2025年 09期
我国用水基本规律与战略研判的认识思考
赵勇;何国华;王建华;何凡;李雯晴;用水演变态势事关经济社会发展、生态文明建设大局，直接影响重大水利工程总体格局。自2013年我国用水统计达到峰值以来，用水需求增长的动力是否存在、未来用水发展态势如何演变等问题，逐渐成为争论的焦点，迫切需要系统回答。通过梳理总结近年研究成果，围绕用水需求是否达峰、如何演变、峰值何时到来等重大问题，集中梳理十点认识思考。研究认为：用水不同于需水，现阶段实际用水受供给侧约束等多重因素影响，表现出零增长特征；但随着消费结构升级、城镇化推进、国际贸易不稳定性加剧等形势变化，我国用水需求仍存在增长空间，通过持续强化节水、国家水网工程建设等手段提升供水保障能力十分必要。在考虑最严格水资源管理制度、经济发展需求和既有工程规划体系条件下，预测我国用水需求峰值约为6400亿～6500亿m3，峰值大概率在2035—2040年到来，仍有10年增长期。
以水为核心的“水-能-粮-生”关系研究
李彬权;赵麦换;刘静;徐晨光;水-能源-粮食纽带关系各环节均会影响到生态环境，因此充分考虑生态环境保障要求，将水-能源-粮食关系拓展到水-能源-粮食-生态关系进行研究很有必要。现有研究主要集中在水-能源-粮食-生态系统大尺度二元纽带关系及多维概念分析上，缺乏对多元要素相互作用的剖析及关键过程的物理描述。在总结水-能源-粮食-生态关系相关研究成果基础上，探讨了水-能源-粮食-生态复杂系统定义和发展历程，剖析其内涵及构成要素；以水资源流为核心，初步搭建了资源流-生态要素“核心关联”及自然社会因子“外部关联”的水-能源-粮食-生态系统研究方法框架，提出融合流域水量水质-作物生长-能源足迹-生态效应耦合模拟的物理机理模型构建方法，为水-能源-粮食-生态协同调控提供相对科学合理的研究依据。
黄河中游水文-泥沙-植被关系失衡的灾变风险与对策
徐锡蒙;汤秋鸿;郑粉莉;谢秋雨;黄河中游是我国水土流失重点区域与黄河泥沙主要来源区，面临水资源短缺和水沙关系不协调等挑战。在全球气候变化影响下，黄河中游的水文-泥沙-植被关系正面临失衡风险，植被覆盖率提高的同时水沙通量大幅度减少，植被建设已接近水资源的植被承载力极限，极端暴雨条件下重力侵蚀加剧，可能引发一系列极端水土流失灾害风险。梳理了黄河中游水文-泥沙-植被关系失衡可能引发的灾变风险，主要包括：侵蚀环境与泥沙来源改变增加河道防洪压力，极端事件频发导致灾害损失严重，过度植被恢复加剧土壤干层与干旱风险，老旧梯田与病险淤地坝失效风险升高。针对这些挑战提出对策建议，包括：加强重点泥沙来源区侵蚀防控与水沙调控；发展生态建设影响下水沙极端事件预报模型，补齐灾害监测预警短板；统筹发挥植被建设和工程措施的协同治理作用，构建生态修复与防洪抗旱协同体系；加快推进梯田与淤地坝蓄排功能提升，优化运维和管理能力；提高基础设施韧性，增强防灾减灾意识，提升应对重大灾害风险的能力。
新形势下城市洪涝演变特征与联防联控技术研究
刘家宏;梅超;王佳;李瑞栋;程宸;全球气候变化背景下城市极端暴雨洪涝发生的频率和强度呈上升趋势，极端水文事件趋频、趋强、趋广。从洪涝演变特征、组合叠加效应等方面分析了城市洪涝演变的新形势，提出当前城市洪涝防御面临联防联控调度预案不完善、一体化监测预警与智能决策系统缺乏等问题。面向新形势下城市洪涝防控需求，研究提出了城市洪涝联防联控的技术流程，并在北运河流域及北京城市副中心区域开展了应用示范。对2024年7月30日北京大暴雨事件的测试应用结果显示，预报结果与实际积水情况一致性较好，满足临灾预警的准确性要求。未来需进一步细化临灾预警的具体对象和技术要求，提升定向预警精准性和时效性，为提升城市防洪排涝预报、预警、预演、预案“四预”能力提供科技支撑。
气象大模型支撑流域暴雨预报实践探索
赵铜铁钢;李强;随着人工智能技术发展，大模型被开发并应用于业务气象预报。聚焦海河“23·7”流域性特大暴雨洪水，采用气象大模型开展暴雨过程回顾性预报实验，对比欧洲中期天气预报中心业务气象预报产品HRES，检验气象大模型降水预报对于洪水灾害防御的推广应用价值。研究结果表明：相比传统数值气象预报，Graph Cast、Fu Xi和AIFS三个气象大模型对暴雨过程、落区形态、中心位置和发生时间的预报更准确。对于逐6 h降水量，大模型在不同预见期下均呈现相当的预报精度。对于累积降水量，Graph Cast、AIFS和HRES预报降水强度、暴雨过程和落区范围接近实况，当起报时间提前到1 d前，研究区平均累积降水量为124.6 mm，预报累积降水量分别为132.7 mm、115.5 mm和140.0 mm。对于最大降水量，Graph Cast、Fu Xi和AIFS降水强度误差较HRES更大，时间和位置误差更小。实况最大累积降水量为484.8 mm，当起报时间提前到1 d前，Graph Cast、Fu Xi、AIFS和HRES的预报值分别为329.7 mm、190.1 mm、251.2 mm和415.3 mm。整体上，气象大模型能够为洪水灾害防御提供有效的降水预报信息，服务于水旱灾害防御业务工作。
重大水利水电工程全生命周期质量管理探索与实践
唐云清;重大水利水电工程质量不仅影响工程运行安全、经济效益发挥，而且会影响人民生命和财产安全。传统质量管理模式，以施工阶段为核心，对规划设计、施工建设、运行维护和报废退役的全生命周期有效衔接不够紧密，因此质量管理的系统性与持续性不足，难以满足新阶段高质量发展和可持续利用需求。在回顾水利水电工程建设质量管理体系发展历程基础上，给出满足新阶段重大水利水电工程全生命周期质量管理定义，并开展了内涵和特征分析，探讨开展全生命周期质量管理面临的挑战、发展机遇、关键技术和实施路径。研究表明，系统性、持续性、创新性、智能化和精细化是全生命周期质量管理的主要特征，同时面临着技术、管理及政策与制度的挑战，具有技术进步推动、政策导向支持和社会需求驱动的良好发展机遇；BIM技术、智能检测技术、大数据分析与预测模型、智能管理平台是围绕智能化全生命周期质量管理的四大关键技术，据此提出包含建立全生命周期质量管理框架、完善政策与标准体系的实施路径。
棘洪滩水库运行管理矩阵实践与创新
徐贤;孙中晋;徐洪庆;根据《水利部关于加快构建现代化水库运行管理矩阵的指导意见》，山东青岛棘洪滩水库立足自身特点与实际需求，全面推进现代化水库运行管理矩阵试点建设。通过梳理现有管理基础，查找短板与薄弱环节，明确建设要求，制定科学方案，从全面推进“四全”管理、“四制（治）”体系、“四预”措施和“四管”工作的落地实施方面，总结了棘洪滩水库运行管理矩阵平台建设实践情况。棘洪滩水库以数据赋能为核心，打破内部数据壁垒，推动外部数据共享，持续完善感知体系，强化综合监测能力。水库充分运用现代技术，创新智能化运管模式，在水量调度模拟、溃坝预演和智能巡检等领域获得突破。现代化水库运行管理矩阵提升了棘洪滩水库运行管理精细化和信息化水平，提高了水库运行安全和风险管控能力，形成可共享、可复制、可推广的建设成果，可为水库运行管理的精准化、信息化、现代化转型提供参考。
双控目标下推进水预算管理工作方法研究
马兴华;刘晋;董延军;曾碧球;赵燕;水预算管理制度是新形势下水资源管理制度的创新探索，目的是实现水资源精细化配置和可持续利用，促进水权水市场在水资源配置中发挥作用。从政策法规制度、技术支撑、信息化建设方面分析了我国水预算管理工作基础；借鉴财政预算管理经验，结合水资源特点，提出了水预算管理的概念，分析了水预算管理的系统性、动态性、科学性内涵；梳理了水预算管理主要工作流程，包括水预算的申请与复核、下达与执行、调整与决算等关键环节；提出了水预算管理制度框架体系，包括一个指导思想、五个基本理论、一项基本原则、两个主要约束、三步工作流程、四层组织体系、四项关键技术和四个重要保障；提出了基于水预算的水资源多目标精细化优化配置模型方法，建立了以缺水量最小和用水成本最低为目标的优化方程和以水源可供水量约束、可用水量约束、用水效率约束为约束条件的水预算多目标精细化配置模型，给出模型算法步骤；提出了做好水预算管理工作的建议，以期为水预算管理制度的实施提供工作思路和技术方法支撑。
农村供水风险评价指标体系研究与应用——以重庆市巫溪县为例
苏扬;万晨;杨政;李晓琴;宋卫坤;农村供水工程抗风险能力较弱，为提高农村供水风险预警能力，以重庆市巫溪县为例，通过分析近两年农村供水突发事件，综合采用德尔菲（Delphi）法与层次分析法（AHP），基于巫溪的降水、气候、工程现状底数、水质状况、自然环境等，构建了巫溪县农村供水风险评价体系。结果发现，巫溪县中风险工程占比较多。从影响人口分析，水厂风险影响人口数量最多，占比35%，是巫溪农村供水风险防控的重要环节；从预警数量分析，水源和运行管理风险预警数量最多，分别占比48.1%和47.9%，是巫溪农村供水的主要风险点。针对上述主要风险，建议巫溪县全面推行农村供水“3+1”标准化建设和管护模式，大力完善农村供水工程体系，积极推进县域统管和专业化管护，强化应急供水保障，完善巫溪县智慧管理系统和水厂自动化监控系统。农村供水风险评价在具体供水工程中的应用，将对农村供水风险发现、预警和处置具有重要意义。