城市暴雨洪涝灾害频发，严重威胁人民生命财产安全和城市运行秩序。

传统的防洪排涝手段在面对日益复杂的城市水系统时，常显得力不从心。

数字孪生技术作为物理世界在数字空间的动态映射与仿真推演手段，为破解城市洪涝治理难题提供了全新思路。

一、 系统总体框架：四维协同的智慧治理体系

城市洪涝数字孪生系统并非单一模型或平台，而是一个集“感知-计算-决策-协同”于一体的有机整体。

其核心目标在于实现对城市全域“降水-径流-管网-河网-地表-闸泵”全要素、全过程的实时动态监测、精准模拟、预测预警与智慧调度。

该系统以水文水动力学模型为核心引擎，深度融合物联网（IoT）、人工智能（AI）、大数据、云计算、BIM、3S（RS, GIS, GPS）等现代信息技术，构建起城市尺度的防洪排涝智慧治理体系。其基本框架如下图所示： 

二、核心模块构建与功能解析

1. 监测感知模块：系统的“眼睛”

功能：负责对城市水系统状态进行全方位、实时、高分辨率的感知与数据采集。这是系统运行的数据基石。

关键要素：

监测对象：涵盖内涝（积水点、范围、历时）、气象（降雨量、雷达回波、云图）、水文（断面流量、水位）、管网（井下液位、管道流量）、水工程（闸泵调度状态）、水系（内河/湖水位）、水质（COD, BOD）等多源数据。

此外，高分辨率地形地貌、土地利用及遥感数据也是重要支撑。

技术要求:城市尺度要求更高的时空分辨率（如降雨5min，地形<5m）。需布设密集、稳定的传感器网络（如监测站网），并利用无人机、遥感等手段补充。

数据处理:需建立统一数据接口，集成多源异构数据。对原始数据进行清洗（去除异常值）、融合、存储，确保数据质量与可用性。

2.核心计算模块：系统的“大脑”