技术服务要求及需求一览表

序号	项目名称	数量	单位	采购预算
1	永康市及缙云县（跨区域联合）小流域山洪灾害预警数字孪生应用项目	一	项	209.8万元

 

一、项目背景

永康市地处浙江省中部，地形为东北高，西南低，中部较平坦，地貌以丘陵盆地为主，具有明显的层次性和多样性。全市土地按地貌类型划分为平原、平畈、岗地、低丘、高丘、低山和中山七种类型，共计总面积为1047.47km²，平原和平畈占19.27%，山、丘、地占80.73%，其中河流水面占4.5%。汛期受夏季风的暖气流与南下的冷空气相遇，形成持续时间较长的锋面雨，阴雨连绵，降水集中，俗称“梅雨”，梅雨期最大暴雨通常发生在6月份；盛夏和秋季常常受副热带高压控制，降水主要为台风暴雨和局部雷阵雨，且大多集中在8月至9月下旬。近年来，由于极端天气事件增多，永康市小流域山洪多发，2020年，受台风“黑格比”影响，8月4日0时至5日0时，全市面雨量144.4mm，有19个站点超200.0mm，过程雨量最大的棠溪站335.5mm。永康市受灾51130人，紧急转移安置11704人；各类房屋倒塌、损毁3148间；河道堤坝、护岸受损510处，总长60.9公里；公路发生不同程度损毁25条，共计130公里；农作物受灾面积4.7万亩；发生断电4155处，涉及低压用户28207户。全市受灾严重。

为贯彻党中央、国务院智慧水利建设重大决策部署，根据浙江省水利数字化改革和 “关于开展小流域山洪灾害预警数字孪生应用建设试点首批推广工作的通知”的要求，围绕山洪灾害“风险在哪里、风险何时发生、风险如何预警、风险如何管控”等关键问题，建设永康市小流域山洪灾害预警与应急联动平台；按照水利部、省水利厅数字孪生流域建设要求，以棠溪小流域为跨区域联动试点，构建一条孪生小流域——棠溪孪生小流域。项目以打破区域信息壁垒、提高预警精准度、延长山洪灾害预见期、扩大预警覆盖面、强化应急协同联动为目标，打通水利、气象、自然资源、应急管理等部门数据，构建集山洪气象预警、短临预报预警和雨量（水位）预警相结合的多阶段预警体系和应急联动机制，实现小流域山洪灾害防御工作的“精准分析、滚动研判、自动预警、区域联动、部门协同、转移智控”，全面提高监测预报预警水平，提升应急协同联动能力。

 

二、建设内容

2.1 数据库建设

本次项目收集和整编小流域山洪专题数据，形成专题数据库，同时接入应急、自规、农业、教育、文旅、住建等部门的相关数据，以支撑永康市小流域山洪灾害预警与应急联动平台的运转。

根据永康市小流域山洪灾害预警与应急联动平台的业务范围、业务事项、业务流程等梳理数据库的数据资源目录和数据格式收集需要用来支撑业务但目前还缺少的数据以及业务实际需要适当补增相关监测站点并接入的实测数据，完成数据库的入库、整编、汇聚清洗等工作，搭建山洪大数据底座，建立、健全山洪大数据库，并打造有效更新和充分共享的数据资源体系，为监测预警、预报预警、预警信息发送、人员转移、应急联动场景应用提供数据基础支撑。

（1）基础数据。变动不频繁的、公用程度高的基础信息，如山洪灾害调查评价数据，包括：山洪灾害调查基础图层和表格数据（行政区总体情况、危险区基本情况、小流域、历史山洪灾害汇总表、重要沿河村落居民户调查表、自动监测站汇总表、无线预警广播汇总表、简易雨量站汇总表、简易水位站汇总表、防治区水库、水闸、堤防、塘坝、路涵、桥梁、断面测量成果类）；山洪灾害分析评价成果表（分析评价名录、设计暴雨成果表、控制断面设计洪水成果表、控制断面水位-流量-人口关系表、预警指标水位成果表）等。

（2）空间数据。收集整编山洪工作底图数据和小流域内的高精度DEM数据等，以及沿河村落位置、沿河村落山洪灾害威胁区域（山洪危险区）的空间位置数据等。

（3）业务数据。收集整编山洪监测预警、山洪预报预警、预警短信等业务数据。

（4）监测数据。收集整编各类监测数据，如水雨情、安全监测数据、气象降雨网格数值预报等数据，

（5）主题数据。通过面向某一主题，可跨业务领域定时作业计算的数据分析成果，如统计水位与雨量、统计短信发送量等。

（6）元数据。用于存储数据资源目录，及其数据的变更记录等。

（7）交换数据。用于存储与外部数据源交换的临时数据，包括数据库向外部共享的数据和从外部归集的数据，如山洪风险等级、山洪预警信息、以及转移人数等数据。

2.2.应用功能建设

2.2.1一张图

基于地理信息技术，建设永康市小流域山洪预警及应急联动一张图。重点展示山洪风险区内承灾体要素信息，如重要村落防御对象清单、预警、转移责任人清单、学校、景区、农家乐、危旧房等责任人，水雨情、视频、工情、土壤及地质灾害点监测信息，气象预报、水位预测信息，风险等级，预警发送反馈情况等，为实时了解山洪防御工作现状和决策分析提供支撑。

（1）监测图层

展示流域内的雨量站，水位站，河道、水库、山塘、村落周边视频站，预警设备的位置分布、实时数据、历史统计数据、运行状况等信息。

（2）气象信息图层

展示台风路径、气象雷达、卫星云图、1h预报、3h预报、6h预报、24h预报数据信息。

（3）风险识别图层

展示威胁区域、重点对象、水利工程的空间位置分布、统计数据等信息。

（4）山洪风险图层

展示各乡镇的蓝、黄、橙、红实时监测预警信息，各监测点位的实时监测数据信息。

（5）山洪预报图层

展示各小流域的24小时洪水动态演进过程及淹没范围、各节点的实测及预报水位雨量信息，未来1h、3h、6h、24h的预警区域统计信息，各乡镇、村落的防汛责任人、预警责任人、转移责任人、山洪预案、防汛防台形势图、预警指标、预警处置流程等信息。

（6）公众预警图层

展示养殖场、农家乐、危房、学校、景点的名称及联络人的信息，流域内各村落防御清单内转移人员、转移负责人的姓名及联系方式，各小流域边界图形，流域内未来1h、3h、6h、24h的预报降雨数据，预警短信模板信息及历史统计数据等。

（7）应急联动及人员转移图层

展示各部门对接人员及联络方式，各部门风险提示单模板，市域内已启动人员转移的村落位置、应转移人员数量、已转移人员数量及安置点视频监控数据信息等。

2.2.2 应用支撑建设

为支撑各应用场景涉及功能的顺利实现，需开发后台专业计算模型，包括但不限于分布式水文模型、倾斜摄影三维实景模型、AI智能预警模型等。

1）分布式水文水动力模型

为提高预警信息的准确性，本应用要求开发棠溪流域分布式水文水动力模型计算预警水位。模型需全面考虑降雨和下垫面空间不均匀性，能够充分反映流域内降雨和下垫面要素空间变化对洪水形成的影响。要求模型能比较全面地利用降雨的空间分布信息；模型参数的空间分布能够反映下垫面自然条件的空间变化；模型的输出具有空间不均匀性，如蒸散发、土壤水分、径流深等。实现洪水预报模型算法、洪水演进模型算法、模型参数率定与验证、洪水过程预演与模拟并获取危险源参数、洪水风险评估、事后可以进行复盘等功能。

2）倾斜摄影三维实景模型

采用无人机航测技术、无人机倾斜摄影测量技术、无人机近景摄影测量技术对棠溪流域重点沿河村落等进行实景三维建模。实景三维模型为决策者提供直观、逼真的、可量测的基础三维地理空间数据服务，作为棠溪孪生小流域的重要支撑底图。

3）AI智能预警模型

接入10处重要沿河村落两岸的视频监控，通过从视频源中的抽取、采样关键有用信息，基于计算机视觉技术构建专业的视频分析算法，对河道边水位尺进行智能识别，实时掌握山洪期间河道水位情况，对超阈值水位进行自动预警。

2.3 应用场景建设

1）风险识别

基于水利一张图，建设小流域山洪预警与应急联动一张图。重点展示山洪风险区内承灾体要素信息，如重要村落、水利工程、影响人员、风险区、学校、景区、农家乐、危旧房等重点对象的分布，为实时了解山洪防御工作现状和决策分析提供支撑。包括威胁区域图层、重点对象图层、水利工程、综合统计等内容。

2）风险研判

集成应用实时水雨情、天气预报等多源信息和分布式水文模型技术，构建棠溪小流域洪水预报模型，综合考虑前期雨量影响，变静态指标为动态指标。实现水位预报，按照准备、立即转移风险等级开展动态研判，提升预报预警和风险分析能力，让预警信息变得更加精准和及时；短临预报预警基于未来1小时、3小时和6小时1km*1km网格数值预报，考虑前期影响雨量，与网格对应的沿河村落准备转移和立即转移指标进行对比，当超出相应指标时，则发出预警信号；未来24小时预警基于气象部门提供的每日未来24小时的降雨格点数据，将预报雨量与预警指标比对，发布未来24小时的提醒式预警。

3）风险预警

协同气象水文部门，融合雨量站、雷达和暴雨预报信息，构建集山洪手动提醒预警、气象预警、短临预报预警和雨量（水位）预警相结合的多阶段多方法预警体系，采用传真、电话、互联网、电视、短信等多个渠道发布预警信息。基于跨部门的信息联动，向旅游景点、农家乐、学校、危旧房等责任人发送预警信息。接入运营商平台实现联通、移动、电信三网预警短信一键发送。

4）风险管控

汇集气象、自然资源等部门预警信息提升风险分析能力。协同应急部门强化预警信息发布后反馈机制，实时掌握基层人员到岗值班、转移人员等情况。汇集相关部门管控落实情况，协同开展现场应急处置。构建基层责任人预警反馈渠道，实现风险管控流程闭环。

5）后台管理

开发后台管理模块，提供关联关系配置、预警责任人管理、预警联动管理、风险识别管理等后台数据管理功能。

6）数字孪生流域

综合利用物联网、5G、二三维可视化、仿真分析、虚拟化交互等数字孪生技术，接入三维模型数据、传感器监测数据、人员数据、预测预警数据等，构建小流域山洪场景孪生体，实现山洪态势推演和复盘。

7）移动端应用

开发跨区域小流域山洪预警及应急联动移动端。针对社会公众，实时展示水雨情信息、山洪预警信息、台风路径、强降雨信息等；针对行业及基层管理人员，支持村级巡查员到岗打卡，以及乡镇转移人员反馈预警村落的预警处置情况、转移人数、防御措施等信息功能。

2.4 配套感知体系建设

试点棠溪流域内现有山洪灾害重要村落6个，仅建有棠溪雨量站1处，水文站1处，无法满足细化到村的水位、雨量监测预警需求，缺乏适应山洪特点、简单易用的监测报警设备。在棠溪试点小流域内新增建设6套声光电预警设备。设备参数如下：

1）山洪预警遥测终端

支持最新水文、水资源协议；设备超低功耗设计，具有多种工作模式。静态值守电流应小于1毫安，工作电流应小于8毫安。

2）山洪预警广播终端

统运行状态LED指示，支持手机、固定电话的语音告警，支持短信息告警和远程管理，支持4G数据告警和远程管理，支持大功率喇叭广播；

通信协议：采用TCP/IP协议；输出功率：50/100/200W。

3）雷达水位计

①量程：30米；

②工作频率：≥26GHz

③测量精度：±3mm；

④分辨率：±1mm

⑤发射功率: ≤70 uW

⑥测量时间：20 秒（SDI 12）或30 秒（4-20Ma）；

⑦天线波束角度（宽波）：≤8°(全角)；

⑧供电范围：12VDC；

⑨通讯接口：4-20mA、SDI-12、RS-485、两线制（SDI-12 协议）等；

⑩存放温度：-40－+85℃；

⑪相对湿度：在35℃时湿度为100%；

⑫保护等级：IP67；

⑬自带波动补偿，消除风力及桥梁振动影响；

⑭外壳:铝或316L不锈钢；

⑮带便携式外接调试模块；

⑯具有防雷设计。

2.5 安全体系建设

开发的应用要求依托政务云的安全防护体系，按照二级等保要求，构建涵盖网络层、物理层、应用层和数据层的安全风险监控预警和态势感知体系，有效捕捉安全漏洞攻击、新型病毒攻击事件，并有效展示正在发生的安全攻击行为。

三、工程量清单

工程量清单表

序号	类别	子项	数量	单位
一	数据库建设	山洪专题数据库	1	项
二	平台及应用支撑建设	分布式水文水动力模型	1	项
		倾斜摄影三维实景模型	1	项
		AI智能预警模型	1	项
三	永康市小流域山洪灾害预警与应急联动平台及应用场景建设	风险识别	1	项
		风险研判	1	项
		风险预警	1	项
		风险管控	1	项
		后台管理	1	项
		孪生小流域	1	项
		移动端应用	1	项
四	配套感知建设	6套声光电预警设备	1	项
五	其他	政务云服务器租用（2年）	1	项
		运营商平台租赁（1年）	1	项

备注：免费运维3年。