北京市雨水情监测预报“三道防线”示意图 北京市水文总站制图

　　□本报记者 张雅丽

　　方案打磨、现场勘察、设备采购、技术指导……连日来，北京市水文总站水文监测科工作人员王槿妍和同事们一直奋战在永定河官厅山峡段雨水情监测预报“三道防线”建设一线，紧锣密鼓地推进各项准备工作。

　　前瞻、精准的雨水情监测预报信息是把握先机、支撑决策的重要前提。2024年以来，北京市进一步加快构建由气象卫星和测雨雷达、雨量站、水文站组成的雨水情监测预报“三道防线”，不断提高预报预警的现代化、智慧化水平，以监测技术升级带动预报模型升级，进一步延长洪水预见期，提高洪水预报精准度。

　　主动出击

　　下好防汛先手棋

　　当仅仅依靠传统监测预报手段难以满足洪水防御的需求时，就必须借助高科技手段强化防御洪水的决策支撑。加快构建雨水情监测预报“三道防线”，就成为跑赢洪涝灾害、科学防汛备汛的必由之路。

　　“第一道防线借助气象卫星和测雨雷达来获取较大范围的天气信息，将可能的降雨转化为可能发生的洪水，预见期可达到3天以上。”北京市水文总站预报科副主管高强表示，“三道防线”并非孤立存在，而是一个相互配合、互相补充又层层递进的整体，在时空上逐渐减小和缩短，在精度上逐渐精准真实。在“第一道防线”的基础上，“第二道防线”通过布设地面雨量监测站，能够精准监测“落地雨”，第一时间掌握落地的降雨时间、强度和降雨量等数据，再输入到洪水预报模型，对“第一道防线”的预报成果进行更新，进一步提升预报的精度。“第三道防线”则是依托水位、流速、流量等水文实时监测数据，结合洪水演进模型，模拟河道内洪水的演进过程，提供2小时内的上游已经形成的洪水信息。

　　“既要留出时间量，不打无准备之仗，又要尽可能提供准确的情报信息，科学地排兵布阵。”高强表示，“三道防线”共同筑牢了“天空地”立体化监测网，借助近年来持续完善的“北京模型”预报体系，不断延伸每一道防线的预报预警功能，努力实现延长预见期和提高预报精准度的有机统一。

　　试点先行

　　高标准建设“三道防线”

　　永定河山峡段地处太行山脉、燕山山脉交界的迎风区，夏季多暴雨，加之山高坡陡、源短流急，洪水突发性强，是北京防汛的重点河段。“复盘海河‘23·7’流域性特大洪水防御战，监测站网密度不足和建设标准偏低成为掣肘预报预警的突出短板，特别是在暴雨洪水集中区、山洪灾害频发区，这种情况更加突出。”相关负责人指出。

　　以永定河官厅山峡段为试点，今年以来北京市水务部门强化问题导向，先行先试，突出重点，致力于在官厅山峡段打造雨水情监测预报“三道防线”体系的“北京样板”，努力达到雨水情监测预报的世界一流水平。

　　“作为水文监测领域的新型‘武器’，水利测雨雷达具有更加强大的雨量监测能力，以每分钟一次的更新速度，填补了近地面降雨监测的空白。”王槿妍表示，今年4月底前北京将引进3部水利测雨雷达组网，与原有的气象卫星、雷达一起形成覆盖官厅山峡段的“云中雨”监测体系。此外，北京将在永定河上游增设34处雨量站，通过与气象部门共享雨量数据，织密“落地雨”监测网。

　　水文站向来是防汛的“前哨”。以永定河官厅山峡段为试点，北京市着力在水文站密度和建设标准上进行双提升。一方面，按照50年一遇的标准在永定河卢沟桥到三家店区间补建5处专用水文站，实现区间内支流监测全覆盖。另一方面，对官厅山峡区域内的卢沟桥、雁翅、三家店等重点水文站进行全方位提档升级，修建标准断面，加强低水测验能力，建设全自动缆道，保证中高水测验精度，并配备侧扫雷达、移动雷达波等“黑科技”装备。

　　“升级后的水文站将实现全要素、全量程自动监测，成为‘武装到牙齿’的水文堡垒站，确保在与暴雨过招的关键时刻不掉链子，在迎战百年一遇甚至超标准洪水时都能够测得出、报得准。”王槿妍说。

　　北京正在运用试点建设经验，以更大的力度、更快的速度推进全市范围内雨水情监测预报“三道防线”体系建设，计划在2024年年底前完成41处雨量站点加密，27处水文站、31处水位站的补充建设，改建58处水文站，同时对157处水文监测设施等进行改造升级。

　　数字赋能

　　加快实现智慧防洪

　　随着监测体系的日臻完善，来自立体监测网络的海量数据将源源不断地传输至智慧水务的数据底座中。

　　“‘三道防线’的基础是数据采集，但高效准确地获取数据只是第一步，海量数据的核心价值在于应用。”高强表示，“三道防线”最终是要服务于汛期科学决策，准确高效支撑灾害防御。

　　“目前建设的‘三道防线’将在提升监测感知能力的基础上，助力推动‘北京模型’迭代升级，在数字孪生平台上全景式展示预报成果。”高强表示，今年以来，“北京模型”预报体系进一步优化更新，一方面接入更加丰富的水情监测数据，另一方面得益于精度更高的数字孪生底板，流域内的河道、桥梁、村庄，甚至一栋房子、一棵树都有了精准“画像”，“北京模型”整体预报精度得到大幅度提升。

　　数字孪生本质是虚拟和现实的交互，并无限靠近真实。以永定河流域洪水预报调度为例，在数字世界里可以对永定河下游洪水演进过程、淹没范围、淹没时长等进行全过程仿真预演，并根据预演结果形成可靠的预报预警信息，有力支撑大中小水库、蓄滞洪区等水利工程精准调度和山洪沟道抢险避险。高强介绍，目前北京市水务部门正在大力推进水利数字孪生体系建设，率先实现永定河和大清河流域数字孪生平台的应用。