數(shù)智賦能的人水和諧新范式探究與實(shí)踐

——以數(shù)智木蘭溪為例

Practice and exploration of a new paradigm for human-water harmony empowered by digital intelligence: a case study of the digital-intelligence Mulan River

錢峰任明磊劉昌軍2，唐志芳

1.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院，100038，北京；2.水利部防洪抗旱減災(zāi)工程技術(shù)研究中心（水旱災(zāi)害防御中心），100038，北京；3.福建省莆田市大數(shù)據(jù)管理局，351106，莆田

摘要：從敬畏順應(yīng)到智能協(xié)同，人水關(guān)系的演進(jìn)本質(zhì)是人類對(duì)水的認(rèn)知能力、調(diào)控能力與尊重程度的同步提升。“數(shù)智”的價(jià)值不僅在于技術(shù)創(chuàng)新，更在于升級(jí)為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)調(diào)控，將歷史“流域共治”的理念通過(guò)數(shù)智平臺(tái)實(shí)現(xiàn)全域協(xié)同。本文系統(tǒng)分析了人水和諧發(fā)展歷程，提出了數(shù)智賦能的人水和諧新范式，從技術(shù)落地、機(jī)制創(chuàng)新、價(jià)值體現(xiàn)三個(gè)層面破解人水關(guān)系協(xié)調(diào)難題，優(yōu)化人機(jī)互動(dòng)體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)人、水、機(jī)交互融合，最終達(dá)到重構(gòu)人、水、機(jī)共生關(guān)系以及人水和諧共生的流域治理目標(biāo)。以福建省木蘭溪流域?yàn)槔?，從宏觀尺度、中觀尺度、微觀尺度提出了構(gòu)建木蘭溪水情感知“四預(yù)”智能體、多目標(biāo)協(xié)同調(diào)度智能體、全民參與治理智能體、生態(tài)保護(hù)適配智能體，結(jié)合多智能體協(xié)同機(jī)制、人機(jī)協(xié)同校驗(yàn)機(jī)制等機(jī)制體制建設(shè)，打造具有自主感知、研判、決策、協(xié)作、執(zhí)行、反饋功能的“數(shù)智木蘭溪”，達(dá)到“人懂水、水惠人、機(jī)助和”的理想狀態(tài)，以期為全球流域人水共生治理提供智能協(xié)同的木蘭溪樣板

關(guān)鍵詞：人水和諧；數(shù)字孿生；數(shù)智；木蘭溪流域；智能體；人水關(guān)系

作者簡(jiǎn)介：錢峰，水利部防洪抗旱減災(zāi)工程技術(shù)研究中心（水旱災(zāi)害防御中心）副主任，正高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)樗畔⒒?/span>

通信作者：任明磊，正高級(jí)工程師，主要從事數(shù)字孿生流域研究。E-mail：renml@iwhr.com

基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2024YFC3212800）

DOI：10.3969/j.issn.1000-1123.2026.03.006

引言

水是中華民族文明的搖籃與生存發(fā)展的命脈，人水關(guān)系始終是我國(guó)歷史演進(jìn)中的核心議題。人水關(guān)系的演進(jìn)本質(zhì)上亦是人類對(duì)水認(rèn)知能力、調(diào)控能力與尊重程度的同步提升。步入21世紀(jì)，特別是中國(guó)特色社會(huì)主義進(jìn)入新時(shí)代，人水關(guān)系被賦予前所未有的時(shí)代內(nèi)涵。國(guó)家發(fā)展范式正經(jīng)歷一場(chǎng)歷史性變革，從追求速度與規(guī)模的增長(zhǎng)模式轉(zhuǎn)向更加注重質(zhì)量和效益的高質(zhì)量發(fā)展，綠水青山就是金山銀山理念已深入人心。在這一宏觀背景下，從敬畏順應(yīng)到智能協(xié)同，“數(shù)智”的價(jià)值不僅在于技術(shù)創(chuàng)新，更在于實(shí)現(xiàn)了人水和諧新范式。這種新范式既擺脫了歷史上“被動(dòng)適應(yīng)”的局限，也規(guī)避了近現(xiàn)代“過(guò)度改造”的風(fēng)險(xiǎn)，讓“人水和諧”從一種理想狀態(tài)變成可量化、可調(diào)控、可持續(xù)的現(xiàn)實(shí)。

人水和諧新范式的定義

人水和諧新范式的核心是從“征服利用”到“平等共生”的認(rèn)知革命。數(shù)智條件下的人水和諧本質(zhì)是認(rèn)知層面的平等革命：不再是“人類改造水以適應(yīng)自身”，而是“人水通過(guò)數(shù)字溝通，共同適配彼此需求”，如城市規(guī)劃中將“水的防洪安全邊界、生態(tài)空間需求”轉(zhuǎn)化為數(shù)字約束，城市建設(shè)不再隨意侵占河湖藍(lán)線，而是與水的自然格局協(xié)同布局；不再是“人類評(píng)估水的價(jià)值”，而是“數(shù)字呈現(xiàn)水的多元價(jià)值，人類予以尊重”，如數(shù)字孿生系統(tǒng)量化顯示，河流生態(tài)基流的保持能帶來(lái)漁業(yè)資源恢復(fù)、地下水補(bǔ)給、氣候調(diào)節(jié)等多重價(jià)值，推動(dòng)人類從“只關(guān)注供水、發(fā)電”轉(zhuǎn)向“兼顧生態(tài)、景觀、文化”的多元保護(hù)；不再是“人類被動(dòng)應(yīng)對(duì)水災(zāi)害”，而是“人水通過(guò)數(shù)字預(yù)警，共同規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)”，如臺(tái)風(fēng)來(lái)臨前，數(shù)字孿生系統(tǒng)模擬水的“行進(jìn)路徑”（暴雨強(qiáng)度、洪水漲幅），用數(shù)據(jù)預(yù)警風(fēng)險(xiǎn)，人類則提前轉(zhuǎn)移群眾、調(diào)度工程，形成“水提示風(fēng)險(xiǎn)、人主動(dòng)規(guī)避”的平等協(xié)作，而非“水引發(fā)災(zāi)害、人被動(dòng)救災(zāi)”的對(duì)抗關(guān)系。

數(shù)智賦能的人水和諧新范式特點(diǎn)

從人水關(guān)系維度看，人水和諧的前提“人水平等”不再是抽象理念。數(shù)字成為水的“精準(zhǔn)代言”，通過(guò)數(shù)據(jù)將水的狀態(tài)、需求及反饋精準(zhǔn)傳遞給人類，人類則以數(shù)據(jù)為依據(jù)回應(yīng)水的訴求、實(shí)施相應(yīng)對(duì)策，形成“水發(fā)聲、人傾聽、雙向互動(dòng)”的平等協(xié)同新范式，核心是讓水從“被改造、被利用的客體”，轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝斜磉_(dá)、被尊重的協(xié)同主體”。

1.數(shù)字代言：數(shù)字成為水的“精準(zhǔn)代言”，讓水的訴求可感知、可量化

過(guò)去人水關(guān)系的不平等緣于人的主觀意識(shí)主導(dǎo)，比如過(guò)度取水導(dǎo)致水生態(tài)萎縮，筑堤束水引發(fā)水沙失衡，核心是水無(wú)法“主動(dòng)表達(dá)”自身的承載極限、循環(huán)規(guī)律。而數(shù)智賦能，讓水擁有了“發(fā)聲”能力。

①狀態(tài)表達(dá)。通過(guò)水位、流量、含沙量、水質(zhì)、生態(tài)基流等監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，水用數(shù)字“訴說(shuō)”自身狀態(tài)。如太湖水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示總磷濃度升高，是水在“提示”污染負(fù)荷超標(biāo)；黃河下游生態(tài)流量數(shù)據(jù)不足，是水在“訴求”需補(bǔ)充基流以維持河道生態(tài)。

②需求表達(dá)。通過(guò)專業(yè)模型推演，水用數(shù)據(jù)“明確”自身需求邊界。如長(zhǎng)江流域數(shù)字孿生模型模擬顯示，若某河段下泄流量低于2000m/s，魚類產(chǎn)卵場(chǎng)將受影響，這是水在“告知”人類需預(yù)留生態(tài)流量；水庫(kù)數(shù)字孿生系統(tǒng)預(yù)測(cè)若蓄水超汛限水位，將突破大壩承載極限，這是水在“警示”人類需及時(shí)泄洪。

③反饋表達(dá)。人類活動(dòng)作用于水后，水通過(guò)數(shù)據(jù)變化“回應(yīng)”效果。如流域?qū)嵤┪廴驹垂芸睾?，水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中COD（化學(xué)需氧量）濃度下降，是水在“肯定”治理成效；過(guò)度開發(fā)地下水導(dǎo)致地下水水位持續(xù)走低，是水在“反饋”人類活動(dòng)已超出其承載能力。

這些數(shù)字不再是冰冷的指標(biāo)，而是水的“語(yǔ)言”，讓人類能平等地“傾聽”水的訴求，打破了“人類主導(dǎo)、水被動(dòng)承受”的傳統(tǒng)關(guān)系。

2.雙向互動(dòng)：以數(shù)字為橋梁，構(gòu)建人水平等對(duì)話機(jī)制

數(shù)字代言的核心價(jià)值是建立“水的訴求—人類響應(yīng)—水的反饋—人類優(yōu)化”閉環(huán)互動(dòng)，讓決策不再是人類的“單向指令”，而是人水基于數(shù)據(jù)的“平等協(xié)商”。

①?zèng)Q策前。以水的訴求為前提，將水的需求轉(zhuǎn)化為剛性數(shù)據(jù)約束，融入人類生產(chǎn)生活決策。如城市供水規(guī)劃中，不再僅考慮人類用水需求，而是以地下水補(bǔ)給速率、河湖生態(tài)基流保障率等數(shù)字指標(biāo)為底線，確定供水總量；跨流域調(diào)水方案中，通過(guò)數(shù)字模型模擬調(diào)水對(duì)調(diào)出區(qū)、調(diào)入?yún)^(qū)水生態(tài)的影響，確保調(diào)水量不突破水的承載極限，這是人類對(duì)水的“平等尊重”。

②執(zhí)行中。實(shí)時(shí)響應(yīng)水的反饋，人類活動(dòng)過(guò)程中，實(shí)時(shí)接收水的反饋數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整行為。如黃河調(diào)水調(diào)沙時(shí)，數(shù)字模型實(shí)時(shí)反饋河道沖淤變化數(shù)據(jù)（水的“回應(yīng)”），人類據(jù)此調(diào)整水庫(kù)下泄流量和時(shí)長(zhǎng)，避免過(guò)度沖淤或沖淤不足；灌區(qū)灌溉時(shí)，土壤墑情數(shù)據(jù)與河湖水位數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，水“提示”灌溉用水已滿足作物需求且未影響生態(tài)，人類則及時(shí)關(guān)閉取水口，實(shí)現(xiàn)“按需取水、互不干擾”。

③優(yōu)化中。以數(shù)據(jù)共識(shí)達(dá)成平衡，當(dāng)人類發(fā)展需求與水的生態(tài)訴求產(chǎn)生沖突時(shí)，數(shù)字成為“中立裁判”，通過(guò)多目標(biāo)優(yōu)化模型尋找平衡點(diǎn)。如工業(yè)擴(kuò)產(chǎn)需增加取水，而數(shù)字模型顯示該區(qū)域水資源承載能力已飽和，水的“訴求”與人類的“需求”通過(guò)數(shù)據(jù)碰撞，最終形成“工業(yè)節(jié)水改造+再生水利用+生態(tài)補(bǔ)水保障”的協(xié)同方案，既滿足人類發(fā)展，又尊重水的承載極限，實(shí)現(xiàn)平等共贏。

數(shù)智木蘭溪：人水和諧新范式的實(shí)踐

木蘭溪貫穿福建省莆田市境內(nèi)，是莆田的“母親河”，全長(zhǎng)105km，流域面積1732km，多年平均年徑流量9.85億m。千百年來(lái)，木蘭溪滋養(yǎng)出了興化平原富庶之地，特別是下游南北洋河網(wǎng)流域，作為莆田市最有價(jià)值的多功能水域，承擔(dān)著供水、養(yǎng)殖、水上交通、納污、排洪等重要功能。

木蘭溪是習(xí)近平生態(tài)文明思想的先行探索地，通過(guò)20年的系統(tǒng)治理，實(shí)現(xiàn)了從“水患之河”到“幸福之河”的蝶變，成為安全之河、發(fā)展之河、宜居之河、生態(tài)之河、綠心之河。主要成果有：堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)從不足2年一遇提升到50年一遇，結(jié)束了洪水不設(shè)防的歷史；工業(yè)園區(qū)建成，生態(tài)修復(fù)與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型并進(jìn)，推動(dòng)“綠色經(jīng)濟(jì)”發(fā)展；裁彎取直形成玉湖新城，城市空間布局重塑，沿溪發(fā)展軸初步形成；水質(zhì)持續(xù)改善，生態(tài)修復(fù)卓有成效；系統(tǒng)推進(jìn)生態(tài)綠心保護(hù)與修復(fù)，使綠心成為展現(xiàn)“荔林水鄉(xiāng)”景觀特色的城市生態(tài)核心。整體而言，木蘭溪從防洪治水到生態(tài)修復(fù)，再到城市發(fā)展，體現(xiàn)了以人民為中心、系統(tǒng)治理、綠水青山就是金山銀山的理念。

木蘭溪流域治理也存在一些短板：感知能力“看不全”，水文、水環(huán)境等數(shù)據(jù)采集時(shí)空密度不足，未形成全域全要素的實(shí)時(shí)感知網(wǎng)絡(luò)；調(diào)度協(xié)同“聯(lián)動(dòng)慢”，水利、生態(tài)環(huán)境、住建等部門數(shù)據(jù)存在壁壘，缺少一張圖、一套數(shù)的完整數(shù)據(jù)中臺(tái)；預(yù)警決策“判不準(zhǔn)”，缺乏專業(yè)模型集群支撐，對(duì)洪澇災(zāi)害、水污染及生態(tài)變化的預(yù)測(cè)預(yù)警能力有待加強(qiáng)；文化傳承“挖不深”，豐富的治水遺產(chǎn)與水文化底蘊(yùn)尚未轉(zhuǎn)化為具有影響力的文化標(biāo)識(shí)與體驗(yàn)；公眾服務(wù)“體驗(yàn)弱”，親水、便民、科普等公共服務(wù)數(shù)字化、智能化體驗(yàn)不足等。數(shù)智時(shí)代，亟須圍繞莆田市“五水統(tǒng)籌”與基層民生治理，全方位打造可感知、可模擬、可控、可調(diào)、可孿生、可智能的“數(shù)智木蘭溪”。

1.宏觀尺度：數(shù)智木蘭溪覆蓋全流域

針對(duì)上游山區(qū)強(qiáng)降雨條件下山洪暴發(fā)頻繁，易誘發(fā)泥石流等次生災(zāi)害，下游平原城區(qū)遭受洪澇潮交織威脅，莆田核心城區(qū)防災(zāi)壓力大，短歷時(shí)山洪預(yù)報(bào)難、平原河網(wǎng)洪-澇-潮“三碰頭”治理難、水工程聯(lián)排聯(lián)調(diào)難，全域洪澇防控薄弱等難題，遵循數(shù)字孿生理念，以防洪“四預(yù)”（預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案）為核心，構(gòu)建從源頭到入?？谌采w的防洪“四預(yù)”體系，以及全流域、全過(guò)程、全方位的智慧防控格局，提升全流域水災(zāi)害綜合防御韌性。打造集全域感知、智能認(rèn)知、科學(xué)決策與協(xié)同治理于一體的數(shù)智木蘭溪，并建成集全域防控、多災(zāi)協(xié)治、智能調(diào)度于一體的流域綜合治理先行示范。

2.中觀尺度：數(shù)智木蘭溪賦能興化平原

歷史上興化平原以木蘭溪為主干，南北洋兩大支流與城市河道、湖泊相連，形成天然調(diào)蓄系統(tǒng)，與國(guó)家水網(wǎng)建設(shè)異曲同工。針對(duì)歷史水網(wǎng)聯(lián)通性差、興化平原對(duì)氣候與水質(zhì)自發(fā)調(diào)節(jié)能力弱等問(wèn)題，利用數(shù)智技術(shù)賦能水網(wǎng)重建，使水系聯(lián)通、靜水變活水，水質(zhì)提升、差水變好水，為興化平原歷史水網(wǎng)構(gòu)建數(shù)字孿生平臺(tái)，開發(fā)城市綠心水環(huán)境智慧決策支持平臺(tái)，以現(xiàn)代智慧結(jié)合傳統(tǒng)水網(wǎng)調(diào)蓄系統(tǒng)，賦能興化平原水網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)，達(dá)到改善興化平原綠心生態(tài)環(huán)境、提升興化平原水網(wǎng)系統(tǒng)氣候韌性、再現(xiàn)興化平原歷史水網(wǎng)演變路徑的目的，打造國(guó)家水網(wǎng)建設(shè)的先行示范。

3.微觀尺度：數(shù)智木蘭溪再造木蘭新區(qū)

針對(duì)木蘭溪流域下游木蘭新區(qū)汛期污染強(qiáng)度大、生境破碎、水生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值轉(zhuǎn)換不足的痛點(diǎn)問(wèn)題，強(qiáng)化“海綿城市”體系，開展智慧水務(wù)管理生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)；構(gòu)建全域生態(tài)廊道網(wǎng)絡(luò)，實(shí)施生境修復(fù)與智慧監(jiān)測(cè)；發(fā)展“水生態(tài)+”產(chǎn)業(yè)體系，創(chuàng)新生態(tài)產(chǎn)權(quán)與補(bǔ)償機(jī)制，推動(dòng)全民共治共享的幸福河湖建設(shè)。打造“海綿城市+智慧管網(wǎng)”樣板區(qū)，實(shí)現(xiàn)木蘭溪干支流水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到或優(yōu)于Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)鍵物種種群穩(wěn)定增長(zhǎng)，生物多樣性顯著提升，塑造“城鳥共生”的國(guó)際名片，使市民幸福感與認(rèn)同感大幅提升，生態(tài)經(jīng)濟(jì)迸發(fā)活力。打造“山水詩(shī)畫生態(tài)韻城”木蘭溪新區(qū)，構(gòu)建全域山水林田湖草生命共同體。

4.打造數(shù)智木蘭溪的新范式架構(gòu)

數(shù)智木蘭溪的新范式架構(gòu)主要包括：圍繞木蘭溪流域防洪、水環(huán)境治理等業(yè)務(wù)需求，基于莆田市現(xiàn)有大數(shù)據(jù)調(diào)度平臺(tái)，整合、升級(jí)并構(gòu)建全域“水環(huán)境、水生態(tài)、水資源、水安全、水文化+其他”（以下簡(jiǎn)稱“5+N”）監(jiān)測(cè)感知體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)水利、生態(tài)、水利遺產(chǎn)等全要素分鐘級(jí)（重點(diǎn)區(qū)域達(dá)秒級(jí)）從源頭到海洋100%覆蓋的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；基于莆田市現(xiàn)有大數(shù)據(jù)調(diào)度指揮平臺(tái)，整合并升級(jí)數(shù)據(jù)資源庫(kù)，構(gòu)建數(shù)智木蘭溪“5+N”數(shù)據(jù)中臺(tái)；新建適應(yīng)于數(shù)智木蘭溪的全域“5+N”專業(yè)理論模型集群，包含五大水利專業(yè)模型、N項(xiàng)關(guān)系民生業(yè)務(wù)專業(yè)模型，構(gòu)建統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)體庫(kù)，驅(qū)動(dòng)模型集群實(shí)例形成方案庫(kù)；新建適應(yīng)于數(shù)智木蘭溪的AI大模型，按照“業(yè)務(wù)全流程-管理全過(guò)程-技術(shù)全鏈條”三條主線，構(gòu)建以數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)、應(yīng)用為核心的“5+N”專業(yè)知識(shí)體系，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)關(guān)系推理、歷史經(jīng)驗(yàn)借鑒、專家知識(shí)傳承；統(tǒng)一升級(jí)現(xiàn)有算力資源，支撐N項(xiàng)業(yè)務(wù)功能與AI大模型運(yùn)行計(jì)算，建設(shè)覆蓋全域“5+N”的算力集群；構(gòu)建集感知、預(yù)報(bào)、決策、執(zhí)行、評(píng)估等于一體的木蘭溪“智慧大腦”，實(shí)現(xiàn)全域“5+N”業(yè)務(wù)功能的融合驅(qū)動(dòng)；構(gòu)建流域級(jí)水利遺產(chǎn)數(shù)字孿生平臺(tái)，搭建千年尺度木蘭溪元宇宙時(shí)空模型，數(shù)智賦能木蘭溪泛博物館漫游體系，基于XR、VR等技術(shù)為游客提供沉浸式的場(chǎng)景導(dǎo)航和文化解讀，將靜態(tài)場(chǎng)景轉(zhuǎn)化為動(dòng)態(tài)探索旅程。預(yù)期應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)。

（1）構(gòu)建木蘭溪共生智能體矩陣

以“人水和諧共生”為核心目標(biāo)，打造覆蓋“水情感知-智能決策-協(xié)同處置-全民參與”全鏈路的智能體矩陣，每個(gè)智能體聚焦特定場(chǎng)景，通過(guò)跨域協(xié)作形成治理合力，將木蘭溪智能體打造成為“自然的感知延伸、人類的決策助手、人水的溝通橋梁、人水和諧共生的新引擎”，既通過(guò)技術(shù)精準(zhǔn)匹配自然規(guī)律，又以輕量化交互降低人類參與門檻，實(shí)現(xiàn)“技術(shù)賦能-人類協(xié)同-自然適配”的嶄新模式。

（2）打造木蘭溪核心智能體場(chǎng)景

①打造水情感知“四預(yù)”智能體——“透徹感官”

技術(shù)方面：構(gòu)建“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知系統(tǒng)，融合邊緣計(jì)算、時(shí)空?qǐng)D神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)“自主感知—分析—預(yù)警”閉環(huán)。

人水方面：如實(shí)時(shí)捕捉水質(zhì)波動(dòng)、藍(lán)藻滋生、河道“四亂”（亂占、亂采、亂堆、亂建）等生態(tài)信號(hào)，通過(guò)LSTM等模型預(yù)測(cè)污染物遷移路徑，提前24~72h預(yù)警生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)（如暴雨后排污口超標(biāo)、枯水期水資源短缺），避免人類活動(dòng)對(duì)水環(huán)境的無(wú)意識(shí)破壞，為自然生態(tài)留出緩沖空間。

人機(jī)方面：采用“語(yǔ)義交互+可視化推送”模式，如工作人員通過(guò)語(yǔ)音詢問(wèn)“木蘭溪干流今日水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)”，AI即時(shí)返回風(fēng)險(xiǎn)熱力圖及成因分析；向沿岸企業(yè)、居民推送分級(jí)預(yù)警（如“明日上游來(lái)水減少，建議農(nóng)業(yè)灌溉錯(cuò)峰用水”），預(yù)警信息附帶通俗化生態(tài)影響解讀。

②打造多目標(biāo)協(xié)同調(diào)度智能體——“決策中樞”

技術(shù)方面：整合水利工程、水資源、生態(tài)保護(hù)、社會(huì)管理等海量數(shù)據(jù)，融合流域調(diào)度專家經(jīng)驗(yàn)與強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法，構(gòu)建“供水、防洪、生態(tài)、旅游”多目標(biāo)最優(yōu)化模型。

人水方面：自主平衡人類生產(chǎn)生活需求與自然生態(tài)底線。汛期自動(dòng)模擬洪水演進(jìn)，優(yōu)化水庫(kù)、閘壩調(diào)度方案，減少洪水對(duì)沿岸居民的威脅；枯水期動(dòng)態(tài)分配生活用水、農(nóng)業(yè)灌溉用水與生態(tài)基流，確保河流生態(tài)不脫水，實(shí)現(xiàn)“人用水不擾水、水潤(rùn)人不傷人”。

人機(jī)方面：搭建虛擬調(diào)度沙盤，管理人員可通過(guò)拖拽操作調(diào)整調(diào)度參數(shù)（如“增加生態(tài)流量10%”），完成實(shí)時(shí)模擬結(jié)果反饋（如“水質(zhì)改善預(yù)期30%，農(nóng)業(yè)灌溉影響0.5%”）；支持語(yǔ)音指令調(diào)度，如緊急情況下口頭下達(dá)指令“開啟某閘壩泄洪”，系統(tǒng)自動(dòng)校驗(yàn)合規(guī)性后執(zhí)行，提升決策效能。

③打造全民參與治理智能體——“共治紐帶”

技術(shù)方面：依托移動(dòng)端App，融合RAG技術(shù)與木蘭溪治理知識(shí)庫(kù)，構(gòu)建輕量化交互智能體，支持圖文、語(yǔ)音、視頻多模態(tài)反饋。

人水方面：降低公眾參與門檻。居民拍攝上傳河道垃圾、違規(guī)排污等問(wèn)題，智能體自動(dòng)識(shí)別問(wèn)題類型、定位地理位置、生成處置工單，并流轉(zhuǎn)至對(duì)應(yīng)部門，同步向反饋人推送處理進(jìn)度；提供個(gè)性化護(hù)水建議，根據(jù)用戶位置推薦就近巡河路線、生態(tài)保護(hù)志愿活動(dòng)，讓公眾從旁觀者變?yōu)閰⑴c者。

人機(jī)方面：打造“木蘭溪護(hù)水助手”語(yǔ)音小程序，支持日常咨詢、護(hù)水知識(shí)問(wèn)答；設(shè)置護(hù)水積分體系，智能體自動(dòng)記錄用戶參與行為并兌換生態(tài)獎(jiǎng)勵(lì)，增強(qiáng)互動(dòng)黏性。

④打造生態(tài)保護(hù)適配智能體——“修復(fù)工匠”

技術(shù)方面：結(jié)合數(shù)字孿生木蘭溪平臺(tái)，嵌入生態(tài)修復(fù)專業(yè)模型（如水土保持、植被恢復(fù)、濕地凈化模型），通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)優(yōu)化修復(fù)方案。

人水方面：針對(duì)木蘭溪不同河段生態(tài)問(wèn)題（如干流岸線退化、支流黑臭），自主匹配修復(fù)技術(shù)（如種植本土水生植物、構(gòu)建人工濕地），并模擬修復(fù)效果；動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)修復(fù)進(jìn)程，根據(jù)水質(zhì)、植被覆蓋率等數(shù)據(jù)調(diào)整方案，避免“一刀切”修復(fù)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的二次干擾，實(shí)現(xiàn)“自然自愈為主、人工修復(fù)為輔”。

人機(jī)方面：向工作人員推送“修復(fù)作業(yè)指南”，基于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送提醒，如“今日水位適宜種植蘆葦”“某區(qū)域需補(bǔ)充魚苗”等；通過(guò)3D可視化界面展示修復(fù)前后對(duì)比，讓公眾直觀感受生態(tài)改善成果，強(qiáng)化人水共生的情感連接。

（3）健全數(shù)智木蘭溪機(jī)制建設(shè)

①多智能體協(xié)同機(jī)制：建立“感知—研判—決策—處置—反饋”協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，感知智能體發(fā)現(xiàn)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)后，自動(dòng)觸發(fā)調(diào)度智能體優(yōu)化方案、治理智能體推送公眾建議，形成閉環(huán)；暢通跨領(lǐng)域智能體數(shù)據(jù)共享（如修復(fù)智能體共享水質(zhì)數(shù)據(jù)給調(diào)度智能體）。

②人機(jī)協(xié)同校驗(yàn)機(jī)制：智能體決策需符合《莆田市木蘭溪流域保護(hù)條例》等法規(guī)要求，關(guān)鍵決策（如大規(guī)模水資源調(diào)配、重大工程修復(fù)）需經(jīng)人工復(fù)核后方可執(zhí)行；定期更新專家經(jīng)驗(yàn)庫(kù)，通過(guò)“人類反饋強(qiáng)化學(xué)習(xí)”優(yōu)化智能體決策邏輯，確保技術(shù)不偏離人水和諧目標(biāo)。

③安全與可解釋性機(jī)制：采用國(guó)密算法保障數(shù)據(jù)安全，用戶隱私、治理數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ)；智能體決策結(jié)果需附帶通俗化解釋（如“推薦某修復(fù)方案是因?yàn)槠溥m配本地氣候，且成本最低”），避免“黑箱操作”，增強(qiáng)人類對(duì)技術(shù)的信任。

結(jié)語(yǔ)

數(shù)智賦能讓“人水平等”落地為可操作的協(xié)同模式。數(shù)字作為水的“代言”，賦予水平等的表達(dá)權(quán)；人類以數(shù)據(jù)為依據(jù)，賦予水平等的話語(yǔ)權(quán)。在這種新范式下，人水關(guān)系不再是主體與客體的從屬關(guān)系，而是基于數(shù)字溝通的合作伙伴關(guān)系：人類不再是自然的主宰，而是水的傾聽者、響應(yīng)者、協(xié)同者；水不再是被動(dòng)的資源，而是人類的對(duì)話者、反饋者、共建者。最終實(shí)現(xiàn)“人懂水的訴求，水應(yīng)人的合理需求”雙向奔赴，讓人水和諧從“人類對(duì)水的善待”升級(jí)為“人水基于平等溝通的共生共榮”。總之，數(shù)智賦能的“人水平等”成為人水和諧的終極形態(tài)。

針對(duì)木蘭溪流域，基于現(xiàn)有數(shù)字基座，打造具有自主感知、研判、決策、協(xié)作、執(zhí)行、反饋功能的“數(shù)智木蘭溪”，實(shí)現(xiàn)人、水、機(jī)交互融合，從技術(shù)落地、機(jī)制創(chuàng)新、價(jià)值體現(xiàn)三個(gè)層面，破解人水關(guān)系協(xié)調(diào)難題，優(yōu)化人機(jī)互動(dòng)體驗(yàn)，最終達(dá)到重構(gòu)人、水、機(jī)的共生關(guān)系、人水和諧共生的治理目標(biāo)。對(duì)“水”，智能體實(shí)現(xiàn)生態(tài)狀態(tài)的精準(zhǔn)感知與自適應(yīng)調(diào)控，讓自然系統(tǒng)保持健康穩(wěn)定；對(duì)“人”，通過(guò)輕量化、個(gè)性化人機(jī)交互，降低治理參與成本，提升生活幸福感（如安全的水環(huán)境、優(yōu)美的生態(tài)景觀）；對(duì)“機(jī)”，智能體成為人水關(guān)系的“翻譯官”與“協(xié)調(diào)者”，既放大人類治理智慧，又尊重自然規(guī)律，最終實(shí)現(xiàn)“人懂水、水惠人、機(jī)助和”的理想狀態(tài)，為全球流域人水共生治理提供智能協(xié)同的木蘭溪樣板。

Abstract: he evolution of the human-water relationship, from reverence and adaptation to intelligent synergy, fundamentally reflects the parallel enhancement of humanity’s cognitive ability, regulatory capacity, and level of respect for water. The value of “digital intelligence” extends beyond technological innovation. It lies in its evolution into data-driven, precise regulation. It translates the historical philosophy of “basin-wide co-governance” into practice through digital-intelligent platforms, enabling holistic and coordinated management. This paper systematically analyzes the progression toward human-water harmony and proposes a new digital-intelligence empowered paradigm. This paradigm addresses the challenges of coordinating the human-water relationship across three dimensions: technological implementation, institutional innovation, and value realization. It aims to optimize human-computer interaction, achieve seamless integration among humans, water, and machines, and ultimately reconstruct their symbiotic relationship, fulfilling the watershed governance goal of human-water harmony. Taking the Mulan River basin in Fujian Province as an example. Intelligent agents have been proposed across macro-, meso-, and micro-scales: the water status perception and “four pre” (forecasting, early-warning, rehearsal, and contingency planning) intelligent agent, the multi-objective coordinated scheduling intelligent agent, the whole-society participation in governance intelligent agent, and the ecological protection adaptation intelligent agent. These are integrated with institutional mechanisms such as the multi-agent collaboration mechanism and the human-machine cooperative verification mechanism, aiming to build a “digital-intelligent Mulan River” system with autonomous capabilities in perception, analysis, decision-making, collaboration, execution, and feedback. The ultimate goal is to achieve the ideal state of “humans understanding water, water benefiting humans, and machines facilitating harmony”, thereby offering a replicable model of intelligent synergy, the Mulan River Sample, for global watershed governance focused on human-water symbiosis

Keywordshuman-water harmony; digital twin; digital intelligence; Mulan River basin; intelligent agent; human-water relationship

本文引用格式：

錢峰，任明磊，劉昌軍，等數(shù)智賦能的人水和諧新范式探究與實(shí)踐——以數(shù)智木蘭溪為例[J].中國(guó)水利，2026（3）：33-38.

封面攝影張穎

責(zé)編張瑜洪

校對(duì)劉磊寧

審核王慧

監(jiān)制楊軼

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