随着水利工程运行管理向精细化与智能化方向发展，传统以二维图纸和离散报表为主的安全监测与应急处置方式，已难以满足复杂枢纽在设计审查、施工控制及运行应急中的协同决策需求。针对闸坝-泵站联合枢纽运行工况频繁、风险类型多样的特点，本文基于虚拟现实（VR）技术，构建了一套集三维可视化、安全监测与应急模拟于一体的综合系统。系统在统一三维模型基础上，实现设计阶段结构与管线的空间审查，施工阶段模型与现场的叠加校核，以及运行阶段多源监测数据驱动的应急推演与调度支持。通过引入水动力与水质耦合模型，在虚拟场景中模拟洪水与污染扩散过程，并结合实测数据进行对比修正，提高应急演算结果的可靠性。工程应用表明，该系统在提升设计审查完整性、降低施工返工率及缩短运行应急响应时间等方面均发挥了积极作用，可为类似水利枢纽的数字化运行管理提供参考。