“九派·Basin”流域水文模型基础版免费开放使用
共享水文数字化创新成果
□本报通讯员 郑力
实现全国任一河流任意位置的自定义流域全自动水文建模与计算，应用场景覆盖中小流域（水库、沿河城镇）、旅游景区、在建涉河工程、无资料地区，面向全国免费开放基础版使用功能……8月5日，由水利部长江水利委员会水文局研发的“九派·Basin”流域水文模型正式上线，发布第2天注册用户数量即突破1000人。
“该模型基于长江委水文局自研的PIMAST（基于物理约束的多头注意力时空卷积模型）算法和多源异构大数据集构建，标志着长江委水文局数字化创新成果向社会化服务迈出关键一步。模型一经发布，很多地方水文部门及高校表现出浓厚兴趣，目前我们的技术团队已开通专业咨询渠道，欢迎各界提出需求建议，共同推进水文技术进步。”长江委水文局技术中心二室主任、“九派·Basin”模型算法负责人曾凌说。
“九派·Basin”是长江委水文局在推进水文现代化建设过程中，凝炼近年数字化创新成果、基于九派架构打造的核心产品。其核心功能包括三大方面：一是流域全自动水文建模，用户可自定义计算位置，模型一键完成流域、河网、下垫面等数十种参数的自动提取，并根据流域特征微调PIMAST模型结构与参数，生成专属产汇流计算方案；二是流域降水预报预警，深度集成EC（欧洲中期天气预报中心）、GFS（美国国家环境预报中心的全球预报系统）等数值预报产品，耦合地面观测信息，实时滚动生成未来10天降水预报图文报表，可根据预设阈值推送预警；三是流域产汇流计算分析，基于降水预报驱动预训练模型，输出计算断面流量过程，若预设水位-流量关系曲线，还可实现水位预警。
该模型的技术核心在于长江委水文局自主研发的PIMAST算法，这是一种基于物理信息（PI）约束、多头注意力机制（MA）及时空（ST）卷积构建的深度学习神经网络模型。其中，物理信息约束通过引入土壤蓄水量等关键变量，提升模型可解释性并避免过拟合；多头注意力机制考虑闸坝、支流入汇等水利工程对流量的综合影响，动态校正计算成果；时空卷积则针对流域下垫面、降水等时空异质性数据进行特征提取，提高计算精度。该算法支持自主滚动学习与参数动态更新，形成了“数据—模型—计算”的闭环优化机制。
为满足不同场景需求，PIMAST算法分为三个版本：基础版依托“长江水文智算中心”，基于全国范围数字流域、气象、下垫面及地面站点信息构建统一训练数据集，可实现任意自定义流域出口流量过程计算；专业版在基础版的基础上支持局部特调或结合“九派一体机”优化训练，泛化性与稳定性更强，适用于高精度需求场景；定制版则可根据客户需求定制功能与算力方案，支持分流域单独建模及国产化软硬件本地部署，主要面向专业大客户。
“九派·Basin”的应用场景广泛覆盖中小流域（水库、沿河城镇）、旅游景区、在建涉河工程、无资料地区等，解决了传统水文服务在这些领域覆盖不足、响应滞后的问题。例如，中小水库管理员可通过模型快速获取降水与流量预报，优化调度方案；在建涉河工程可依托实时计算结果动态调整施工计划；无资料地区则能借助模型填补水文数据空白，提升防汛抗旱能力。
“‘九派·Basin’的开放是共享创新成果、促进交流合作、提升水文社会服务能力的重要举措。未来，‘九派’架构还将陆续推出‘九派·Station水文监测模型’‘九派·River河道模型’等系列产品，构建覆盖水文监测、流域产汇流模拟、河道分析的全链条技术体系。”曾凌说。
来源：中国水利报 2025年8月15日
作者：郑力
责任编辑：王瑜
