数字孪生平台助力北京密云水库分钟级响应

密云水库数字孪生平台工作界面

今年第13号台风“白海豚”8月登陆我国后，创下有气象观测史以来的多项极端纪录。在“白海豚”北上的同时，北京密云水库的洪水调度方案已在数字世界里反复推演。依托灾后重建构筑的密云水库数字孪生平台，上千个感知设备实时回传监测数据，系统分钟级完成多场景洪水推演、滚动生成十余套预报调度方案，为水库蓄泄权衡、下游风险防控提供科学决策支撑。

推进防洪数智化

密云水库数字孪生平台上线

如果说“一年基本恢复”是治标，那么“三年全面提升”则是治本。据了解，北京市90项“三年全面提升”类项目均于2024年上半年全面开工，截至今年7月底，已有54项完工。

在骨干防洪工程建设方面，北京已完成10座水库、水闸除险加固工作，同步更新自动化监测系统，通过加固坝体、修缮溢洪道与输水洞等核心构筑物，彻底消除老旧水利工程安全隐患，保障水库稳定安全运行。记者注意到，为了实现远程调度，提高防洪调度效率，水库修复工程并不止于恢复原有功能，更是让防洪调度迈向智能管控阶段。密云水库在今年汛期前，除了将“水下门神”——白河发电隧洞拦污栅进行了更换外，还上线了密云水库数字孪生平台，让洪水未至、洪水调度方案已经开始在数字世界里推演成为可能。

8月11日夜，密云山区雨幕横飞，风雨裹挟洪水向库区袭来。此刻，密云水库管理处数字孪生会商室气氛骤然拉紧。调度运行科褚旭紧盯跳动的数据，快速操作密云水库数字孪生平台。“平台累计接入1000多个雨水情、工情等多类监测传感设备。”密云水库数字孪生办公室负责人郝皓介绍，依托这些灵敏的“感知神经”以及水文水动力模型，数字孪生平台实现了水库洪水预报调度智能响应。“传统人工演算方法耗时几十分钟甚至更久，现在直接被压缩至分钟级。”

“海量数据助力水库安全隐患早识别、早预警，精准捕捉大坝变形、渗流等风险信号，指标一旦超阈值即刻触发预警。”郝皓介绍，暴雨期间，数字孪生平台每日接收数据超过4万条。同一时间，200多路高清摄像机“瞪大眼睛”：大坝迎水面、背水坡脚、溢洪道闸室“尽收眼底”。在AI识别算法加持下，还能自动甄别闸前水面漂浮物等异常。

实践证明，在此次暴雨应对过程中，密云水库数字孪生平台充分展现了综合支撑能力。郝皓介绍，平台将洪水演进、工程安全纳入一体化预演，帮助水库在“蓄泄权衡”中寻找“最优解”，“降雨中该平台就滚动生成不同降雨场景下的洪水预报10余个、模拟调度预演上百次。”

夜以继日抢工期

59项水毁修复项目如期完成

洪水的破坏力极强，而恢复重建的第一场硬仗，便是确保在2024年汛期前，让受损的水利及供排水工程防洪能力恢复到灾前水平并有所提升。这是一场与时间的赛跑。北京市水务局将59项“一年基本恢复”类水毁修复项目列为重中之重。

在“23·7”流域性特大洪水中，永定河北京段部分堤防等水利设施遭到严重损毁。在应急抢修基础上，北京市水务局在2023年汛后开始组织实施永定河各项水毁修复工程建设。到2024年5月，曾经被巨大的洪峰流量冲断的下游分水堤已经修葺一新。“永定河干流堤防水毁修复工程在场施工人数最多时可达几百名，工程最终赶在入汛前基本完工。”时任北京市永定河管理处卢沟桥分洪枢纽管理所副所长郭一健介绍。同年6月，永定河北京段恢复正常行洪功能。

据介绍，“一年基本恢复”项目累计完成12座水库、8座水闸、500余公里河道、580公里山洪沟道治理，127处水文站及监测设施修复，受损水利工程防洪能力达到灾前水平并有所提升。同时，供排水保障全面恢复。洪水过后，房山、门头沟、昌平、延庆等区的供水设施不同程度受损，通过应急送水、应急抢修等措施，在灾后一周时间基本实现了“路通水到”；在灾后一个月基本恢复了稳定供水；在灾后第一年，恢复重建供水厂站130座、供水管线约1100余公里，北京所有受灾区域全面恢复常态化稳定供水，消除洪灾遗留供水安全隐患，城乡供水保障能力全面回归灾前标准，稳稳守住民生供水底线。

缓冲空间再扩容

八大蓄滞洪区遍布重点流域

全面提升还体现在流域防洪“缓冲空间”大幅扩容上。北京聚焦永定河、北运河流域防洪薄弱环节，集中新建、完善8座蓄滞洪区，全域新增蓄滞洪容量约3500万立方米，相当于17.5个昆明湖，并创新践行“平急两用”建设理念，实现生态休闲与防洪避险功能双向兼顾。

今年主汛期前，温榆南堰工程主体完工并正式投用，补齐“通州堰”防洪体系“上蓄”最后一块拼图，温榆河公园“一区三河六闸堰”防洪体系全面成型，整体可蓄滞1200万立方米洪水，相当于6个昆明湖的蓄水量。在位于清河入温榆河汇合口下游约1公里处，北青报记者看到，桥下一面崭新的灰色大闸坝挺立，有着“万夫莫开”之势，“这是温榆南堰，是温榆河公园蓄滞洪区‘南北分区’调度策略中的核心控制性工程之一。同时，也是温榆河应对区域超标准洪水的‘最后一道防线’。”北京市水务局温榆河公园协调小组办公室负责人李文宇介绍。温榆南堰工程完工并投用后，使得北京温榆河公园蓄滞洪区的分级滞洪模式成为现实，可与已完工的辛堡闸、清河堰、温榆北堰等协同作用，分级蓄洪，从中小洪水到特大洪水分层吸纳，洪峰过后有序退水，全程闭环可控，显著提升温榆河、清河洪水联合调度能力，筑牢北京城市副中心上游的防洪屏障。

实际上，北京自三年前就开始系统性全新布局八大蓄滞洪区，遍布京南、京西、京东重点流域，覆盖河道治理、闸坝建设、生态修复、智慧管控等多个维度。如今，八大蓄滞洪区基本落地成型，3500万立方米新增蓄滞库容让流域防洪“缓冲空间”大幅扩容。

完善城乡供排水

让城乡居民喝上“放心水”

基础设施的重建，不仅关乎防洪安全，同时也守护着千家万户的用水安全。三年来，北京在完善城乡供排水体系上持续发力，让城乡居民喝上“放心水”。截至目前，北京已建成投产门头沟区门城水厂，提升改造城子水厂，进一步提升城乡供水设施抵御风险能力。

更深刻的变化发生在山区。针对重点受灾区域，170余处山区村庄供水站启动标准化改造，从源头上解决供水设施抗灾能力弱的短板。截至2025年底，北京梯次推进300处山区村庄供水站标准化改造，最大程度实现城乡供水同源、同网、同质、同服务、同监管。同时，污水处理与再生水利用能力也得到提升。垡头、五里坨等15座再生水厂完成新建改造，56公里污水管线、18公里再生水管线建成投用，北京污水处理能力达到819万立方米/日，为城市水环境的持续改善奠定了基础。