雨水情监测预报“三道防线”耦合贯通建设应用与探讨

雨水情监测预报“三道防线”耦合贯通建设应用与探讨

刘志雨

（水利部水文司，100053，北京）

摘要：围绕现代化雨水情监测预报体系建设应用，简要总结我国雨水情监测预报“三道防线”建设情况与技术进展，介绍中央、流域、省级层面推进雨水情监测预报“三道防线”耦合贯通建设应用的典型案例。针对当前存在的监测与预报耦合贯通不够、硬件与软件技术发展不平衡等问题，研究提出雨水情监测预报“三道防线”耦合贯通建设应用中需要把握数据融合与共享、模型耦合与协同、监测与预报贯通、不确定性与风险管理、技术支撑与智能化、预警联动与响应机制等关键点，探索建立由监测感知、模型预报、预警响应、基础支撑技术构成的雨水情监测预报“三道防线”耦合贯通技术体系与“天空地水工”一体化监测预报业务模式，为加快构建现代化雨水情监测预报体系提供决策参考，为推动水利高质量发展、保障我国水安全提供有力的水文支撑。

关键词：雨水情监测预报；三道防线；耦合贯通；关键点；技术体系

作者简介：刘志雨，司长，正高级工程师，主要从事水文水资源、防汛抗旱、水利信息化等专业领域研究与管理。

基金项目：国家重点研发计划项目（2021YFB3900605）。

DOI：10.3969/j.issn.1000-1123.2025.10.001

受季风气候、地形条件、河流走向、人口分布、经济社会发展等影响，洪涝灾害是我国发生最频繁、危害最大、造成损失最严重的自然灾害之一，自古以来就是中华民族的心腹之患。近年来，在全球变暖的大背景下，我国极端天气事件多发频发重发，暴雨洪涝干旱等灾害的突发性、极端性、反常性越来越明显。各种突破历史纪录、颠覆传统认知的水旱灾害事件频繁出现，水旱灾害防御工作形势更加严峻，传统雨水情监测预报技术面临严峻挑战。2023年“七下八上”防汛关键期，“杜苏芮”超强台风带来京津冀罕见强降水，海河流域发生“23·7”流域性特大洪水，北京门头沟清水镇5d累计点雨量达1014.5mm，超过2016年“7·20”和2012年“7·21”特大暴雨，是“63·8”特大暴雨的1.41倍。其中，北京永定河官厅山峡段三家店至卢沟桥区间（河长约17km，面积114km²），2023年7月31日4h降水量147.6mm，产生了1450m³/s的洪峰流量，打破了传统的“降雨-产汇流”水文基本规律。

党中央高度重视防汛抗旱工作，习近平总书记多次亲自部署、亲自指挥防汛抗洪救灾工作，就保障防洪安全作出一系列重要讲话和重要指示批示。党和国家领导人多次亲临水文站视察指导并对水文工作作出重要指示，习近平总书记多次强调要强化监测预报预警，补好灾害预警短板，为做好雨水情监测预报工作指明了前进方向，提供了根本遵循。党的二十届三中全会明确要求，推进国家安全体系和能力现代化，提高防灾减灾救灾能力，完善自然灾害特别是洪涝灾害监测、防控措施。水利部部长李国英强调，前瞻、及时、准确的雨水情监测预报信息，是做好洪水灾害防御工作的重要前提和保障。暴雨洪水往往来得快、来得急，传统监测预报手段预见期短、预报精准度不高。要在洪水灾害防御中赢得先机，就必须以流域为单元，建设数字孪生流域，构筑由气象卫星、测雨雷达、雨量站和水文站加降雨预报模型、产汇流水文模型、洪水演进水动力学模型组成的雨水情监测预报“三道防线”，实现从“落地雨”监测预报向“云中雨”监测预报转变、从本站洪水测报向洪水演进传导预报转变，形成贯通“云雨水”、覆盖“天空地水工”的完整监测预报链条，实现延长洪水预见期与提高洪水预报精准度的有效统一。

近年来，各地在积极推进雨水情监测预报“三道防线”建设应用中取得了一定进展，特别是卫星遥感、雷达探测与感知技术应用显著提升了数据获取能力，但监测与预报耦合贯通不够，硬件与软件技术发展不平衡，短临、短期与中长期预报间仍存在“数据孤岛”和“模型割裂”问题，导致预报预警链条响应滞后。同时，暴雨洪水预报预警的精准度和预见期距全面打赢现代化防汛战的需求还存在不小差距。针对上述瓶颈，本研究提出雨水情监测预报“三道防线”耦合贯通技术体系，通过多源数据同化、跨尺度模型交互和智能决策引擎，实现从短临、短期到中长期尺度预测预报预警的无缝衔接，为构建预报、预警、预演、预案“四预”联动工作机制和工作链条提供了关键技术支撑。

雨水情监测预报“三道防线”建设情况与技术进展

近年来，水利部门在雨水情监测预报“三道防线”建设方面开展了一系列探索性实践。硬件方面，积极推进卫星遥感、无人机、超声波、雷达、视频解析等技术应用，实现从过去以固定站点和断面为主的监测模式，向“天空地水工”一体化迈进。软件方面，强化基于现代化水文信息感知与监测数据的分析数据模型研发，构建完善对“云中雨”的降雨预报模型、对“落地雨”的产汇流水文预报模型、对洪水演进的水动力学预报模型。尤其是结合气象卫星与测雨雷达数据，研发精细化降水预报系统，强化“第一道防线”分布式水文模型、“第二道防线”产汇流模型、“第三道防线”水力学模型研发应用，延长洪水预见期，提升预报精准度。在延长预见期方面，充分利用气象水文耦合技术，将气象数值降雨预报跟洪水预报进行耦合，延长洪水预报的预见期。在提高预报精度方面，利用多模型、多方法、多输入和多情景开展洪水集合预报，以降低洪水预报的不确定性。在提高预报效率方面，充分利用现有信息化手段，完善水文预报业务系统，快速开展河系洪水预报，缩短预报时间。

1.“第一道防线”

“第一道防线”由气象卫星和测雨雷达加降雨预报模型、产汇流水文模型、洪水演进水动力学模型组成，实现对“云中雨”监测预报，并对洪水演进全过程进行分析推演，在降雨之前就对可能发生的洪水作出预报。

（1）卫星遥感应用与水利测雨雷达建设

目前，水利部实时共享国产风云四号、日本向日葵9号等气象卫星数据，全量接收高分一号、三号影像数据，按需获取其他国产高分、资源、环境系列多颗公益性遥感卫星数据资源。通过军民融合渠道数据共享，可及时获取数十颗军用卫星遥感影像，作为应急场景下数据源的重要补充。近年来，水利系统积极推进中小河流治理、山洪灾害防治、重大水利工程建设等项目水利测雨雷达建设应用。截至目前，北京、天津、黑龙江、安徽、山东、湖南、广东、广西、四川等18个省份和小浪底、大藤峡等工程单位已建成水利测雨雷达90部。

（2）“云中雨”预报模型

在气象卫星应用方面，基于中国风云四号和日本向日葵9号气象卫星数据，水利部信息中心进行二次开发应用，在天气数值降雨预报模式中融入气象卫星信息，实现预见期3d的短期数值降水预报；利用天气学方法，预报员人工对气象卫星信息进行再分析，实现预见期12h的降雨区域移动发展等变化情况的预报分析；接入气象卫星信息并进行二次开发，实现预见期1~3h的短临强降雨风险预警。

在测雨雷达应用方面，根据北京永定河流域、湖南捞刀河浏阳河流域、珠江流域大藤峡水利枢纽等地的水利测雨雷达建设试点应用情况分析，测雨雷达能够实时生成高精度的降雨实况数据，通过组网运行实现对降雨的同步高精度监测，且具有外推1~3h的预报能力，但短时强降雨（1h降雨量≥50mm）监测预警能力有待进一步提升。

在数值降雨预报方面，目前水利部主要采用欧洲中心的数值降水预报产品开展洪水作业预报，此外也会参考德国、美国、日本等国家的数值天气预报产品。近两年，水利部信息中心基于WRF构建了高时空分辨率的降雨预报模式，并逐步开始在业务中使用。

2.“第二道防线”

“第二道防线”由雨量站加产汇流水文模型、洪水演进水动力学模型组成，实现对“落地雨”监测并开展洪水形成演进预报，在洪水发生之前对洪水过程作出预报。

（1）雨量站

截至2024年年底，全国水文部门共有各类测站133369处，其中降水量站57432处。与2023年相比，降水量站增加了1153处。

（2）“落地雨”监测技术

降水量自动监测设备主要有翻斗式雨量计、虹吸式雨量计、称重式雨量计、雨雪量观测仪器等成熟设备，降水量观测自动化基本实现。卫星、光电、遥感等其他降水先进监测技术，如GNSS（全球导航卫星系统）面雨量监测仪、光学雨量计、微波雨量探测仪、雷达雨量计、压电式雨量计等，正处于探索应用阶段。

（3）流域产汇流模型/水文模型

在产汇流模型方面，目前在用的产汇流模型主要有两类：一类是概念型模型，最常用的是适用于湿润、半湿润半干旱地区的三水源新安江模型，还有适用于干旱地区的河北雨洪模型等；另一类是数据统计类模型，坡面汇流模型一般用滞后演算模型、单位线模型等，河道演算一般采用马斯京根模型。近年来，为开展中小河流洪水早期预警，已开始研究使用分布式水文模型，比如TOPKAPI（后发展改进为TOKASIDE）、VIC、GBHM等。同时，我国学者也将地表和地下人类活动影响成功引入模型，比如河海大学研发了栅格新安江-地表地下双人工调蓄分布式水文模型。

3.“第三道防线”

“第三道防线”由水文（流量）站加洪水演进水动力学模型组成，实现对洪水演进过程的监测预报。水文站在对本站洪水进行精准测报的同时，向下游水文站或断面预报洪水演进信息，实现滚动传导预报。

（1）流量（水位）站

截至2024年年底，全国水文部门共有流量站9660处，水位站23212处。与2023年相比，流量站增加1179处，水位站增加2579处。

（2）水文监测技术

水位自动监测设备主要有浮子式、压力式、超声波、雷达、激光、视频水位计、电子水尺等，基本实现水位观测自动化。流量自动监测主要采用“流速面积法”计算，设备有ADCP、超声波时差法测速仪、定点式电波、侧扫电波和影像测速仪等。实际工作中，采用“一站一策”，多种技术和仪器设备组合，实现高、中、低水位条件下流量在线监测。对于采用堰槽、水工建筑物测流的测站，通过水力学法实现流量在线监测。对标“世界一流”标准，我国在高精度传感技术、综合数据处理能力、应急情况下的快速响应和决策支持能力等方面还有不小的差距。未来发展方向：从现在有限的地面测站节点，向河流连续数据拓展；从节点小数据，向遥感大数据拓展；从“天空地”技术、遥感大数据和大模型出发，发展水文新质生产力，加快构建“天空地水工”一体化水文监测感知体系。

（3）河道洪水演进模型/水力学模型

主要有网格化运动波模型、网格化扩散波模型、网格化动力波模型等水力学模型。近年来，水利部信息中心研发了一维水动力学、二维水动力学模型，在应对2023年海河“23·7”流域性特大洪水、2024年湖南洞庭湖团洲垸险情和黑龙江乌苏里江洪水中投入应用。未来，依赖于新技术进步、数据的积累以及跨学科合作的深入，水文模型将向更加智能化、多学科融合、精细化和应用广泛的方向迈进。从以数据驱动（概念性模型）、数学统计为主的传统模型向数据和机理双驱动混合模型的发展，需耦合贯通监测和“四预”，加强基于数字孪生技术的新模型研发应用，特别是加大对水文学水力学耦合、AI（人工智能）模型、大模型等新模型技术的创新应用。

雨水情监测预报“三道防线”耦合贯通建设应用典型案例

近年来，各地按照水利部工作部署，加强气象卫星、测雨雷达、地面站网和地形测量等多源数据融合运用，深化“云—雨”、产汇流、洪水演进变化规律研究，强化机理算法和智能研发，积极推进雨水情监测预报“三道防线”耦合贯通建设应用实践。目前，全国已初步建立北京永定河官厅山峡段、山东沂沭河、湖南浏阳河和捞刀河、西江大藤峡段等“三道防线”耦合贯通的雨水情监测预报体系，近期水利部水文司组织各流域和重点省份选取典型流域在主汛期前建成一批，后续结合中小河流测雨雷达建设等项目，指导相关省份再建成一批。

水利部信息中心融合贯通“三道防线”业务应用，提升“四预”支撑能力取得新进展。“第一道防线”业务化应用风云四号B星和向日葵9号卫星云图等信息，以流域为单元解析气象卫星数据，实现强降雨定量化预报预警；汇集各地测雨雷达基数据，实现“云中雨”精细化监测和短临暴雨预警；开发高时空分辨率的水利降雨预报模式，利用激光雷达更新提取下垫面数据，耦合产汇流水文模型和洪水演进水动力学模型，对“降雨—产流—汇流—演进”洪水形成演进全过程进行分析推演，在降雨之前就对可能发生的洪水作出预报。“第二道防线”基于国产化环境和微服务架构建成多源空间信息融合的洪水预报平台，开发集总式水文模型、分布式水文模型、一二维水动力学模型、数理统计模型、参数率定模型等46个微服务，集成全国15.4万个雨量站实时监测信息，在精准监测“落地雨”的基础上，对接“第一道防线”监测预报成果，耦合水动力学模型对“产流—汇流—演进”过程进行分析推演，在洪水发生之前对洪水过程作出预报，在保证预见期的同时提高预报精准度，实现全国近2000条河流4300余个断面洪水作业预报常态化。“第三道防线”建设水动力学洪水演进预报风险分析平台，集成全国1.9万个水文（位）站、6.2万个水库站实时信息，在实时精准监测江河湖库水位、流量等要素变化的基础上，对接“第二道防线”监测预报成果，耦合下垫面DEM、堤防断面、蓄滞洪区等数据，对洪水演进过程进行滚动预报并逐站传导，开展洪水演进水面线及风险分析，研判干堤和重要支流回水堤风险点，进一步提高预报精准度。在实际作业预报中，通过气象水文耦合，延长洪水预见期；通过模型参数在线率定，提高洪水预报精度；通过河系滚动传导预报，为水工程精准调度提供有力支撑。

水利部珠江水利委员会深化大藤峡水利枢纽工程现代化雨水情监测预报体系建设与调度运用。“第一道防线”依托数字孪生大藤峡系统，集成融合气象卫星、测雨雷达数据，实现“云中雨”提前监测预报。“第二道防线”对接“第一道防线”监测预报成果，并通过测雨雷达提供的定量降雨数据实时监测库区降雨，耦合模型对库区“产流—汇流—演进”过程进行分析推演，确保“落地雨”测得准。“第三道防线”在红水河、柳江等汇入河流新建入库流量站，在大坝下游新建出库流量站，坝址区间新建专用水位站24个、水文站5个，精准掌握库区河道“河中水”的水位、流量情况，依托库区分布式产汇流、洪水演进模型，实现区间洪水的“降雨—产流—汇流—演进”全过程精细计算和可视化动态展示，精确掌握大藤峡工程入库洪水组成。

北京市积极发挥“三道防线”组合作用。层层递进、联动发力，构建不同预见期的迭代式、渐进式“四预”工作机制，有效支撑洪水、山洪、内涝风险分析。“第一道防线”接入水利部气象卫星二次开发成果，构建“云中雨”超精细网格化监测预报体系，运用降雨预报模型，基于测雨雷达监测成果外推未来3h降雨预报栅格数据，并接入分布式水文模型耦合一维水动力学模型，快速研判局部山洪、内涝灾害情势。“第二道防线”以官厅山峡区间雨量站监测“落地雨”数据为输入，结合“第一道防线”监测预报成果，在降水过程中滚动迭代洪水预报结果，实现流域内干支流洪水由降水到径流过程的预先刻画，同时迭代优化山洪风险预报结果，在保障预见期的同时，提高预报精度。“第三道防线”结合“第二道防线”监测预报成果，在对本站洪水进行精准测报的同时，向下游水文站预报洪水演进信息，实现滚动传导预报，进一步提高预报精准度，同时支撑预警信息的及时发布。

山东省着力打造全域水文监测预报服务体系。完成骨干河道地理数据测量和1.7万km²倾斜摄影，高效集成测雨雷达应用、骨干河道及大中型水库洪水预报、小型水库雨水情监测预警等功能，集成开发雨水情监测预报“三道防线”数字化平台。“第一道防线”接入新建成的测雨雷达应用模块，协议化引进气象短历时降雨预报成果，初步实现“云中雨”监测预报并延伸产汇流及洪水演进预报。“第二道防线”汇集7000多处雨水情测站及5200多座小型水库雨水情和视频安全监控数据，全面实现“落地雨”监测并延伸产汇流及洪水演进预报。“第三道防线”开发水文测算报一体化应用系统，对沂河、沭河、泗河、大汶河等主要骨干河道，构建高精度L3级数据底板，预报范围由72处省级断面增加到324处大中型水库及骨干河道，实现全省域防洪关键河段和大中型水库的水文实时作业预报全覆盖，基本实现水文站洪水测报并延伸洪水演进传导预报。

水情监测预报“三道防线”耦合贯通的关键点

雨水情监测预报“三道防线”是以流域为单元，围绕流域防洪、水利工程联合调度等实际需求，由气象卫星和测雨雷达、雨量站和水文站组成的现代化雨水情监测预报体系，通过“天空地水工”立体监测手段，依托预报模型，对流域雨水情进行实时监测和预报预警，以便及时采取措施应对可能出现的洪涝等灾害。

“第一道防线”实现“云中雨”监测预报并延伸产汇流及洪水演进预报；“第二道防线”在实时精准监测“落地雨”的基础上，对接“第一道防线”监测预报成果，耦合模型对“产流—汇流—演进”过程进行分析推演，在洪水发生之前对洪水过程作出预报，在保证预见期的同时，提高预报精准度；“第三道防线”在实时精准监测江河湖库水位、流量等要素变化的基础上，对接“第二道防线”监测预报成果，耦合模型对洪水演进进行分析推演，实现滚动传导预报，进一步提高预报精准度。雨水情监测预报“三道防线”耦合贯通的信息传递关系如下图所示。

雨水情监测预报“三道防线”耦合贯通的信息传递关系

“三道防线”耦合贯通是提升防灾减灾能力的关键，其核心是加强学科交叉与部门协作，通过数据驱动、模型协同、技术赋能和机制创新，形成从“天”到“地”、从“预报”到“行动”的全链条闭环，最终实现“预报更准、预警更早、响应更快”的防灾目标。

1.数据融合与共享

整合气象卫星、雷达、地面观测站、水文站、地形监测设备等多源数据，构建统一的时空数据库，消除“数据孤岛”。推进实时性与标准化，确保气象预报数据（如降雨量、时空分布）与水文模型（如河道流量、土壤墒情）的实时对接，统一数据格式和时空分辨率。建立健全动态修正机制，通过数据同化技术，将实测降雨、水位等数据实时反馈到预报模型中，动态修正预测结果，提升精度。

2.模型耦合与协同

通过跨学科模型嵌套，实现降雨预报模型与水文模型、水力学模型、灾害风险预警模型无缝耦合，形成“气象—水文—灾害”链式模拟。通过时空尺度匹配，解决气象预报（大范围、粗分辨率）与洪水/山洪预报（小流域、高精度）的时空尺度差异，通过降尺度技术或动态网格调整实现兼容。

3.监测与预报贯通

本质是“数据—模型—决策”链路的垂直整合，需突破传统水文业务中监测与预报的“割裂”状态，相互促进，协调发展。通过优化地面水文站网，应用卫星遥感、雷达监测、大数据、云计算、物联网等技术手段，“天空地水工”水文监测感知体系不断完善。随着人工智能、大数据、数字孪生等技术的引入，预报精度和时效性将进一步提升，最终实现“监测即预报、预报即服务”的业务目标。

4.不确定性与风险管理

推进影响预报和风险预警业务，通过量化模型输入（如降雨预报误差）与参数（如产汇流系数）的不确定性，采用概率预报或集合预报技术，提供风险区间而非单一结果。

5.技术支撑与智能化

加强高性能计算与云计算能力建设，应对海量数据与复杂模型的高效运算需求，利用分布式计算和边缘计算技术缩短预报响应时间。加强人工智能辅助手段，利用机器学习补全缺失数据、优化模型参数，或通过深度学习识别雷达回波中的极端降雨模式。积极应用数字孪生技术，构建流域数字孪生平台，模拟不同降雨情景下的洪水演进路径和灾害风险，实现“预报—预警—预演—预案”一体化。

6.预警联动与响应机制

根据实时降雨、土壤湿度、河道水位等信息，动态更新预警阈值，避免“一刀切”导致的漏报或误报。加强多部门协同，气象、水利、应急管理、自然资源等部门加强信息共享共用，建立联合研判机制，确保预警信息快速传递至基层责任人。通过物联网设备（如智能雨量站）和公众上报（如移动App）收集灾情反馈，反向验证和优化预报模型，建立社会反馈闭环机制。

雨水情监测预报“三道防线”耦合贯通的技术体系与业务模式

构建雨水情监测预报“三道防线”耦合贯通的技术体系，包括“天空地水工”监测感知技术体系（监测与感知）、模型预报技术体系（模型与算法）、预警响应技术体系（决策与行动）、基础支撑技术体系（通信与计算）等，旨在通过多层次技术融合、“监测—预报—响应”闭环管理，提高灾害预警和应急响应能力，提升防灾减灾效能。

1.监测感知技术体系

①卫星遥感测雨技术。2023年，我国发射首颗低倾角轨道降水测量卫星风云三号G星（FY-3G），搭载Ku/Ka双频降水测量雷达，为解决台风等灾害性天气系统强降水监测提供遥测数据。高分合成孔径雷达（SAR）卫星能克服云雾天气的影响，实现全天时、全天候对地观测。李德仁等构建Ka SAR影像降水强度定量反演模型、水位流量定量反演模型，支撑监测站“点”状采集、流域“面”状监测和水利“工程”状态精细管理，为流域水灾害防御、水资源管理与调配提供了有效的航天遥感新方案。利用高分辨率Ka波段SAR卫星—珞珈二号01星对地观测数据，结合地面雨量站实测降水数据，实现基于Ka SAR的降水估测及暴雨中心识别。

②多波段雷达组网观测技术。统筹考虑多波段雷达布设情况，通过多波段雷达（大型天气雷达+小型水利测雨雷达）融合技术，在雷达信号处理、雷达拼图、降雨反演算法、预警信息、质量控制等方面融合应用，可进一步提高降雨预报预警精准度。

③现代化水文测验技术。强化“云中雨”、流量、泥沙、冰情、水下地形等监测装备国产化研发，推动大数据、云计算、量子传感、区块链、数字孪生、人工智能等前沿技术与水文监测深度融合创新。应用Ka SAR遥感、侧扫雷达、激光雷达等设备监测和提取下垫面条件及其变化，采用ADCP（声学多普勒流速剖面仪）、雷达表面流速仪、视频测流、光电测沙仪等现代化水文测验设备监测“落地雨”及水流全要素、全量程、全过程，最终实现河流数字流场在线监测。强化多源融合、多维感知及遥感、大数据等技术应用，推动水文测报方式改革。

2.模型预报技术体系

①数字化映射、可视化、智能识别、精细化/智能预报等模型相关技术。结合气象卫星与雷达数据，研发精细化降水预报系统，强化“第一道防线”分布式水文模型、“第二道防线”产汇流模型、“第三道防线”水力学模型研发应用，延长洪水预见期，提升预报精准度。AI（人工智能）赋能雷达与卫星数据多源信息融合，实现高精度面雨量预报。基于雷达反演的网格化、高时空分辨率面雨量监测预报，助推分布式水文模型研发应用，特别是中小河流洪水预警预报。创新智慧化产汇流模型，实现产汇流模式与流域下垫面及水情、工情变化的实时匹配，推动水文模型由固定结构参数向变结构参数转变。

②知识图谱、机器学习、人工智能等知识相关技术。构建具象化、实用化、自主化知识平台，并应用于实际业务。

③环境集成、数据集成、应用集成、服务集成等系统集成技术。推进统分结合的预报预警业务系统建设，实现信息处理、数据分析、预报预警等全流程数字化。推进影响预报业务实践，实现从水文要素预报向灾害影响预报的转变。

3.预警响应技术体系

①多级预警系统：基于洪水风险等级触发分级响应，多渠道发布预警信息。

②风险预警发布：利用GIS（地理信息系统）平台叠加实时水情、人口密度、基础设施数据，生成风险热力图。推动由雨量、水位、流量等要素预警，向洪水影响范围、影响人员等递进式影响的风险预警转变。

③协同调度平台：绷紧“四预”工作链条，统筹河道/堤防、水库、蓄滞洪区等防洪工程体系，通过优化算法（如动态规划），制定防洪工程联调方案和洪水防御预案。

4.基础支撑技术体系

①物联网、5G、北斗等信息传输技术。通过传感器网络和低功耗传输技术（如LoRa、NB-IoT），覆盖偏远地区监测盲区。结合北斗的定位数据，实现设备的精确定位和状态监测，提高维护效率和设备可靠性。

②其他技术。远程控制技术，以及云计算、边缘计算、GIS等数据计算存储技术。

5.“天空地水工”一体化监测预报业务模式

推动建立巡测为主、驻巡结合、自动测报、应急补充的水文巡测基地和应急监测能力体系，构建以勘测队、中心站等为依托的基层业务生产与管理高效运行机制。构建以流域为单元的水文预报工作机制，推进大江大河及其主要支流、有防洪任务的中小河流预报预警全覆盖，实现从“落地雨”监测预报向“云中雨”监测预报转变、从本站洪水测报向洪水演进传导预报转变，形成贯通“云雨水”、覆盖“天空地水工”的完整监测预报链条。

结语

雨水情监测预报体系和能力现代化是水文事业高质量发展的重要标志。以流域为单元建立“三道防线”耦合贯通的雨水情监测预报体系,是水利部党组作出的一项影响长远的重要决策部署，也是一项复杂的系统工程，需要锲而不舍、久久为功抓落实。

2025年是决胜“十四五”、谋划“十五五”的关键之年，要全面做好《全国水文事业发展规划》《水文现代化建设规划》等总结评估，聚焦水文现代化建设的短板弱项，攻坚克难，大力发展水文新质生产力，做好“十五五”水文发展规划工作。要坚持现代化雨水情监测预报体系建设“一二三四”总体架构和实施路径，采取更加有力的措施，加快推动建设应用。要加快形成高质量现代化国家水文站网体系、“天空地水工”一体化水文精准测报体系、短中长期无缝衔接的水文科学预报体系，以及支撑水利和经济社会高质量发展的水文精细服务体系、高水平自立自强的水文科技创新体系、科学高效和规范有序的水文行业管理体系，全力推进现代化雨水情监测预报体系和能力建设，为推动水利高质量发展、保障我国水安全提供坚实水文支撑。

Abstract: Focusing on the construction application of a modern rainfall and water regime monitoring and forecasting system, this paper briefly summarizes the construction status and technical advancements of China’s “three lines of defense” for rainfall and water regime monitoring and forecasting. It introduces typical cases at the central government, basin, and provincial levels to promote the coupling and integration of these “three lines of defense”. Aiming at current issues such as insufficient coupling and integration between monitoring and forecasting, and unbalanced development of hardware and software technologies, the paper identifies key points to address in the coupling and integration of the “three lines of defense”, including data fusion and sharing, model coupling and collaboration, integration of monitoring and forecasting, uncertainty and risk management, technical support and intelligence, and early warning linkage and response mechanisms. It explores the establishment of a technical system for coupling and integrating the “three lines of defense” composed of monitoring and sensing, model forecasting, early warning response, and basic support technologies, as well as an integrated monitoring and forecasting business model of “space-sky-ground-water-engineering” providing decision-making references for accelerating the construction of a modern rainfall and water regime monitoring and forecasting system and strong hydrological support for promoting high-quality water conservancy development and ensuring China’s water security.

Keywords: precipitation monitoring and flood forecasting; three lines of defense; coupling and integration; core points; technical system

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