑、在应急防汛调度各环节的具体应用、实际案例价值及未来发展方向四个维度，深入剖析其如何赋能应急防汛调度。

一、智慧水务支撑应急防汛调度的核心技术体系

智慧水务并非单一技术的应用，而是由 “感知层、数据层、平台层、应用层” 组成的综合技术体系，各层级协同联动，为应急防汛调度提供从数据采集到决策输出的全链条支持，解决传统防汛中 “信息孤岛”“数据滞后”“决策被动” 等痛点。

（一）感知层：构建全域汛情 “监测网”，实现数据实时采集

感知层是智慧水务的 “神经末梢”，通过布设各类传感器与监测设备，实现对降雨量、河道水位、管网水位、堤防状态、内涝积水等汛情关键数据的实时采集，为防汛调度提供第一手数据支撑。其核心设备与监测内容包括：

降雨量监测：在城市不同区域、河道流域布设翻斗式雨量计、超声波雨量计，实现降雨量数据 5 分钟 / 次采集，精准掌握降雨时空分布（如某区域 1 小时降雨量是否超过 50mm 的暴雨标准）；

水位监测：在河道、水库、排水管网、泵站进出口布设雷达液位计、静压式液位计，实时监测水位变化，同步传输至平台（如河道水位是否接近警戒水位、管网是否出现满管溢流）；

内涝监测：在城市低洼路段、地下通道布设积水传感器与视频监控设备，监测积水深度（精度达 ±25px）与积水范围，自动识别内涝风险；

堤防与设施监测：在河道堤防、水库大坝布设渗压计、位移传感器，监测堤防是否出现渗漏、沉降、滑坡等险情，同时通过视频巡检机器人替代人工巡查，提升险情发现效率。

例如，某城市智慧水务项目在全市布设 300 余个感知设备，实现 “降雨量 - 河道水位 - 管网水位 - 内涝积水” 数据的全域覆盖，数据采集频率最高达 1 秒 / 次，传输延迟控制在 10 秒以内，彻底改变传统人工巡查 “1 小时 / 次记录” 的滞后性。

（二）数据层：打造汛情 “数据中枢”，实现多源数据融合

数据层是智慧水务的 “数据仓库”，通过整合感知层采集的实时数据、历史防汛数据（如近 10 年洪水记录）、气象数据（如气象局发布的暴雨预警）、地理空间数据（如城市地形、管网分布图）、水利工程数据（如水库库容、泵站排水能力），构建统一的数据中台，解决传统防汛中 “数据分散在不同部门、格式不兼容” 的问题。

其核心功能包括：

数据清洗与标准化：通过算法去除异常数据（如传感器故障导致的跳变值），将不同格式的数据（如水位数据 “米”、降雨量数据 “毫米”）统一转换为标准化格式，确保数据可用性；

数据存储与共享：采用分布式数据库（如 Hadoop、Spark）存储海量数据（可保留 5 年以上历史数据），同时通过 API 接口实现与气象部门、应急管理部门、城管部门的数据共享，避免 “信息孤岛”；

数据关联分析：建立数据间的关联关系（如降雨量与河道水位上涨的关联性、管网水位与内涝发生的相关性），为后续模拟预测提供数据基础。

例如，某流域智慧水务数据中台整合了气象、水利、城管等 6 个部门的 12 类数据，实现 “降雨 - 水位 - 内涝” 数据的联动分析，当某区域降雨量达 30mm/h 时，系统可自动关联该区域下游河道水位变化趋势，提前预判汛情风险。

（三）平台层：构建防汛 “智慧大脑”，实现模拟预测与方案优化

平台层是智慧水务的核心，通过大数据分析、人工智能算法、水文水力模型，实现对汛情的模拟预测、风险评估与调度方案优化，将 “被动应对” 转为 “主动预判”。其核心功能包括：

汛情模拟预测：基于水文水力模型（如 HEC-HMS 流域水文模型、SWMM 城市排水模型），输入实时降雨量、水位数据，预测未来 6-72 小时的河道水位变化、管网排水压力、内涝发生范围（如预测某河道 12 小时后水位将超过保证水位 0.3m）；

风险评估：通过 AI 算法分析历史数据，划分汛情风险等级（如低风险、中风险、高风险），明确高风险区域（如城市低洼区、老旧管网片区），并评估可能的影响（如内涝将影响多少居民、多少道路）；

调度方案优化：根据汛情预测结果与水利工程能力（如泵站排水能力、水库泄洪能力），自动生成多种调度方案并对比优化（如 “开启 3 座泵站 + 水库预泄” 方案 vs “开启 5 座泵站 + 分洪区启用” 方案），计算各方案的防洪效果（如是否能将河道水位控制在安全线以下）与成本（如泵站能耗、分洪区损失），为决策提供量化依据。

例如，某智慧水务平台通过 SWMM 模型模拟城市排水过程，当预测某区域将出现 100mm/24h 降雨时，可提前计算出该区域管网将出现 5 处溢流点，进而自动生成 “优先开启周边 2 座泵站、临时封堵 3 处雨水口” 的调度方案，使溢流风险降低 70%。

（四）应用层：提供调度 “决策界面”，实现指令快速执行

应用层是智慧水务的 “操作终端”，通过 Web 端平台、移动端 APP、指挥中心大屏等形式，将平台层的分析结果与调度方案可视化呈现，供防汛指挥人员实时查看、决策，并实现调度指令的快速下达与执行反馈，形成 “决策 - 执行 - 反馈” 闭环。

其核心功能包括：

可视化监控：在指挥中心大屏上以 GIS 地图为基础，叠加实时汛情数据（如红色标注高风险内涝点、黄色标注警戒水位河道）、视频画面（如堤防现场、内涝路段），直观呈现全域汛情；

预警与报警：当数据达到预警阈值（如河道水位达警戒水位、内涝积水超 750px），系统自动通过平台弹窗、短信、APP 推送发布预警信息，明确预警等级与受影响区域；

调度指令下达：指挥人员通过平台直接向泵站、水库、应急队伍下达调度指令（如 “泵站开启至满负荷运行”“水库泄洪量调整为 50m³/s”），并实时接收执行反馈（如 “泵站已启动，当前排水流量 1000m³/h”）；

应急协同：平台内置应急通讯录与协同功能，可快速联动消防、交警、街道办等部门（如向内涝区域交警推送交通管制指令、向街道办推送群众转移通知）。

二、智慧水务在应急防汛调度各环节的具体应用

应急防汛调度是涵盖 “汛前准备 - 汛中处置 - 汛后恢复” 的全流程管理，智慧水务在每个环节均能发挥关键作用，通过技术赋能提升调度效率与防洪效果，减少灾害损失。

（一）汛前准备：提前预判风险，优化防御方案

汛前准备的核心是 “防患于未然”，智慧水务通过历史数据分析与汛情模拟，帮助防汛部门明确风险点、制定防御方案，避免传统 “凭经验准备” 的盲目性。

风险点排查：通过分析历史内涝数据、管网老化数据，结合地形数据，自动识别城市高风险区域（如某片区因管网管径不足、地形低洼，近 5 年发生 3 次内涝），并生成风险清单，指导防汛部门提前对该区域管网进行清淤、改造；

防御方案制定：基于气象部门的汛期预测（如预测本年度汛期降雨量较常年偏多 20%），通过水文模型模拟不同降雨情景下的汛情发展，制定针对性防御方案（如 “若出现 50 年一遇洪水，需提前开启 3 座水库预泄，腾空防洪库容 1000 万 m³”）；

物资与队伍部署：根据风险区域分布，优化防汛物资（如沙袋、水泵）与应急队伍的部署位置（如在高风险内涝点周边提前存放 20 台移动水泵，安排 3 支应急队伍待命），缩短应急响应时间。

例如，某城市在 2023 年汛前通过智慧水务平台，识别出 12 处高风险内涝点，提前完成管网清淤 30km、改造老旧管网 5km，并在风险点周边部署应急物资，为汛期防御奠定基础。

（二）汛中调度：动态优化方案，实现 “精准防洪”

汛中调度是防汛的核心环节，智慧水务通过实时监测汛情、动态模拟预测、自动生成调度方案，帮助指挥部门快速响应、精准决策，解决传统调度中 “依赖人工计算、方案调整滞后” 的问题。其应用场景包括：

河道与水库调度：当河道水位持续上涨时，系统实时监测入库流量、水库水位、下游河道承载能力，自动计算最佳泄洪方案。例如，某水库在汛期遭遇暴雨，系统预测若按当前入库流量，6 小时后水位将超过汛限水位 0.5m，随即生成 “泄洪量从 100m³/s 调整至 200m³/s” 的方案，并同步评估下游河道水位变化（确保下游水位不超警戒水位），指挥人员确认后，通过平台远程控制水库闸门开启度，实现精准泄洪；

排水管网与泵站调度：当城市出现强降雨，管网水位快速上升时，系统根据各区域管网水位数据、泵站运行状态，自动优化泵站启停顺序与运行负荷。例如，某区域管网水位达 80% 满管时，系统优先启动该区域周边 2 座泵站，并将运行负荷从 50% 提升至 100%，同时关闭上游雨水口，避免管网过载溢流；若水位仍持续上涨，系统则建议开启应急排水通道，联动城管部门疏导交通，确保排水顺畅；

内涝应急处置：当系统监测到某路段出现积水（深度超 750px），自动推送预警信息至应急队伍（包含积水位置、深度、影响范围），同时通过 APP 指导现场人员操作（如 “启用移动水泵抽水，优先保障主干道通行”）；若积水威胁地下车库、地铁出入口，系统可联动物业关闭挡水板，同步通知居民转移车辆。

某城市在 2023 年汛期遭遇短时强降雨（1 小时降雨量达 80mm），智慧水务平台通过动态调度，将 15 座泵站的排水效率提升 40%，内涝积水消退时间从传统的 4 小时缩短至 1.5 小时，减少经济损失超 2000 万元。

（三）汛后恢复：快速评估灾情，支撑重建决策

汛后恢复的核心是 “快速复盘、高效重建”，智慧水务通过数据复盘汛情影响、评估灾情损失，为灾后恢复重建提供科学依据，避免传统 “人工统计耗时长、数据不准确” 的问题。

灾情评估：通过整合内涝监测数据（如积水深度、持续时间）、视频监控数据、居民上报信息（如通过 APP 上报房屋进水情况），自动计算灾情损失（如某区域积水深度 1.2m、持续 24 小时，导致 50 户居民房屋进水、10 公顷农田受淹），生成灾情评估报告；

工程隐患排查：通过分析汛中堤防监测数据、泵站运行数据，识别水利设施隐患（如某堤防在汛中出现 0.5mm/h 的渗漏，需加固处理；某泵站因高负荷运行导致电机损坏，需维修更换）；

复盘与优化：对比汛前预测与实际汛情、调度方案与执行效果，分析存在的问题（如 “某区域内涝预测偏差较大，原因是降雨量数据采集点不足”），为下一年度防汛方案优化、智慧水务系统升级提供方向（如增加该区域降雨量监测设备）。

例如，某城市在 2022 年汛后通过智慧水务平台，仅用 3 天就完成全市灾情评估，较传统人工统计（需 10 天）效率提升近 3 倍，同时识别出 8 处水利设施隐患，为后续重建提供精准指引。

三、智慧水务支持应急防汛调度的实际案例与价值

从全国多地智慧水务项目的应用效果来看，其在应急防汛调度中的价值已得到充分验证，主要体现在 “提升预警准确性”“缩短响应时间”“减少灾害损失”“降低防汛成本” 四个方面，成为城市防洪减灾的重要支撑。

（一）案例 1：某流域智慧水务助力河道洪水调度

某流域因河道蜿蜒、支流众多，传统防汛中常因 “支流洪水汇入干流预警不及时” 导致干流堤防压力过大。该流域智慧水务项目实施后：

布设 120 余个水位、雨量监测点，实现支流与干流数据的全域覆盖；

基于水文模型，实现 “支流洪水 - 干流水位” 的联动预测，预测精度达 90% 以上；

2023 年汛期，某支流因暴雨出现洪水，系统提前 8 小时预测到支流洪水将导致干流某段水位超警戒水位 0.2m，指挥部门据此提前开启干流堤防的应急加固工程，并调度下游水库预泄，最终干流水位控制在安全线以下，避免堤防溃决风险。

（二）案例 2：某城市智慧水务缓解内涝问题

某城市老城区因管网老化、地形低洼，雨季常出现严重内涝。智慧水务项目实施后：

在老城区布设 80 余个内涝监测点、30 座智能泵站，实现 “降雨 - 管网水位 - 内涝” 数据的实时联动；

系统可根据降雨量自动调整泵站运行负荷，同时通过 APP 向居民推送内涝预警与绕行建议；

2023 年汛期，该城市遭遇 50 年一遇暴雨，智慧水务平台通过动态调度，使老城区内涝积水消退时间从 6 小时缩短至 2 小时，受影响道路从 20 条减少至 3 条，居民出行与财产损失大幅降低。

（三）应用价值总结

从案例中可看出，智慧水务为应急防汛调度带来的核心价值包括：

预警更精准：将汛情预测时间从传统的 2-4 小时延长至 6-72 小时，预测误差从 ±20% 降低至 ±5% 以内；

响应更快速：应急响应时间从传统的 1 小时缩短至 15 分钟以内，如内涝险情发现后，应急队伍可在 15 分钟内抵达现场；

损失更可控：通过科学调度，可使内涝积水消退时间缩短 30%-60%，河道洪水导致的堤防溃决风险降低 50% 以上；

成本更节约：通过优化泵站、水库运行方案，可减少防汛能耗 20%-30%，同时替代 30%-50% 的人工巡查工作量，降低人力成本。

四、未来发展方向：从 “智慧调度” 到 “智能自主调度”，提升防汛主动性

随着技术的不断迭代，智慧水务在应急防汛调度中的应用将向 “更智能、更自主、更协同” 方向发展，进一步提升防汛的主动性与前瞻性，构建 “无人值守、自动响应” 的智能防汛体系。

（一）AI 深度赋能：实现 “自主决策与执行”

未来，人工智能算法将深度融入防汛调度，从 “辅助决策” 升级为 “自主决策”。例如，系统可基于实时汛情与历史数据，自动生成调度方案并无需人工干预直接执行（如自动控制泵站启停、水库闸门开启度），实现 “汛情发生 - 方案生成 - 指令执行” 的全自动化闭环；同时，通过强化学习算法，系统可不断优化调度策略（如根据每次汛情处置效果调整算法参数），使调度方案越来越精准。

（二）多系统协同：构建 “全域防汛协同网络”

智慧水务将与城市应急管理系统、交通管理系统、气象预警系统、电力系统实现更深度的协同联动。例如，当智慧水务预测某区域将出现内涝时，可自动联动交通系统关闭该区域路段、引导车辆绕行；联动电力系统切断内涝区域的低压供电，避免触电事故；联动气象系统实时获取降雨云图，动态调整防汛策略，形成 “全域协同、多方联动” 的防汛格局。

（三）数字孪生融合：打造 “汛情模拟沙盘”

数字孪生技术将与智慧水务深度融合，构建城市或流域的 “数字孪生体”，实现汛情的 “可视化模拟与推演”。例如，通过数字孪生模型，可直观模拟不同降雨情景下（如 10 年一遇、50 年一遇洪水）的水位变化、内涝范围、堤防受力情况，甚至模拟调度方案的执行效果（如 “开启某泵站后，内涝消退速度如何”），为防汛指挥提供 “看得见、摸得着” 的模拟沙盘，提升决策的直观性与可靠性。

应急防汛调度的核心是 “早发现、早预判、早处置”，智慧水务通过构建全域感知的监测网络、多源融合的数据中枢、智能决策的平台大脑与高效执行的应用终端，彻底打破了传统防汛 “信息碎片化、决策经验化、响应滞后化” 的局限，为城市防洪减灾注入了 “科技基因”。从汛前精准排查风险点、制定科学防御方案，到汛中动态优化调度策略、快速处置内涝险情，再到汛后高效评估灾情、支撑重建决策，智慧水务贯穿应急防汛调度全流程，以数据驱动替代经验判断，以主动预判替代被动应对，大幅提升了防汛工作的科学性、精准性与时效性。

在全球极端天气频发、城市防洪压力持续增大的背景下，智慧水务不仅是技术升级的选择，更是保障城市水安全、守护人民生命财产安全的必然要求。从流域层面的洪水调度到城市层面的内涝治理，其应用价值已在多地实践中得到验证 —— 它让预警时间更充裕、调度方案更优化、灾害损失更可控、防汛成本更经济，成为城市抵御洪水灾害的 “坚实屏障”。

展望未来，随着 AI 自主决策、多系统协同联动、数字孪生模拟等技术的深度融合，智慧水务将逐步实现从 “智慧调度” 向 “智能自主调度” 的跨越，构建起 “无人值守、自动响应、全域协同” 的智能防汛体系。但技术的发展永远服务于实际需求，智慧水务的建设仍需结合不同城市的地形特点、管网现状、防汛痛点，因地制宜优化方案，避免 “一刀切” 式的技术堆砌。唯有将技术创新与实际需求深度结合，才能让智慧水务真正成为城市应急防汛调度的 “智慧大脑”，为建设更安全、更韧性的城市水安全体系提供持续动力。