从一场降雨到一座城市

航征监测数据如何支撑清华校园精细化洪涝研究

一场暴雨过后，真正有价值的不只是“下了多大的雨”，更是雨水如何汇集、河道流量如何变化、积水何时出现，以及城市排水系统如何响应。自2017年起，航征科技与清华大学水利水电系城市水文气象研究组持续开展合作，以长期、连续、稳定的水文监测数据，为清华校园精细化城市水循环研究及构建精准暴雨洪涝模型提供可靠的一手观测样本。

极端降雨频发，城市需要更精细的水文感知

近年来，在气候变化与大规模城市化的综合影响下，短历时强降雨和极端暴雨事件增多，城市看海现象屡见不鲜。如何及时掌握降雨、河道、管网与地表积水的变化，并将真实监测数据用于模型校核与风险研判，成为城市防洪排涝研究的重要基础。

2021年，国务院办公厅印发《关于加强城市内涝治理的实施意见》，提出系统推进城市内涝治理。正是在这一背景下，清华大学水利系倪广恒教授带领城市水文气象研究组，以清华园为研究对象，探索城市暴雨洪涝的精准模拟与智慧调控。

清华校园水文气象观测体系及部分监测场景

从2017年开始，让每一场降雨都有数据可循

2017年，航征便与倪广恒教授团队建立了合作，在清华校园布设多处水位、流量及内涝监测点。监测场景覆盖校河出入口、南支河、紫荆学生区雨水管道出口以及校园易积水点等关键位置，逐步形成面向校园雨洪过程的多场景感知体系。

截至2023年，航征设备已在清华园记录70余场降雨过程，其中包括7次暴雨、2次大暴雨。这些持续积累的流量、水位与积水深度数据，为校园精细化洪涝模型的构建、率定、校准和迭代提供了珍贵样本。

航征设备在清华校园的典型布设与应用场景

2023年“7·31”海河暴雨：在极端环境下记录完整过程

2023年7月29日0时至8月1日24时，清华校园累计降雨量约200毫米，最大雨强为33.6毫米/小时。监测数据显示，校河最大流量与最大水深均出现在紫荆测站，分别达到31立方米/秒和1.58米；校河过境水量约223万立方米，其中清华园自产径流量约54.4万立方米。

从过程曲线可以清晰看到，暴雨期间校河流量相较平时快速攀升，不同监测断面的流量变化具有良好响应关系。紫荆片区雨水管道出口的流量过程，也完整呈现了降雨发生后管网排水的变化。

2023年7月29日至8月1日降雨、校河流量及管道出口流量监测过程

极端雨洪过程中的实测数据尤为珍贵。2023年海河“23·7”流域性特大洪水期间，部分地区监测条件遭受严重挑战，众多监测设备被冲毁。航征阵列式监测系统在复杂环境下持续运行并保存关键数据，为有关部门开展事后复盘、模型分析和研究验证都提供了关键性的参考数据。

2023年9月8日短时强降雨：数据与现场实况相互验证

2023年9月8日17时30分，清华校园监测到最大雨强74.4毫米/小时，24小时累计降雨量超过100毫米。位于苏世民书院路口的微型内涝监测一体机捕捉到短时积水快速上涨过程，监测最大积水深度约22厘米。

面对曲线在短时间内的明显变化，课题组调取现场视频进行核验。监控画面显示，路面积水一度淹没电动车大半个车轮；结合常见电动车车轮高度进行比对，监测结果与现场实况基本一致，进一步验证了航征设备在短时强降雨和积水场景下的可靠性，也从侧面反映了清华校园积水治理的成效。

2023年9月8日短时强降雨、校河水情及苏世民书院路口积水过程

稳定的数据，是科研走向城市应用的底座

在城市洪涝研究中，模型并不是一次建成后便保持不变。它需要长期、准确、连续的实测数据进行动态校验和持续更新，尤其需要极端天气过程中的珍贵样本。只有监测数据“测得准、存得住、报得出”，模型才能更接近真实世界。

基于高精度地面高程数据和水文—水动力耦合方法，倪广恒教授团队构建的清华校园精细化洪涝模型，已能够较准确地模拟降雨影响下的校河水情演进过程，并用于研究南支河双层河道排蓄能力，为进一步拓展至更大尺度的城市暴雨洪涝模拟奠定基础。

“基于我们长期使用的真实感受，航征设备的稳定、准确数据，对我们的研究十分重要。”

产学研携手，让监测数据创造更大价值

从早期联合开发明渠水力学模型，到长期服务清华校园水文气象观测与精细化洪涝研究，航征与清华大学科研团队始终保持着密切合作。2017年以来，航征设备所记录的监测数据，也为倪广恒教授团队多位研究生的科研工作提供了重要支持。

面向智慧排水、智慧防汛、智慧河道以及水文测验等应用场景，航征将继续以可靠的智能感知设备和稳定的数据能力，服务科研创新与城市水安全建设，让每一次真实的水情变化，都成为理解城市、守护城市的重要依据。

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注：本文图表及项目资料来源于清华大学水利系城市水文气象研究组。