城市暴雨洪澇災害頻發，嚴重威脅人民生命財產安全和城市運行秩序。

傳統的防洪排澇手段在面對日益復雜的城市水系統時，常顯得力不從心。

數字孿生技術作為物理世界在數字空間的動態映射與仿真推演手段，為破解城市洪澇治理難題提供了全新思路。

一、 系統總體框架：四維協同的智慧治理體系

城市洪澇數字孿生系統并非單一模型或平臺，而是一個集“感知-計算-決策-協同”于一體的有機整體。

其核心目標在于實現對城市全域“降水-徑流-管網-河網-地表-閘泵”全要素、全過程的實時動態監測、精準模擬、預測預警與智慧調度。

該系統以水文水動力學模型為核心引擎，深度融合物聯網（IoT）、人工智能（AI）、大數據、云計算、BIM、3S（RS, GIS, GPS）等現代信息技術，構建起城市尺度的防洪排澇智慧治理體系。其基本框架如下圖所示： 

二、核心模塊構建與功能解析

1. 監測感知模塊：系統的“眼睛”

功能：負責對城市水系統狀態進行全方位、實時、高分辨率的感知與數據采集。這是系統運行的數據基石。

關鍵要素：

監測對象：涵蓋內澇（積水點、范圍、歷時）、氣象（降雨量、雷達回波、云圖）、水文（斷面流量、水位）、管網（井下液位、管道流量）、水工程（閘泵調度狀態）、水系（內河/湖水位）、水質（COD, BOD）等多源數據。

此外，高分辨率地形地貌、土地利用及遙感數據也是重要支撐。

技術要求:城市尺度要求更高的時空分辨率（如降雨5min，地形<5m）。需布設密集、穩定的傳感器網絡（如監測站網），并利用無人機、遙感等手段補充。

數據處理:需建立統一數據接口，集成多源異構數據。對原始數據進行清洗（去除異常值）、融合、存儲，確保數據質量與可用性。

2.核心計算模塊：系統的“大腦”