面向某干旱区的水资源“四预”联动机制设计与应用

Abstract

西北干旱与半干旱过渡地带具有暴雨洪水突发性强的特点，而传统水资源管理系统中“预报-预警-预演-预案”（“四预”）功能彼此松耦合，导致防洪响应滞后、决策效率低下。针对这一问题，本文以某典型干旱区灌域为研究区，设计并实现了一套以“预报-预警-预演”闭环联动为核心的数字孪生水资源管理系统。首先构建了融合实时动态校正的短临集成预报模型，延长预见期至72h；其次定义了耦合预报结果的“水位-流量”多级动态预警规则，变被动告警为主动预判；进而在三维数字孪生场景中实现可交互的洪水演进预演与预案可视化匹配。基于研究区内两座关键拦洪库2023—2025年汛期实测数据的回溯试验表明：相比于原有人工经验模式，本文方法将平均预警提前时间由11.2h延长至64.5h，预警准确率由80%提升至96%，预案推演与调整耗时由约1.5h压缩至5min以内；不同预见期下的纳什效率系数均高于0.70。该系统为同类干旱区水利工程“四预”体系建设提供了可行且高效的技术范式。