海河流域战略地位突出，承载多项重大国家战略，其自然条件特殊且受多重强干扰影响剧烈，在全球气候变化背景下，近年来极端洪涝灾害频发，传统洪水预报调度模式已无法满足精准防控需求。聚焦强干扰条件下降水预报精细度不足、洪水预报精准度与预见期难统一、预报调度智能化与效率难协同三大核心难题，遵循“问题导向—需求牵引—技术突破—应用至上”路线，构建多范式洪水预报调度体系。针对模式降水预报空间尺度不一、时间尺度不连续，落区预报不确定性大、精细化程度不高的问题，研发了符合海河流域特征的无缝隙降水预报技术体系，突破了临近降水预报外推准确率低和时效短的瓶颈，解决了短时降水预报时空分辨率低、短中期降雨强度和落区预报不确定的难题。针对流域自然、社会多元要素对洪水产汇流演进干扰剧烈，预报调度模型适配性差、精准度不高、调度时效短的难题，提出了强干扰条件下多范式洪水预报调度的矩阵式“海河模型”，将流域重要节点洪水预报精度由70%提升至85%以上。针对水利工程群动态智慧调控难度高，决策支持系统性、时效性不强的难题，研发了海河流域防洪智慧决策平台，实现了流域防洪工程安全运行和优化调度的快速智能化决策，解决了预报调度模型“多参数、大变量、时效低”的难题，推动防洪决策效率由“小时级”提升至“分钟级”。研究成果在2021年漳卫河夏秋连汛、海河“23·7”流域性特大洪水、海河“25·7”区域性大洪水防御中实战成效明显，为流域防洪减灾提供关键技术支撑与理论参考。
我国的地下水储备制度建设仍处于起步阶段。地下水储备是一个长周期、低频动态过程，建立地下水储备制度亟须解决一些关键技术问题。通过分析地下水储备维持、动用和恢复过程，提出双重缓冲概念，分别为缓冲水量和缓冲时间。缓冲水量反映地下水储备空间、缓冲空间组合体的地下水储存量与储备量之间关系，综合表示为水量缓冲系数；缓冲时间反映地下水储备动用期激发补给过程产生的供水保障时间延长效应，综合表示为时间缓冲系数。在解释概念的基础上，提出了评估缓冲系数的定量方法，包括理论公式、参数集和情景模拟技术。水量缓冲系数和时间缓冲系数在理论上均大于1，实际数值取决于水文地质条件和专用井开采地下水的方式。在以承压含水层为地下水储备空间的典型算例中，水量缓冲系数可达200以上，而时间缓冲系数可达20以上。缓冲效应对地下水储备动用期结束后的恢复过程也具有重要影响。关于储存量、储备量和缓冲系数等量化描述的可靠性、实用性，还需要更广泛深入的讨论和研究。
我国水库大坝数量居世界首位，均质土坝是我国水库的重要坝型之一，大多修建于20世纪50—70年代。受当时设计标准偏低、施工条件有限及长期运行老化等因素影响，均质土坝设计洪水标准偏低、泄洪短板突出、下游坝坡抗溃能力薄弱，其溃坝数量占1954—2021年全国溃坝总数的85%，漫顶冲刷是均质土坝溃坝的首要原因。随着极端天气事件频发，均质土坝防洪标准难以适应现状气候条件，防洪短板愈加凸显。2026年广西六蓝水库等工程出险暴露了国内同类工程普遍存在应对极端暴雨洪水时防洪能力薄弱的问题。基于全国溃坝统计数据及均质土坝安全现状分析，结合均质土坝防洪安全面临的挑战，提出提高均质土坝防洪设计标准、提升超泄洪水能力、实施坝顶坝坡抗冲刷防护改造、优化完善坝坡排水体系、完善大坝自动化监测体系、完善预报预警机制、健全漫坝险情应急处置机制等系统措施，以补齐均质土坝防洪短板，从根本上提升均质土坝的防洪抗灾能力，为我国均质土坝除险加固提供技术借鉴和参考。
加快构建雨水情监测预报“三道防线”和防洪“四预”体系，是推进数字孪生水利建设、提升水旱灾害防御能力的重要部署。针对“三道防线”与“四预”在实践中存在的数据壁垒、算据融合不足、预报调度衔接不畅等问题，梳理两者链式关系，提出耦合贯通关键技术体系。研究以气象卫星和测雨雷达、雨量站网、水文站网构成的“云中雨、落地雨、河中水”全链条感知体系为基础，提出“三道防线”协同组网与算据校正方法，构建多源降雨融合、多时空尺度洪水预报、递进式动态预警和“三链耦合”作业模式。研究围绕不同预见期洪水预报需求，形成雷达外推、数值预报和实测雨水情融合驱动机制。小尺度融合降雨可提升山洪和中小河流洪水短临预报能力，大中尺度融合降雨与水文监测可支撑江河洪水预报演进。以广东省广州市黄埔区数字孪生南岗河为案例，开展流域“三道防线”与防洪“四预”系统建设及应用。结果表明，该模式能有效增强中小河流洪水预报和调度应对能力，为数字孪生水利体系建设提供参考。
以黑龙江省东北漫川漫岗国家级水土流失重点治理区和大兴安岭东麓国家级水土流失重点治理区为研究对象，基于土壤侵蚀指标探究重点小流域治理优先序。利用自然断点法，对中度及以上土壤侵蚀强度面积占比、沟壑密度、坡度大于8°面积占比以及植被覆盖率等指标分级，采用优先级等级对比的方法，在土壤侵蚀现状和水土流失潜在发展评价的双维度上，进行重点小流域治理优先序判别。结果表明，在东北漫川漫岗治理区和大兴安岭东麓治理区，治理优先序为极迫切、迫切和较迫切的小流域数量比例均近似为3:12:5；不同治理优先序小流域面积分布存在显著差异，其面积四分位距、期望和中位数均呈较迫切>迫切>极迫切分布；无论在东北漫川漫岗治理区还是大兴安岭东麓治理区，均呈现极迫切治理小流域面积占比较小，分布侵蚀沟数量占比较大，侵蚀沟沟壑密度平均值远大于迫切和较迫切治理小流域，水土保持率平均值远小于迫切和较迫切治理小流域的特征。通过治理优先序划定，为实施差别化水土流失综合治理、提升国土空间水土保持功能提供参考。
复苏河湖生态环境是美丽中国建设的重要内容，是推动新阶段水利高质量发展的重要路径之一。科学评估河湖生态复苏成效是掌握河湖生态复苏状况的重要手段。本文在对河湖生态复苏内涵进行分析的基础上，统筹水资源、水环境、水生态等要素，按照可量化、可监测、可评估的原则，采用层次分析法（AHP）构建了包括水安全、水资源、水环境、水生态、公众满意度5个准则层12个指标的平原河网地区河湖生态复苏成效评估体系。选取水利部首批母亲河复苏行动试点河道丁堡河-江海河为实例，利用构建的基于平原河网特征的河湖生态复苏成效评估体系，在确定各评价指标权重的基础上，按照指标层、准则层、目标层逐层加权，计算得到丁堡河-江海河的生态复苏成效水平值。结果表明，丁堡河-江海河通过生态复苏后已达到健康水平，符合河流现状真实特征，但仍应持续加强河道长效管护，强化生态复苏的后续管理，实现河湖功能永续利用。
我国数智技术的水利领域应用从试点探索逐步进入体系化建设新阶段，深度嵌入日常管理、运行决策、工程控制的核心环节，在显著提升治理效能的同时，也使系统运行面临风险隐患。为系统识别数智水利应用风险，保障系统安全、可靠、可信、可控运行，本文基于数字孪生水利架构和运行原理，分析数智水利应用对数据、模型、算力、知识、网络及集控的六大强依赖特性，揭示强依赖特性所衍生的数据风险、模型风险、算力风险、知识风险、网络风险、集控风险等复合型挑战，并从制度构建、技术防护、人才强基、韧性提升四个维度提出立体化风险防控体系对策，涵盖国家战略与综合安全框架制定、法律法规与标准规范健全、协同监管与第三方审计机制建立、数据全生命周期治理、可信AI与模型综合治理、自主弹性算力与韧性网络建设、组织重塑与流程再造、数智人才强基、人机协同与知识管理、联邦式混合韧性架构设计、常态化攻防演练、极端情景应急预案制定等关键举措，为防范化解数智水利系统性风险提供技术支撑。
虚拟水是揭示商品和服务中水资源隐性流动的重要视角，为分析水资源配置及区域水安全提供了新维度。研究发现，我国虚拟水流动格局已发生根本性转变：在国际层面，我国已由虚拟水净出口国转为净进口国；在国内层面，呈现明显的“北水南调”特征，北方通过输送高耗水农产品的形式，向南方年均输送虚拟水约426亿m3。这些变化显示，虚拟水流动已深刻影响我国水资源配置、产业布局和水安全格局。尽管虚拟水战略在缓解局部水资源压力、识别产业布局矛盾和促进区域协同治理方面具有积极价值，但其应用受到粮食安全、经济发展阶段、核算数据基础及水资源多功能属性等多重约束。分析认为，虚拟水战略不应被视为实体水管理的替代方案，而应科学定位为服务于水资源优化配置与风险识别的补充性治理工具。当前，我国在虚拟水治理中仍面临系统性认识不足、战略价值整合不充分、隐性风险识别不到位和跨区域协调机制不健全等挑战，建议在粮食安全和节水优先的基础上，以产业升级为支撑，推进虚拟水核算、规划评估和供应链风险预警等制度建设，促进虚拟水管理与实体水管理协同实施。
“十五五”规划纲要首次将流域经济纳入国家发展规划，明确提出因地制宜拓展流域经济等模式。流域经济是以水资源为核心纽带、以流域自然地理单元为空间载体，统筹水安全保障、水资源开发、水生态保护、水环境治理与区域经济协同发展的新型区域经济形态，是破解流域跨行政区治理困境、实现水资源价值转化与区域协调发展的关键路径。本文立足水利经济与流域治理交叉视角，从空间、核心、目标三个维度系统界定了流域经济的核心内涵，指出流域经济具有整体性与系统性、关联性与传导性、跨界性与协同性、生态约束性及多元价值性五大本质特征，从资源禀赋、国家战略、市场机制及协同治理4个维度深入剖析了其内生动力与外生驱动双重动力机制。在此基础上，立足“十五五”顶层部署，提出了适配我国国情水情的流域经济高质量发展路径，以期为推进流域上下游协同发展、畅通流域生态产品价值实现转化渠道提供理论支撑与实践参考。
河流是河湖保护治理领域的基本概念，现有河流概念多局限于物理形态表征，未触及河流本质属性，也未考虑河流与流域的关联关系，存在适配性不足、实践场景难辨析等问题。针对该现实痛点，立足河流形成机制、本体构成与演化以及流域整体关联，以水循环和产汇流理论、河流生命理论、流域系统理论为核心支撑，提炼界定河流的“水流”“河槽”“流域”三大核心要素，明确流域性为河流的本质特征，对现有河流概念进行优化完善。在此基础上，聚焦实践场景中两类核心判定难点，即“某一对象是否为河流”“某一对象是独立河流还是河流组成部分”，系统辨析明确河流与各类非河流对象的边界。研究成果可有效弥补现有河流概念的理论缺陷，为开展河湖普查、河湖名录制定、河湖管理保护及科学研究提供基础支撑，避免实践中的概念误用。