30秒，完成超过300万个计算单元的洪涝预测——这不是超级计算机的专属能力，而是西安理工大学团队研发的国产防汛模型“GAST”交出的成绩单。随着全球气候变化加剧，短时强降雨频发，城市洪涝风险日益凸显。传统模型“算不准、算不全、算不快”的三大痛点，正在被这颗拥有完全自主知识产权的“中国芯”逐一破解。

城市防汛的“三算”之困

每逢汛期，城市内涝都是悬在管理者心头的一把剑。积水点在哪儿?水深多少?退水需要多久?这些问题的答案，直接决定着防汛决策的成败。

然而，传统洪涝预测模型长期面临三大瓶颈：

“算不准”——复杂地形下的积水位置、水深预测偏差大，决策依据不可靠;

“算不全”——地表径流、管网排水、河道行洪、城市积涝等过程相互割裂，无法形成完整图景;

“算不快”——高分辨率模拟往往耗时数十小时，等结果出来，洪水早已退去。

研发自主可控的高性能洪涝预测模型，刻不容缓。

GAST模型的三大核心突破

西安理工大学水模拟及灾害管理研究团队历经十余年攻关，成功研发出具有完全自主知识产权的显卡加速的地表水及其伴随输移过程模型(GAST模型)。2026年6月4日，该模型在全国洪水风险图成果研讨会上正式亮相，为全国百余个城市筑起防汛“科技屏障”。

高精度稳健算法，误差控制在15%以内

GAST模型在算法层面实现了实质性突破。与实测资料对照，其水动力要素模拟误差控制在15%以内——这意味着积水位置、水深、流速等关键参数的预测精度达到了可工程化应用的水平，为防汛决策提供了可靠的数据支撑。

全要素全过程耦合，一个模型覆盖全场景

传统模型的最大缺陷在于“各自为政”——地表水归地表水、管网归管网、河道归河道。GAST模型打破了这一壁垒，实现了从“天上降雨—地表径流—管网排水—河道行洪—城市积涝”的全链条覆盖。一个模型，贯通全场景，让城市洪涝的“来龙去脉”一目了然。

GPU加速+AI赋能，运算时长从小时级压缩至分钟级

这是GAST模型最令人惊艳的突破。在陕西西咸新区秦汉新城，模型覆盖面积达302平方公里，计算单元超过368万个——而完成一次洪涝预测，仅需30秒。运算时长从传统模型的数十小时缩短至分钟级甚至秒级，让“雨未至、涝先知”从理想变为现实。

中国完全自主知识产权，彻底摆脱国外依赖

GAST模型的核心价值不仅在于技术指标，更在于自主可控。该模型坚持核心技术自主创新，已入选水利部数字孪生平台水利专业模型库。这意味着，我国城市洪涝预测领域彻底摆脱了对国外软件的依赖，拥有了属于自己的“防汛大脑”。

从“卡脖子”到“有底气”，GAST模型的问世标志着我国在城市水灾害模拟与防治领域迈入了自主创新的新阶段。

从百余城市到中国国家水网

GAST模型目前已支撑中国百余个城市防汛项目，其应用场景正在快速扩展：

城市防汛应急指挥：分钟级预测让决策者能在强降雨来临前精准预判积水点位与水深，提前部署排涝力量，将“被动应对”变为“主动防御”。

数字孪生水利体系：GAST模型已入选水利部数字孪生平台专业模型库，正深度融入国家水网建设。在城市数字孪生系统中，它将成为模拟“降雨-径流-积水-退水”全过程的“计算引擎”。

海绵城市建设评估：模型可量化评估不同海绵设施对城市内涝的削减效果，为海绵城市规划提供科学依据。

面向“十五五”，GAST模型将以一颗更加精准高效的“中国芯”，守护江河安澜、百姓平安。