新刊 | 中国水利杂志2025年第18期

目　次

前　沿

1 数字孪生驱动的水-能-粮-生耦合系统协同治理新范式

王浩，孟现勇，丁建丽等

特别关注

·“十五五”水安全保障规划

12 广东省十五五水安全保障总体思路和主要举措

黄志坚

专题研究

新形势下城市水安全韧性提升专题

19 超大特大城市极端暴雨致涝过程高效模拟预测方法研究

侯精明，王添，李东来等

29 南方雨源型城市河流生态修复技术与应用

刘俊国，田展，周子俊等

工程建设运行

39 基于动态视觉测量的廊道沉降监测方法

江，高攀，周燕等

44 调水工程运行期风险评估实践与完善路径

江，朱清帅，李

51 “望、闻、问、切的调水必要性体系化判别

——南水北调工程总体规划前期论证的启示与借鉴

水生态

59 汉江流域植被覆盖变化响应阈值与调控对策

竹，张冠华，王一帆等

68 点型生产建设项目水土流失影响区域分析

——以某城市公园建设项目为例

靳新红，王绍斌，杨苏燕等

摘　要

前　沿

数字孪生驱动的水-能-粮-生耦合系统协同治理新范式

王浩

摘要：西北内陆河流域承载我国35.9%的国土面积却仅拥有5.7%的水资源总量，在全球气候变化和高质量发展双重驱动下，传统“就水论水”的单要素治理模式已无法破解流域系统的复杂巨系统难题。基于“自然-社会”二元水循环理论和系统工程理念，提出数字孪生驱动的水-能-粮-生（WEFE）耦合系统协同治理理论体系。该体系创新构建了“技术-管理-机制”三重治理范式，通过物理流域与虚拟流域深度融合的数字孪生体，建立“感知-计算-服务-应用”四层架构和“感知-认知-决策-行动”闭环调控机制，实现从“看得见”到“看得清”、从“事后分析”到“事前预判”、从“被动应对”到“主动调控”的根本性变革。理论内涵覆盖WEFE四要素非线性耦合机理、多元主体协同治理机制和动态适应性调节机制三个核心维度。协同治理机制突破传统部门分割，构建政府-市场-社会多元共治、利益协调和动态调节的现代化治理体系。技术体系突破多源异构数据融合、多尺度模型耦合、智能优化算法和实时仿真计算等关键技术瓶颈。通过分阶段实施路径和全方位政策保障，以塔里木河流域2000年以来生态输水实践为例验证了该理论框架的科学性和有效性。指出该体系可为破解西北内陆河流域资源环境约束提供系统性解决方案，为支撑西部大开发与“一带一路”水安全战略提供科技支撑。

特别关注

广东省“十五五”水安全保障总体思路和主要举措

黄志坚

摘要：广东是我国经济强省和人口大省，全面提升水安全保障能力对支撑全省经济社会高质量发展至关重要。系统分析广东水利发展现状、面临的形势与挑战，瞄准制约广东水安全保障能力的根本性、全局性、长远性问题，提出“十五五”时期水安全保障工作“1234”总体思路锚定“走在前列”发展目标，以“改革创新与依法治水”双轮驱动，重点围绕“防洪安全、供水安全、生态安全”三大保障，写好“建、管、防、护”四篇治水文章。通过着力构建现代化水利基础设施网络、打造水利治理现代化样板、防范化解水旱灾害重大风险、绘就水美南粤新画卷、激发水利发展活力与动力、完善现代化水治理体制机制等举措，加快推动水利高质量发展，筑牢水安全屏障，助力广东在推进中国式现代化建设中走在前列

专题研究

超大特大城市极端暴雨致涝过程高效模拟预测方法研究

侯精明，王添，李东来，潘鑫鑫，杨永平，张世杰，陈光照，马利平，吕佳豪，官保君

摘要：全球气候变化背景下，城市极端暴雨致涝风险日益加剧，如何在超大特大城市中实现极端暴雨致涝过程的高效精准预测，已成为防灾减灾与提升城市韧性的核心科学问题和工程需求。为解决传统水动力模型计算效率低、实时性差的问题，提出一种融合物理机理模型与人工智能（AI）算法的双驱动高效模拟预测方法。集成产流计算、二维水动力汇流及管网-地表耦合机制，构建高精度雨洪过程数值模型；通过非均匀网格优化和多GPU并行计算融合，实现超大特大城市极端暴雨致涝过程高效高精度模拟；以物理模型生成训练数据驱动AI预测模型的模式，实现超大特大城市极端暴雨致涝过程的快速预测。以陕西省西安市为例，基于融合物理机理与AI算法的双驱动预测模型较传统水动力模型提速约287倍，相对误差低于10%，实现了极端暴雨主城区积水风险分级快速预测。该方法为超大特大城市暴雨内涝快速预警与科学应对提供了高效技术支撑。

南方雨源型城市河流生态修复技术与应用

刘俊国，田展，周子俊，丁一桐，唐颖栋，吴时强

摘要：系统推进城市河流生态修复与流域协同治理，是实现水利高质量发展和美丽中国建设目标的关键路径。我国南方雨源型城市河流普遍面临生态水量不足、水质污染和生态功能退化等复合型环境问题，已成为制约区域高质量发展的突出短板。针对这一复杂难题，构建了南方雨源型城市河流生态修复理论与技术体系：理论层面，突破国际上“恢复至未退化状态”的静态理念，建立了基于“生态退化强度-生态恢复能力”双轴识别的动态渐进式修复理论框架；技术层面，系统研发了“流域-岸坡-水体-河底”四位一体的立体生态修复技术，并集成创新了融合污染识别、水资源建模与调控优化的全过程智慧修复系统，形成污染控制、水质保障与生态补水多目标协同的综合治理方案。该成果已在茅洲河等南方典型河流治理中得到成功应用，生态修复效果显著。

工程建设运行

基于动态视觉测量的廊道沉降监测方法

李江，高攀，周燕，朱松，董涛

摘要：为实现水库大坝廊道内部沉降高精度实时监测，提升其安全保障能力，研究提出一种基于动态视觉测量的沉降监测方法，并应用于新疆下坂地水利枢纽工程。该方法创新融合非接触式视觉测量技术与动态测量位姿感知技术，通过相机的视觉测量单元采集廊道被测点靶标实时图像，利用图像处理算法精确识别并提取几何中心像素坐标，同时结合动态测量单元实时同步采集相机自身位置和姿态变化数据，计算相机的俯仰角变化。此外构建了一套融合像素位移信息和相机位姿动态变化信息的沉降解算公式，在此基础上利用沉降解算公式将被测点像素级位移精准解算为工程尺度上的实际沉降量，有效解决了传统手段如全站仪、静力水准仪等在封闭廊道环境中存在的数据采集频率低、时效性差、恶劣环境适应性不足等局限。该方法通过在新疆下坂地水利枢纽工程实证应用，展现出毫米级监测精度，具备高实时性及对极端气候条件的优异适应性，为复杂环境下水利工程安全监测提供了可靠的技术解决方案。

调水工程运行期风险评估实践与完善路径

胡江，朱清帅，李星

摘要：重大调水工程是国家水网的主骨架与大动脉，其安全稳定运行对保障水资源供给及经济社会可持续发展具有战略意义，安全风险评估是支撑工程与供水安全的重要技术手段。针对调水工程规模庞大、系统复杂、环境动态多变的特征，系统构建了“识别—评价—管控—更新”动态闭环技术路线，提出融合资料分析、现场调研与模型辅助的风险识别方法体系，建立涵盖自然环境、工程设施、运行管理、社会经济、生态环境的评价指标体系。通过对比分析，阐明风险评估在动态性、系统性与前瞻性方面相较于安全评价的优势，适配于国家水网复杂系统风险防控需求。结合重大工程实践，揭示当前在制度标准体系、技术支撑能力、跨体系协同及生态社会风险评估等方面存在的不足，并从制度体系、技术标准、智能监测、管控协同、成果应用五个方面提出系统化完善路径。提出深度融合数字孪生、多模态大模型等新技术推动风险评估向智能化、系统化、精细化发展的建议，为提升调水工程风险防控能力提供理论与实践支撑。

“望、闻、问、切”的调水必要性体系化判别

——南水北调工程总体规划前期论证的启示与借鉴

彭祥

摘要：我国独特的资源地理禀赋，使得调水工程在国家水网体系建设中长期扮演战略支撑角色。科学合理的调水必要性论证及其调水规模确定，对调水工程良性运行产生至关重要的影响。在对南水北调工程总体规划相关成果进行总结分析基础上，从空间、时间、用水合理性与未来发展等多维视角，以及水资源禀赋静态比较、用水过程动态分析、用水合理性评判和水资源供需预测等相应手段，凝练提出“望、闻、问、切”的调水必要性体系化判别方式。并基于调水规模确定的复杂性，仍以南水北调为例开展了水资源供需预测相关重大制约影响因素分析，以期为其他调水工程前期论证乃至国家水网体系建设提供规划参考。

水生态

汉江流域植被覆盖变化响应阈值与调控对策

王竹，张冠华，王一帆，杨文俊

摘要：汉江不仅是南水北调中线工程核心水源地，也是长江流域生态安全的关键节点，其植被变化直接关系到国家重大战略的实施和区域可持续发展。基于汉江流域2000—2023年植被NDVI时序数据，结合地理探测器、随机森林模型与部分依赖图方法，从时空变化特征、驱动因子识别与响应阈值解析三个方面系统揭示汉江流域植被变化驱动机制，同时提出分别针对上中下游植被的差异化调控对策。结果表明，2000年以来流域植被总体呈现改善趋势，但空间分异明显，表现出上游持续改善、中游波动变化、下游退化加剧的分布格局。上游植被变化主要受自然因素影响，海拔、年降水量和年均气温为关键驱动因子，中下游则受土地利用与地貌类型的综合影响；关键驱动因子与NDVI之间存在非线性响应关系，上游地区在年降水量1600～1800mm、海拔1500～2000m和年均气温7～10℃范围内植被状况最佳，中下游则在海拔约100m与500m处呈现“双拐点”现象，反映出植被生态系统对外部干扰的敏感区域与临界特征。基于上述结果，提出“分区分类、统筹施策”的植被恢复路径，构建工程措施、生态修复与制度保障协同推进的综合治理体系，为流域生态安全提升与管理政策制定提供科学支撑。

点型生产建设项目水土流失影响区域分析

——以某城市公园建设项目为例

靳新红，王绍斌，杨苏燕，吴东敏，刘向阳，吴琼

摘要：水土保持方案编制中，各水土保持分区水土流失预测量是确定水土流失防治重点、布置水土保持措施的重要依据。目前多数生产建设项目没有进行水土流失影响范围及是否输出项目区的研究分析，从而影响水土保持监测工作的开展。水土流失影响区域分析工作缺失，在方案编制阶段会导致水土保持措施布设不合理，在监测阶段则不利于落实水土保持监测规程相关要求。通过分析对比不同文件对水土流失量预测、监测的有关规定与差异，以某城市公园建设项目为例，提出点型生产建设项目水土流失影响区的分析路径，通过分析项目区径流泥沙去向判定水土流失的内流区域和外流区域，明确不同区域水土流失的产生时段、危害结果和最终去向，进而确定项目水土流失治理重点区域，达到因害设防、精准施策目的。

责编 | 田灵燕

排版设计 | 王振航

校对 王慧

审核 | 杨轶

监制 | 李坤

声明：本文系转载自互联网，请读者仅作参考，并自行核实相关内容。若对该稿件内容有任何疑问或质疑，请立即与铁甲网联系，本网将迅速给您回应并做处理，再次感谢您的阅读与关注。