目　次

前　沿

1 數(shù)字孿生驅動的水-能-糧-生耦合系統(tǒng)協(xié)同治理新范式

王浩，孟現(xiàn)勇，丁建麗等

特別關注

·“十五五”水安全保障規(guī)劃

12 廣東省十五五水安全保障總體思路和主要舉措

黃志堅

專題研究

新形勢下城市水安全韌性提升專題

19 超大特大城市極端暴雨致澇過程高效模擬預測方法研究

侯精明，王添，李東來等

29 南方雨源型城市河流生態(tài)修復技術與應用

劉俊國，田展，周子俊等

工程建設運行

39 基于動態(tài)視覺測量的廊道沉降監(jiān)測方法

江，高攀，周燕等

44 調水工程運行期風險評估實踐與完善路徑

江，朱清帥，李

51 “望、聞、問、切的調水必要性體系化判別

——南水北調工程總體規(guī)劃前期論證的啟示與借鑒

水生態(tài)

59 漢江流域植被覆蓋變化響應閾值與調控對策

竹，張冠華，王一帆等

68 點型生產(chǎn)建設項目水土流失影響區(qū)域分析

——以某城市公園建設項目為例

靳新紅，王紹斌，楊蘇燕等

摘　要

前　沿

數(shù)字孿生驅動的水-能-糧-生耦合系統(tǒng)協(xié)同治理新范式

王浩

摘要：西北內(nèi)陸河流域承載我國35.9%的國土面積卻僅擁有5.7%的水資源總量，在全球氣候變化和高質量發(fā)展雙重驅動下，傳統(tǒng)“就水論水”的單要素治理模式已無法破解流域系統(tǒng)的復雜巨系統(tǒng)難題?；凇白匀?社會”二元水循環(huán)理論和系統(tǒng)工程理念，提出數(shù)字孿生驅動的水-能-糧-生（WEFE）耦合系統(tǒng)協(xié)同治理理論體系。該體系創(chuàng)新構建了“技術-管理-機制”三重治理范式，通過物理流域與虛擬流域深度融合的數(shù)字孿生體，建立“感知-計算-服務-應用”四層架構和“感知-認知-決策-行動”閉環(huán)調控機制，實現(xiàn)從“看得見”到“看得清”、從“事后分析”到“事前預判”、從“被動應對”到“主動調控”的根本性變革。理論內(nèi)涵覆蓋WEFE四要素非線性耦合機理、多元主體協(xié)同治理機制和動態(tài)適應性調節(jié)機制三個核心維度。協(xié)同治理機制突破傳統(tǒng)部門分割，構建政府-市場-社會多元共治、利益協(xié)調和動態(tài)調節(jié)的現(xiàn)代化治理體系。技術體系突破多源異構數(shù)據(jù)融合、多尺度模型耦合、智能優(yōu)化算法和實時仿真計算等關鍵技術瓶頸。通過分階段實施路徑和全方位政策保障，以塔里木河流域2000年以來生態(tài)輸水實踐為例驗證了該理論框架的科學性和有效性。指出該體系可為破解西北內(nèi)陸河流域資源環(huán)境約束提供系統(tǒng)性解決方案，為支撐西部大開發(fā)與“一帶一路”水安全戰(zhàn)略提供科技支撐。

特別關注

廣東省“十五五”水安全保障總體思路和主要舉措

黃志堅

摘要：廣東是我國經(jīng)濟強省和人口大省，全面提升水安全保障能力對支撐全省經(jīng)濟社會高質量發(fā)展至關重要。系統(tǒng)分析廣東水利發(fā)展現(xiàn)狀、面臨的形勢與挑戰(zhàn)，瞄準制約廣東水安全保障能力的根本性、全局性、長遠性問題，提出“十五五”時期水安全保障工作“1234”總體思路錨定“走在前列”發(fā)展目標，以“改革創(chuàng)新與依法治水”雙輪驅動，重點圍繞“防洪安全、供水安全、生態(tài)安全”三大保障，寫好“建、管、防、護”四篇治水文章。通過著力構建現(xiàn)代化水利基礎設施網(wǎng)絡、打造水利治理現(xiàn)代化樣板、防范化解水旱災害重大風險、繪就水美南粵新畫卷、激發(fā)水利發(fā)展活力與動力、完善現(xiàn)代化水治理體制機制等舉措，加快推動水利高質量發(fā)展，筑牢水安全屏障，助力廣東在推進中國式現(xiàn)代化建設中走在前列

專題研究

超大特大城市極端暴雨致澇過程高效模擬預測方法研究

侯精明，王添，李東來，潘鑫鑫，楊永平，張世杰，陳光照，馬利平，呂佳豪，官保君

摘要：全球氣候變化背景下，城市極端暴雨致澇風險日益加劇，如何在超大特大城市中實現(xiàn)極端暴雨致澇過程的高效精準預測，已成為防災減災與提升城市韌性的核心科學問題和工程需求。為解決傳統(tǒng)水動力模型計算效率低、實時性差的問題，提出一種融合物理機理模型與人工智能（AI）算法的雙驅動高效模擬預測方法。集成產(chǎn)流計算、二維水動力匯流及管網(wǎng)-地表耦合機制，構建高精度雨洪過程數(shù)值模型；通過非均勻網(wǎng)格優(yōu)化和多GPU并行計算融合，實現(xiàn)超大特大城市極端暴雨致澇過程高效高精度模擬；以物理模型生成訓練數(shù)據(jù)驅動AI預測模型的模式，實現(xiàn)超大特大城市極端暴雨致澇過程的快速預測。以陜西省西安市為例，基于融合物理機理與AI算法的雙驅動預測模型較傳統(tǒng)水動力模型提速約287倍，相對誤差低于10%，實現(xiàn)了極端暴雨主城區(qū)積水風險分級快速預測。該方法為超大特大城市暴雨內(nèi)澇快速預警與科學應對提供了高效技術支撐。

南方雨源型城市河流生態(tài)修復技術與應用

劉俊國，田展，周子俊，丁一桐，唐穎棟，吳時強

摘要：系統(tǒng)推進城市河流生態(tài)修復與流域協(xié)同治理，是實現(xiàn)水利高質量發(fā)展和美麗中國建設目標的關鍵路徑。我國南方雨源型城市河流普遍面臨生態(tài)水量不足、水質污染和生態(tài)功能退化等復合型環(huán)境問題，已成為制約區(qū)域高質量發(fā)展的突出短板。針對這一復雜難題，構建了南方雨源型城市河流生態(tài)修復理論與技術體系：理論層面，突破國際上“恢復至未退化狀態(tài)”的靜態(tài)理念，建立了基于“生態(tài)退化強度-生態(tài)恢復能力”雙軸識別的動態(tài)漸進式修復理論框架；技術層面，系統(tǒng)研發(fā)了“流域-岸坡-水體-河底”四位一體的立體生態(tài)修復技術，并集成創(chuàng)新了融合污染識別、水資源建模與調控優(yōu)化的全過程智慧修復系統(tǒng)，形成污染控制、水質保障與生態(tài)補水多目標協(xié)同的綜合治理方案。該成果已在茅洲河等南方典型河流治理中得到成功應用，生態(tài)修復效果顯著。

工程建設運行

基于動態(tài)視覺測量的廊道沉降監(jiān)測方法

李江，高攀，周燕，朱松，董濤

摘要：為實現(xiàn)水庫大壩廊道內(nèi)部沉降高精度實時監(jiān)測，提升其安全保障能力，研究提出一種基于動態(tài)視覺測量的沉降監(jiān)測方法，并應用于新疆下坂地水利樞紐工程。該方法創(chuàng)新融合非接觸式視覺測量技術與動態(tài)測量位姿感知技術，通過相機的視覺測量單元采集廊道被測點靶標實時圖像，利用圖像處理算法精確識別并提取幾何中心像素坐標，同時結合動態(tài)測量單元實時同步采集相機自身位置和姿態(tài)變化數(shù)據(jù)，計算相機的俯仰角變化。此外構建了一套融合像素位移信息和相機位姿動態(tài)變化信息的沉降解算公式，在此基礎上利用沉降解算公式將被測點像素級位移精準解算為工程尺度上的實際沉降量，有效解決了傳統(tǒng)手段如全站儀、靜力水準儀等在封閉廊道環(huán)境中存在的數(shù)據(jù)采集頻率低、時效性差、惡劣環(huán)境適應性不足等局限。該方法通過在新疆下坂地水利樞紐工程實證應用，展現(xiàn)出毫米級監(jiān)測精度，具備高實時性及對極端氣候條件的優(yōu)異適應性，為復雜環(huán)境下水利工程安全監(jiān)測提供了可靠的技術解決方案。

調水工程運行期風險評估實踐與完善路徑

胡江，朱清帥，李星

摘要：重大調水工程是國家水網(wǎng)的主骨架與大動脈，其安全穩(wěn)定運行對保障水資源供給及經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展具有戰(zhàn)略意義，安全風險評估是支撐工程與供水安全的重要技術手段。針對調水工程規(guī)模龐大、系統(tǒng)復雜、環(huán)境動態(tài)多變的特征，系統(tǒng)構建了“識別—評價—管控—更新”動態(tài)閉環(huán)技術路線，提出融合資料分析、現(xiàn)場調研與模型輔助的風險識別方法體系，建立涵蓋自然環(huán)境、工程設施、運行管理、社會經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境的評價指標體系。通過對比分析，闡明風險評估在動態(tài)性、系統(tǒng)性與前瞻性方面相較于安全評價的優(yōu)勢，適配于國家水網(wǎng)復雜系統(tǒng)風險防控需求。結合重大工程實踐，揭示當前在制度標準體系、技術支撐能力、跨體系協(xié)同及生態(tài)社會風險評估等方面存在的不足，并從制度體系、技術標準、智能監(jiān)測、管控協(xié)同、成果應用五個方面提出系統(tǒng)化完善路徑。提出深度融合數(shù)字孿生、多模態(tài)大模型等新技術推動風險評估向智能化、系統(tǒng)化、精細化發(fā)展的建議，為提升調水工程風險防控能力提供理論與實踐支撐。

“望、聞、問、切”的調水必要性體系化判別

——南水北調工程總體規(guī)劃前期論證的啟示與借鑒

彭祥

摘要：我國獨特的資源地理稟賦，使得調水工程在國家水網(wǎng)體系建設中長期扮演戰(zhàn)略支撐角色?？茖W合理的調水必要性論證及其調水規(guī)模確定，對調水工程良性運行產(chǎn)生至關重要的影響。在對南水北調工程總體規(guī)劃相關成果進行總結分析基礎上，從空間、時間、用水合理性與未來發(fā)展等多維視角，以及水資源稟賦靜態(tài)比較、用水過程動態(tài)分析、用水合理性評判和水資源供需預測等相應手段，凝練提出“望、聞、問、切”的調水必要性體系化判別方式。并基于調水規(guī)模確定的復雜性，仍以南水北調為例開展了水資源供需預測相關重大制約影響因素分析，以期為其他調水工程前期論證乃至國家水網(wǎng)體系建設提供規(guī)劃參考。

水生態(tài)

漢江流域植被覆蓋變化響應閾值與調控對策

王竹，張冠華，王一帆，楊文俊

摘要：漢江不僅是南水北調中線工程核心水源地，也是長江流域生態(tài)安全的關鍵節(jié)點，其植被變化直接關系到國家重大戰(zhàn)略的實施和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展?；跐h江流域2000—2023年植被NDVI時序數(shù)據(jù)，結合地理探測器、隨機森林模型與部分依賴圖方法，從時空變化特征、驅動因子識別與響應閾值解析三個方面系統(tǒng)揭示漢江流域植被變化驅動機制，同時提出分別針對上中下游植被的差異化調控對策。結果表明，2000年以來流域植被總體呈現(xiàn)改善趨勢，但空間分異明顯，表現(xiàn)出上游持續(xù)改善、中游波動變化、下游退化加劇的分布格局。上游植被變化主要受自然因素影響，海拔、年降水量和年均氣溫為關鍵驅動因子，中下游則受土地利用與地貌類型的綜合影響；關鍵驅動因子與NDVI之間存在非線性響應關系，上游地區(qū)在年降水量1600～1800mm、海拔1500～2000m和年均氣溫7～10℃范圍內(nèi)植被狀況最佳，中下游則在海拔約100m與500m處呈現(xiàn)“雙拐點”現(xiàn)象，反映出植被生態(tài)系統(tǒng)對外部干擾的敏感區(qū)域與臨界特征?；谏鲜鼋Y果，提出“分區(qū)分類、統(tǒng)籌施策”的植被恢復路徑，構建工程措施、生態(tài)修復與制度保障協(xié)同推進的綜合治理體系，為流域生態(tài)安全提升與管理政策制定提供科學支撐。

點型生產(chǎn)建設項目水土流失影響區(qū)域分析

——以某城市公園建設項目為例

靳新紅，王紹斌，楊蘇燕，吳東敏，劉向陽，吳瓊

摘要：水土保持方案編制中，各水土保持分區(qū)水土流失預測量是確定水土流失防治重點、布置水土保持措施的重要依據(jù)。目前多數(shù)生產(chǎn)建設項目沒有進行水土流失影響范圍及是否輸出項目區(qū)的研究分析，從而影響水土保持監(jiān)測工作的開展。水土流失影響區(qū)域分析工作缺失，在方案編制階段會導致水土保持措施布設不合理，在監(jiān)測階段則不利于落實水土保持監(jiān)測規(guī)程相關要求。通過分析對比不同文件對水土流失量預測、監(jiān)測的有關規(guī)定與差異，以某城市公園建設項目為例，提出點型生產(chǎn)建設項目水土流失影響區(qū)的分析路徑，通過分析項目區(qū)徑流泥沙去向判定水土流失的內(nèi)流區(qū)域和外流區(qū)域，明確不同區(qū)域水土流失的產(chǎn)生時段、危害結果和最終去向，進而確定項目水土流失治理重點區(qū)域，達到因害設防、精準施策目的。

責編 | 田靈燕

排版設計 | 王振航

校對 王慧

審核 | 楊軼

監(jiān)制 | 李坤

---

聲明：本文系轉載自互聯(lián)網(wǎng)，請讀者僅作參考，并自行核實相關內(nèi)容。若對該稿件內(nèi)容有任何疑問或質疑，請立即與鐵甲網(wǎng)聯(lián)系，本網(wǎng)將迅速給您回應并做處理，再次感謝您的閱讀與關注。