数智城市 | AI 赋能:让城市内涝治理更聪明
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随着城市化进程的加速,城市内涝问题日益凸显,对城市运行、居民生活及经济发展造成了严重影响。本研究旨在探索城市内涝治理智能化的有效路径,通过运用大数据、人工智能、物联网、5G等新兴技术,为防汛工作注入智慧力量。研究发现,这些技术的融合应用能够显著提升城市内涝治理中的感知、监测、预警、分析及管理能力。具体而言,大数据技术可整合多源数据,实现风险分析;人工智能技术能通过机器学习与深度学习进行积水预测与图像识别;物联网技术可实时采集关键数据;5G技术则保障数据的实时传输。这些发现对于构建更加高效、精准的城市内涝治理体系具有重要意义,为城市可持续发展提供了有力支撑。

一、政策引领:城市内涝治理数字化
城市内涝治理既是重大民生工程,也是重大发展工程,更是国家推进城市治理体系和治理能力现代化的重要组成部分。近年来,国家层面密集出台一系列政策文件,为城市内涝治理的智慧化、数字化转型划定了清晰的路线图,提供了坚实的政策保障。
2021 年 4 月,国务院办公厅印发《国务院办公厅关于加强城市内涝治理的实施意见》(国办发〔2021〕11 号),这是 “十四五” 时期我国城市内涝治理的顶层设计文件。文件明确提出,到 2025 年,各城市因地制宜基本形成 “源头减排、管网排放、蓄排并举、超标应急” 的城市排水防涝工程体系,排水防涝能力显著提升;到 2035 年,各城市排水防涝工程体系进一步完善,总体消除防治标准内降雨条件下的城市内涝现象。文件特别强调,要 “加强信息化建设,实现城市内涝治理全流程信息化管理”,“建立完善城市排水防涝数字化管控平台,整合气象、水文、工程设施、隐患点位等信息,提升城市内涝风险研判、预警、应急处置能力”,首次从国家层面将智慧化建设纳入城市内涝治理的核心任务体系。
2022 年 4 月,住房和城乡建设部、国家发展改革委、水利部三部门联合印发《“十四五” 城市排水防涝体系建设行动计划》(建城〔2022〕36 号),对国办发〔2021〕11 号文件的要求进行了细化落地。文件明确要求,“加快信息化、智慧化建设,建立市政排水管网地理信息系统(GIS),实现管网信息化、账册化管理,动态更新管网数据信息”,“整合城市排水防涝相关数据资源,构建排水防涝数字孪生平台,提升预报、预警、预演、预案‘四预’能力”,同时提出要 “推动 5G、大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术与排水防涝工作深度融合,提升监测预警、联合调度、应急处置的智能化水平”。该文件将智慧化建设从 “可选动作” 变为 “必选任务”,明确了 “十四五” 期间城市排水防涝智慧化体系建设的具体目标和实施路径。
在防灾减灾的整体框架中,智慧化防汛的政策支撑同样持续完善。2022 年 7 月,国家减灾委员会印发《“十四五” 国家综合防灾减灾规划》(国减发〔2022〕1 号),明确提出要 “充分利用 5G、大数据、云计算、人工智能等技术手段,集成建设灾害风险快速研判、智能分析、科学评估等分析模型,建设重大灾害风险早期识别和预报预警系统,提升长中短临灾害风险预报预警的效率和精度”,将人工智能等技术纳入自然灾害防治体系建设的核心支撑。同年,国务院办公厅印发《国家防汛抗旱应急预案》(国办函〔2022〕48 号),对防汛抗旱的监测预警、应急响应、指挥调度等环节进行了全面规范,特别强调要 “加强监测预警信息化建设,实现多部门信息共享和协同联动,提升防汛抗旱的智能化决策水平”。
2024 年,水利部先后出台《关于加快构建水旱灾害防御工作体系的指导意见》《关于推进水库、水闸、蓄滞洪区运行管理数字孪生的指导意见》(水运管〔2024〕269 号),进一步明确了水利领域数字化转型的方向,提出要 “统筹建设数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生工程,构建具有‘四预’功能的数字孪生水利体系”,“深化北斗、人工智能、大数据、高分辨率遥感等技术在水旱灾害防御中的应用”,为城市内涝治理中 “厂网河” 一体化智慧调度、流域与城市洪涝统筹治理提供了技术指引。
一系列政策文件的密集出台,构建起了从顶层设计到落地实施的完整政策体系,清晰传递出国家层面对城市内涝治理的核心导向:城市内涝治理早已不是单纯的工程建设问题,而是 “工程体系 + 智慧体系” 双轮驱动的系统治理工程;数字化、智能化不仅是提升内涝治理效率的技术手段,更是推动城市治理现代化的核心引擎。
从政策演进的脉络来看,我国城市内涝治理的智慧化发展呈现出三个清晰的趋势:一是从 “设施信息化” 向 “全流程智能化” 升级,从最初的管网数据数字化录入,升级到覆盖感知、监测、预警、分析、调度、处置、复盘的全链条智能管控;二是从 “城市单点治理” 向 “流域系统协同” 延伸,打破城市行政边界,推动流域与城市、上游与下游的洪涝统筹、联排联调;三是从 “政府单一主导” 向 “多主体协同共治” 拓展,通过数字化平台打通部门壁垒,联动社会力量,构建全民参与的治理格局。
截至 2025 年底,“十四五” 收官之际,全国已累计治理消除 5900 余个城市严重易涝积水点,超过一半的地级及以上城市开展了城市基础设施生命线安全工程建设,配套加装了物联智能感知设备,城市排水防涝的智慧化体系建设已从试点探索进入全面铺开的新阶段。而随着极端天气频发的挑战加剧,如何让智能技术真正深度融入内涝治理的每一个环节,破解传统治理的深层痛点,成为行业发展的核心命题。

二、技术赋能:构建智慧力量
智慧防汛体系的构建,从来不是单一技术的应用,而是多种数字技术的深度融合、协同发力。从感知层的神经末梢到平台层的中枢调度,再到应用层的场景落地,一套完整的技术链条正在为内涝治理注入源源不断的“智慧力量”。
精准、全面、实时的感知数据,是智慧内涝治理的基础和前提。物联网技术的快速发展,让城市排水防涝的感知能力实现了质的飞跃,而 5G 技术的普及,则为海量感知数据的实时传输提供了可靠的通信保障,二者结合,构建起了 “天空地” 一体化的全域感知网络,让城市内涝的每一个动态变化都 “尽收眼底”。
在地面感知层面,各类智能物联网终端实现了对排水防涝全要素的全覆盖监测。在降雨监测方面,高密度的智能雨量站实现了城市建成区亚公里级的网格化覆盖,能够实时监测分钟级的降雨量、降雨强度,为短临降雨预报提供精准的基础数据;在积水监测方面,智能液位计、电子水尺、压力式水位传感器等设备,在城市下穿隧道、低洼路段、地下空间入口等易涝积水点实现了全覆盖,能够实时监测积水深度,一旦超过阈值立即触发告警;在管网监测方面,管网流量传感器、液位传感器、智能雨箅、井盖状态监测仪等设备,部署在管网的关键节点、雨水口、检查井等位置,能够实时监测管网的运行状态、流量液位变化、井盖移位、雨水口堵塞等情况,让原本 “黑箱运行” 的地下管网变得透明可视;在河道和泵站监测方面,智能水位计、流量计、闸泵状态传感器等设备,实时监测河道水位、流速、泵站和闸门的运行状态,为厂网河联合调度提供实时数据支撑。
在空中感知层面,无人机、测雨雷达、卫星遥感等技术,弥补了地面固定监测点位的不足,实现了更大范围的动态监测。搭载高清摄像头、多光谱传感器、雷达测高设备的无人机,在汛期能够快速飞赴积水区域,实时回传现场画面,精准测量积水范围和深度,为应急指挥提供第一手的现场数据;X 波段测雨雷达能够实现对局地强降雨的精准监测,空间分辨率达到 100 米级,时间分辨率达到 1 分钟级,能够精准捕捉短临强降雨的形成和发展过程,为内涝预警提供充足的提前量;高分辨率遥感卫星则能够实现对大范围区域的雨情、水情、淹没范围的监测,为流域性洪涝和城市内涝的统筹治理提供宏观数据支撑。
而 5G 技术的应用,则为整个感知网络提供了 “高速通道”。5G 技术具备 “大带宽、低时延、广连接、高可靠” 的核心优势,能够支持海量物联网终端的同时接入,实现监测数据的毫秒级实时回传;5G 的边缘计算能力,能够在前端终端实现数据的预处理和智能分析,减少云端计算压力,提升告警响应速度;而 5G 网络的高可靠性,即使在极端强降雨、断电等恶劣条件下,依然能够保持稳定的通信连接,确保感知数据不中断,为应急指挥提供持续的数据支撑。
城市内涝治理的数据中枢,核心是实现 “多源数据融合、一数一源管理、全域共享应用”。在数据整合方面,数据中枢横向打通了住建、水利、气象、应急、交通、公安、城管、自然资源等多个部门的数据壁垒,整合了四大类核心数据:一是基础地理信息数据,包括城市地形地貌、高程模型、地下管网、建筑分布、水系格局、土地利用等空间数据,构建了城市的数字底图;二是实时监测数据,包括雨量、水位、积水、管网流量、闸泵运行状态、视频监控等物联网感知数据,实现了城市水情的实时动态更新;三是业务管理数据,包括排水设施台账、易涝积水点 “一点一策” 方案、应急预案、应急队伍、应急物资、抢险设备等管理数据,实现了业务要素的全量数字化;四是外部关联数据,包括交通通行、人口分布、地下空间、舆情信息、市民上报等数据,为风险研判和应急处置提供全面的支撑。

三、AI赋能城市内涝治理的关键技术
3.1
大数据技术
3.1.1 大数据在气象水文数据整合中的应用
城市内涝的预测与防控依赖于对气象、水文等多源数据的全面整合与深度分析。大数据技术通过其强大的数据收集与处理能力,为内涝预测提供了坚实的数据基础。在气象领域,大数据技术能够整合来自地面观测站、卫星遥感以及数值天气预报模型的多源数据,形成高时空分辨率的气象数据集。同时,在水文领域,大数据技术可以结合河流流量、水位监测以及地下水动态变化等信息,构建全面的水文数据库。然而,多源数据整合过程中面临诸多技术难点,例如数据格式不统一、数据质量参差不齐以及数据规模庞大等问题。为解决这些问题,研究者通常采用分布式存储与计算框架(如Hadoop和Spark),结合数据清洗与预处理方法,实现多源数据的高效整合与标准化处理。此外,基于大数据的数据挖掘技术能够从海量数据中提取关键特征,为后续的内涝风险分析提供支持。通过上述技术手段,大数据技术不仅提升了数据整合的效率,还为内涝预测模型的构建奠定了坚实的基础。
3.1.2 基于大数据的城市内涝风险分析
基于大数据的内涝风险分析是城市防汛决策的重要依据。通过对气象、水文、地形及社会经济等多维度数据的综合分析,可以准确识别城市内涝的高风险区域及其风险等级。具体而言,大数据技术能够结合地理信息系统(GIS)平台,将地形高程、排水管网分布、人口密度及经济资产分布等空间数据与实时气象水文数据相结合,构建动态风险评价模型。例如,基于XGBoost算法的内涝风险评估模型已被成功应用于长三角核心城市,该模型通过融合气象、地形和社会经济指标,实现了对内涝风险的精准分级与空间分布可视化。此外,大数据技术还支持对历史内涝事件的回溯分析,从而揭示内涝发生的时空规律及其主要影响因素。这种方法不仅有助于识别高风险区域,还能为防汛资源的优化配置提供科学依据。例如,通过分析历史积涝数据与降雨强度的关系,可以确定易涝点的空间分布特征,并制定针对性的防洪排涝措施。因此,基于大数据的风险分析方法在提升城市内涝治理能力方面具有重要意义。
3.2
人工智能技术
3.2.1 机器学习算法在积水预测中的应用
机器学习算法在城市内涝积水预测中展现了显著的优势。通过对历史降雨数据、地形特征及排水管网运行状况的学习,机器学习模型能够预测积水深度、范围及其变化趋势。常用的机器学习算法包括K近邻算法(KNN)、支持向量机(SVM)以及随机森林(Random Forest)等。其中,KNN算法因其简单高效的特点,在宁波海曙城区的内涝预报系统中得到了成功应用。该系统通过模拟不同降雨情景下的积水情况,建立了降雨-积涝关系数据库,并利用KNN算法对城市内涝情况进行实时预报预警。然而,不同算法在实际应用中存在一定的局限性。例如,SVM算法在处理高维数据时表现出色,但其计算复杂度较高;而随机森林虽然具有较强的抗过拟合能力,但对噪声数据较为敏感。因此,选择合适的机器学习算法需要综合考虑数据特点、预测精度及计算效率等因素。此外,机器学习算法的性能还受到训练数据质量的影响,因此在实际应用中需注重数据的清洗与标注工作。
3.2.2 深度学习在图像识别辅助防汛决策中的应用
深度学习技术通过图像识别算法为城市内涝的实时监测与防汛决策提供了重要支持。卷积神经网络(CNN)作为深度学习的核心算法之一,能够从内涝现场的监控视频中提取关键信息,例如积水深度、道路通行状况及人员疏散情况。基于AI的图像识别算法模型已被植入前端监测设备,实现了对城市内涝水位的智能识别。例如,某智慧城市项目通过部署超高清摄像机、AI算力GPU及无线路由器,构建了一套完整的城市内涝水位识别系统。该系统能够实时分析监控视频,生成积水深度热力图,并将结果反馈至防汛指挥中心,为决策者提供直观的现场信息。此外,深度学习技术还能够结合无人机航拍影像,对大范围的内涝区域进行快速识别与评估。这种方法在应急响应中尤为重要,能够显著提高防汛决策的时效性与准确性。然而,深度学习模型的应用也面临一些挑战,例如对高质量标注数据的需求较高,以及模型训练过程中的计算资源消耗较大。因此,在实际应用中需要优化模型架构并提升数据标注效率,以充分发挥深度学习技术的优势。
3.3
物联网技术
3.3.1 物联网传感器布设与数据采集
物联网技术通过在城市排水管网、河道及易涝点等关键位置布设传感器,实现了对内涝相关数据的实时采集与动态监测。传感器的合理选型与科学布设是确保数据采集质量的关键因素。在传感器选型方面,通常选择具备高精度、低功耗及抗干扰能力强的设备。例如,压阻式水位传感器可用于监测河道水位变化,而超声波流量计则适用于测量排水管网的流量数据。在布设原则方面,需根据城市地形特征、排水系统结构及历史内涝分布情况,确定传感器的最优部署位置。例如,在盐南高新区的内涝监测系统中,研究人员结合区域地形特点,在低洼地带及排水管网出口处密集部署传感器,以实现对内涝风险的精准感知。此外,物联网技术还支持多类型传感器的协同工作,例如将雨量传感器与水位传感器相结合,可以实现对降雨-积涝过程的关联分析。这种多源数据融合的方式不仅提高了监测数据的准确性,还为后续的内涝预测与决策提供了更为全面的信息支持。
3.3.2 数据传输与组网技术
物联网传感器采集的数据需要通过可靠的通信技术实现快速、稳定的传输,以满足城市内涝监测的实时性需求。5G技术凭借其低时延、大带宽及高可靠性的特点,成为物联网数据传输的理想选择。在实际应用中,物联网传感器通常采用无线通信协议(如LoRa、NB-IoT)将数据上传至网关设备,再通过5G网络传输至云端服务器进行处理与分析。这种分层组网方案不仅提高了数据传输效率,还降低了网络建设成本。例如,在某城市的防洪排涝信息化系统中,研究人员通过部署5G基站与边缘计算节点,实现了对传感器数据的毫秒级传输与本地化处理,显著提升了系统的响应速度。此外,为了确保数据传输的安全性,研究者还采用了数据加密与认证机制,防止数据在传输过程中被篡改或泄露。通过上述技术手段,物联网技术为城市内涝监测提供了高效、可靠的数据传输解决方案。
4.4
5G技术
3.4.1 5G低时延特性在实时监控中的应用
5G技术的低时延特性为城市内涝的实时监控提供了重要保障。在城市内涝监测系统中,传感器采集的数据需要以毫秒级的时间延迟传输至指挥中心,以确保决策者能够及时掌握现场情况。5G网络通过引入边缘计算技术,将数据处理任务从云端迁移至靠近数据源的边缘节点,大幅降低了数据传输的往返时延。例如,在数字孪生黄河建设项目中,研究人员利用5G网络的低时延特性,实现了对洪水演进过程的实时模拟与险情预警。该系统能够在极端天气条件下,快速传输内涝监测数据,并为防汛部门提供直观的险情分布信息。此外,5G网络还支持多设备的同时接入,能够满足大规模传感器网络的实时数据传输需求。这种能力在城市内涝监测中尤为重要,因为单一场次降雨可能触发数千个传感器的数据上报。通过5G低时延特性,城市内涝监测系统能够实现数据的实时采集、传输与分析,从而为防汛决策提供强有力的技术支撑。
3.4.2 5G大带宽支撑高清视频回传
5G技术的大带宽特性为城市内涝现场的高清视频回传提供了重要支持。在内涝应急管理中,实时获取现场的高清视频信息对于制定科学合理的防汛决策至关重要。然而,传统的通信技术在传输高清视频时往往面临带宽不足的问题,导致视频画面卡顿或延迟。5G网络通过提供高达1Gbps以上的下载速率,能够有效支持内涝现场高清视频的实时回传。例如,在某智慧城市项目中,研究人员通过部署5G网络与超高清摄像机,构建了一套完整的城市内涝视频监控系统。该系统能够实时传输积水深度、道路通行状况及人员疏散情况等信息,为防汛指挥中心提供了直观的现场画面。此外,5G网络还支持多路视频流的同时传输,能够满足不同监控点的需求。通过结合视频编码技术与流媒体传输协议,5G网络进一步优化了视频传输效率,确保了高清视频的流畅播放。因此,5G大带宽特性为城市内涝监测与应急管理提供了重要的技术支持,显著提升了防汛决策的科学性与时效性。

四:实践深耕:国内城市智慧实践
1
长沙:AI 视觉技术重构内涝监测巡查体系
长沙作为南方多雨城市,地处湘江下游,汛期降雨集中,城区地势低洼区域较多,历史易涝积水点数量多,内涝治理压力巨大。过去,长沙的内涝监测主要依靠人工轮巡模式,工作人员需要对城区近 10 万个监控摄像头、300 余个历史积水点进行逐点查看,单次轮巡耗时超半小时,不仅效率极低,而且无法实现全天候监测,极易出现延误。针对这一痛点,长沙市全面推广智慧视觉监测系统,用 AI 技术重构了内涝监测巡查体系。
长沙的智慧视觉监测系统,核心是 AI 计算机视觉技术的深度应用。全市在 120 余个积水风险点完成了 AI 监测设备的安装部署,依托智慧视觉技术对路面积水重点点位进行全天候无感监控。系统通过深度学习算法,能够精准识别路面积水的涟漪、波纹及水面反光度,自动判定积水情况和积水深度,一旦超过阈值立即向后台实时告警,实现了积水隐患的秒级发现、秒级预警。
相较于传统的人工巡查模式,AI 视觉监测系统实现了质的飞跃。过去单次人工轮巡耗时超半小时,如今系统能够实现全天候 24 小时不间断监测,积水告警实现秒级反馈;过去人工巡查容易出现视觉疲劳、遗漏误判,如今系统白天路面积水监控告警反馈精准度达 100%,即使在夜间,也能通过红外补光和算法优化,保持极高的识别精度。同时,系统还能够与市政排水管网 GIS 系统、应急指挥平台深度联动,一旦发现积水告警,自动调取周边的管网、泵站、应急资源信息,自动生成处置方案,智能派单至周边的应急处置队伍,实现 “预警 – 派单 – 处置 – 反馈” 的全流程闭环管理。
截至 2026 年 3 月,长沙市同步推进了市政排水管网提质运维工作,完成市政排水管网清浚 4457 公里,清掏雨水口 19.8 万余座,结合 AI 视觉监测系统,构建了 “源头养护 + 智能监测 + 快速处置” 的全链条治理体系,大幅提升了城市汛期内涝应对能力。
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杭州:城市大脑赋能内涝精准智治
杭州作为全国智慧城市建设的先行者,依托城市大脑建设,将人工智能、大数据技术深度融入城市内涝治理,打造了 “一网统管、精准预警、闭环处置” 的智慧防汛体系,形成了超大城市内涝智慧治理的杭州范式。
杭州的智慧内涝治理体系,以城市运行 “一网统管” 平台为核心,构建了全要素的数字底座。平台横向打通了气象、城管、市政、河道、交通、公安等多个部门的数据壁垒,归集了内涝治理相关的全量城市生命体征数据,接入了全市 923 个雨量站、231 个降雨分区气象预报数据、180 座隧道积水监测设备、30 个易积水点信息、6 万余路公共视频监控资源,治理融合形成了城市安全运行 “全要素数字画像”,实现了雨情、水情、工情、险情的全量实时感知。
在精准预警方面,杭州各区都打造了具有特色的 AI 预警模型。上城区联合浙江大学、杭州师范大学等科研团队,研发了拥有完全自主知识产权的 “气象 – 地形 – 管网水文耦合模型”,可提前 15-30 分钟精准预测城区各网格点积水深度、范围和持续时间,预测精度达 92% 以上,历史积水点空间位置匹配率超 89%,为防御措施部署赢得了关键时间;同时联合市气象局开发了汇水单元雨量分配模型,实现了未来 1 小时降雨的亚公里级、分钟级精准预测。滨江区打造了数字治水云平台,在全区划分了 12 个排水分区,每十分钟报送一次排水分区的风险预警,根据气象数据模型分析,精准计算易积水的点位和路段,科学部署防积水措施,在 2024 年梅雨季期间,平台累计发布 140 次排水分区预警,全部精准推送至相关责任人。
在闭环处置方面,杭州的 “一网统管” 平台构建了 “平台派单 — 现场处置 — 结果反馈 — 复盘核查” 的全流程闭环管理体系。平台的 “防汛大脑” 系统,一旦监测到积水险情,第一时间启动智能派单程序,自动将预警信息和处置指令交办至对应的区县、街道和处置单位,实时跟踪督办、协调处置,处置完成后自动进行结果核查和归档。2025 年 6 月的梅雨季,系统捕捉到萧山区博奥路与金惠路交叉口出现积水险情,8 分钟内完成了预警发布、智能派单,不到 2 小时就完成了积水处置,处置效率较传统模式提升了数倍。上城区的 “AI 天眼” 系统,实现了从发出自动预警到现场处置完毕,全程不到半小时,截至 2025 年 6 月,已自动识别超 3 万起问题,80% 的初筛工作由 AI 完成,极大地释放了人力,提升了处置效率。

五、未来展望:新质生产力驱动城市内涝治理升级
当前,以人工智能、大数据、数字孪生为代表的新一代信息技术,正在成为推动城市内涝治理高质量发展的新质生产力。随着技术的持续迭代、政策的不断深化、实践的持续积累,城市内涝智慧治理将朝着 “全域协同、全链智能、全时可控、全民参与” 的方向持续升级,推动城市内涝治理体系和治理能力实现根本性的现代化跃升。
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AI 深度赋能,实现质的飞跃
随着人工智能大模型技术的快速发展,行业大模型将与城市内涝治理实现深度融合,彻底改变当前碎片化的 AI 应用模式,实现预报、预警、预演、预案 “四预” 能力的质的飞跃。
未来,城市内涝治理行业大模型,将融合气象、水文、地理、工程、应急等全领域的专业知识,学习全国海量的历史降雨、内涝事件、工程数据、应急处置案例,构建起覆盖全场景、全链条的智能体系。在预报方面,大模型能够融合多源气象数据,实现超长时效、超高精度的短临强降雨预报,大幅提升极端降雨的预判能力;在预警方面,大模型能够实现多尺度、全区域的内涝风险精准预判,自动生成靶向预警信息,实现自然语言交互的智能叫应;在预演方面,大模型能够与数字孪生技术深度结合,快速模拟不同极端降雨情景下的内涝发展全过程,对不同的应急方案、调度措施进行仿真预演和效果评估;在预案方面,大模型能够根据实时雨情、水情,自动生成针对性的应急预案和处置方案,智能调度应急资源,实现从 “预案标准化” 向 “预案个性化、动态化” 的升级。
同时,多模态大模型将实现视频、语音、文本、传感器数据的多源融合处理,能够自动识别视频中的积水险情、自动解析语音调度指令、自动处理海量的监测数据,实现内涝治理全流程的自然语言交互,让指挥人员能够通过语音指令,快速完成数据查询、方案生成、指令下达、调度处置,大幅提升应急指挥效率。
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数字孪生全域覆盖,构建治理新范式
数字孪生技术,将成为未来城市内涝治理的核心底座,从当前的重点区域、重点流域试点,向全域全要素覆盖升级,构建起 “物理世界与数字世界实时映射、虚实融合” 的治理新范式。
未来,城市将建成覆盖全域的高精度排水防涝数字孪生体,实现从流域到城市、从社区到管网、从河道到泵站的全要素、全尺度的数字镜像。数字孪生体将与全域感知网络深度联动,实现物理世界的雨情、水情、工情、险情在数字世界的实时同步、动态映射,让指挥人员能够在数字世界中,直观、全面地掌握城市内涝的实时动态。同时,数字孪生体将搭载高精度的水文水动力学模型和 AI 大模型,能够实现不同降雨情景下的内涝发展过程仿真模拟,对不同的工程改造方案、调度措施、应急预案进行预演和优化,为规划设计、工程建设、调度指挥、应急处置提供全流程的数字支撑。
数字孪生技术还将实现从 “城市内涝治理” 向 “城市水系统全要素治理” 的延伸,融合水资源、水环境、水生态、水安全等多个维度,构建起 “四水统筹” 的数字孪生水系统,实现城市水系统的全生命周期智慧管理。
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全域协同治理体系完善,实现一体化
未来,城市内涝治理将彻底打破部门壁垒和区域边界,构建起 “跨部门、跨层级、跨区域” 的全域协同治理体系,实现流域与城市一体化、洪涝统筹的系统化治理。
在跨部门协同方面,将建立起常态化的数据共享和业务协同机制,制定全国统一的城市内涝治理数据标准和共享规范,实现住建、水利、气象、应急、交通、公安等部门的数据实时互通、业务深度联动,构建起 “数据共享、统一指挥、协同联动、闭环处置” 的跨部门治理格局,彻底解决 “各自为战” 的问题。
在跨区域协同方面,将建立起流域上下游、左右岸的协同治理机制,实现流域内雨情、水情数据的实时共享,构建流域级的数字孪生平台和联合调度系统,统筹流域防洪与城市排涝,实现上下游水库、河道、蓄滞洪区与城市排水系统的联排联调、协同应对,从流域层面系统性解决城市内涝问题。
4
深度深化,实现全周期精细化治理
未来,城市内涝智慧治理将彻底改变 “重汛期、轻非汛期”“重应急、轻预防” 的传统模式,实现 “平战结合” 的深度深化,构建起 “非汛期预防性治理 – 汛期应急性处置 – 汛后复盘优化” 的全周期精细化治理体系。
在非汛期,智慧体系将聚焦于预防性治理,通过 AI 技术对排水管网、泵站、河道等设施进行智能健康评估,精准识别管网破损、淤积堵塞、行洪障碍等隐患,为设施养护、更新改造提供精准靶向;通过数字孪生技术,对城市内涝风险进行系统性评估,识别治理短板,为城市排水防涝规划、工程建设、海绵城市建设提供科学的决策支撑;通过 AI 模拟演练,开展常态化的应急培训和预案演练,提升应急队伍的处置能力和多部门的协同能力。
在汛期,智慧体系将实现全流程的智能应对,从短临降雨预报、内涝风险预警,到联合智能调度、应急资源精准调度,再到现场处置闭环管理,实现全流程的智能化、精准化管控,最大化降低内涝造成的损失。
在汛后,智慧体系将实现全流程的智能复盘,通过 AI 技术对整个汛期的应对过程进行全面的数据分析,系统性识别治理短板和工作不足,针对性地提出工程改造、预案优化、能力提升的具体措施,推动城市内涝治理能力在 “实战 – 复盘 – 优化” 的循环中持续提升。
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普惠化发展加速,实现整体提升
未来,随着技术的不断成熟、成本的持续下降,城市内涝智慧化建设将从超大城市、特大城市,向三四线城市、县城加速下沉,实现普惠化发展,推动全国城市内涝治理能力的整体提升。
针对中小城市和县城资金有限、技术不足的痛点,未来将出现更多轻量化、低成本、易部署、易运维的智慧化解决方案。通过云原生技术,打造 SaaS 化的智慧内涝治理平台,中小城市无需投入大量资金建设本地机房和系统,只需通过云端服务,即可实现监测预警、应急调度等核心功能,大幅降低建设成本;通过标准化的前端感知设备,降低部署和运维成本,实现快速部署、即插即用;通过全国统一的 AI 大模型和数字孪生底座,为中小城市提供标准化的模型服务,无需本地投入大量资源进行模型训练和优化,大幅降低技术门槛。
同时,国家层面将出台更多的支持政策,加大对中小城市、县城内涝智慧化建设的资金支持和技术指导,建立东部发达城市与中西部中小城市的对口帮扶机制,推动成熟的技术模式和建设经验向中西部地区推广,实现全国城市内涝治理能力的整体提升。
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公众参与全面升级,构建全民共治
未来,智慧内涝治理将打破 “政府单一主导” 的传统模式,通过数字化平台,实现公众参与的全面升级,构建起 “政府主导、社会协同、公众参与” 的全民共治新格局。
通过面向公众的移动端应用,公众能够实时获取所在区域的降雨预报、内涝预警、积水点位信息、避险路线规划等服务,提前做好防范措施,提升自救互救能力;公众能够通过移动端,快速上报身边的积水隐患、井盖移位、雨水口堵塞等问题,实现 “全民巡查、全民监督”,成为政府监测体系的有效补充;平台能够根据公众上报的信息,自动派单至相关部门进行处置,并将处置结果实时反馈给公众,形成 “公众上报 – 政府处置 – 结果反馈” 的闭环机制,提升公众的参与感和满意度。
同时,通过数字化平台,能够向公众普及防汛防涝、避险自救的知识,提升公众的防灾意识和自救能力,构建起全民防汛的坚实防线,让城市内涝治理从政府的 “独角戏”,变成全社会共同参与的 “大合唱”。

结语
城市内涝治理,守护的是城市的安全底线,关乎的是人民群众的生命财产安全,是践行 “人民城市人民建,人民城市为人民” 重要理念的核心体现。在全球气候变化加剧、极端天气频发的大背景下,仅靠传统的工程模式,已经无法应对新时代城市内涝治理的挑战。而以人工智能为核心的新一代信息技术,正在从根本上重构城市内涝治理的底层逻辑,让城市内涝治理从 “被动抢险” 走向 “主动预判”,从 “经验驱动” 走向 “数据驱动”,从 “单点治理” 走向 “系统协同”,真正变得 “更聪明、更精准、更高效”。
从国家层面的顶层设计,到各个城市的实践探索,我国城市内涝智慧治理已经迈出了坚实的步伐,取得了显著的成效。尽管当前依然面临诸多挑战和瓶颈,但随着技术的持续迭代、政策的不断深化、实践的持续积累,我们有理由相信,AI 等数字技术必将持续为城市内涝治理注入强大的 “智慧力量”,推动构建起更加系统、更加智能、更加韧性的城市排水防涝体系,让城市彻底告别 “看海” 的尴尬,让人民群众在城市生活得更安全、更安心、更幸福,为城市高质量发展筑牢坚实的安全底板。
编辑:住房和城乡建设信息化网
作者:Rain润
声明:文中部分数据及案例素材来源于网络及相关媒体公开资料,仅供参考。

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