用科学智慧、科技力量，加快国家水网建设

■王明钦

《国家水网建设规划纲要》明确提出，到2035年基本形成国家水网总体格局，构建“系统完备、安全可靠，集约高效、绿色智能，循环通畅、调控有序”的水网体系。这意味着我国治水思路正从局部工程治理转向全流域、全链条、全生命周期的系统重构。

国家水网是以自然河湖为基础、引调排水工程为通道、调蓄工程为结点、智慧调控为手段，集水资源优化配置、流域防洪减灾、水生态系统保护等功能于一体的综合体系，也是自然与人工、技术与制度深度融合的复杂巨系统。以系统科学智慧考察新时期人水关系，以智能科学技术优化水资源调配，是加快国家水网建设的必然选择。

当前，国家水网建设进入加速期，但多重深层制约逐步显现。

其一，土地红线形成刚性约束。大批骨干输水渠道、调蓄水库、枢纽泵站不可避免地占用土地，然而水利工程在规划、选址、建设及审批过程中，必须严格遵循土地红线管控要求，实现水利建设与耕地保护、生态保护的协同发展。在永久基本农田实行特殊保护的红线下，项目选址必然受限。

其二，城市内涝治理面临科技与经济双重挑战。城镇化使得城市下垫面持续硬化，导致原本可自然入渗的雨水大量转化为管网径流，全国每年平均有约20%的城市发生不同程度内涝。老城区排水系统建设年代早、设计标准低，地下空间密布各类管线，地面建筑密集，大范围开挖改造既不经济，也难以实施。排水防涝工程属纯公益性工程，投资大、收益少，长期依赖财政投入，资金缺口大。传统“快排快泄”模式已走到尽头。

其三，流域管理与行政区划分割。水流是流动、连续、不可分割的，但流域的管理体制和立法体制，在地方上却是分块的。由于各地方是相对独立的利益主体，导致上下游、左右岸、干支流之间缺乏协调，水资源调配与洪水蓄泄难以达到系统最优，甚至出现“上游喝饱、下游喊渴”“汛期拼命排、旱季无水抽”的悖论。因此，跨地流域治理成为当下的一个难点和痛点。

这些问题的本质，是水与土、局部与整体、快排与蓄用关系的失衡。在资源环境硬约束下，单靠增建工程、扩张占地已难以为继，必须以科学智慧重塑人水关系，以科技力量突破物理空间和传统模式的限制。

中国治水史是一部在实践中不断发现规律、运用规律的历史。从都江堰到黄河，从红旗渠到南水北调，中国治水史反复证明，只有把科学智慧与奋斗精神结合起来，把尊重规律与发挥主观能动性结合起来，才能走好治水兴水之路。站在新的历史起点上，要破解土地红线、城市内涝、流域分割等突出矛盾，就要发扬这种把科学智慧与科技力量紧密结合的传统。现代科技理论的发展，特别是系统科学、信息科学、人工智能（AI）与生态科学的交叉融合，为水网建设提供了新的工具和路径。具体可从以下三个维度发力。

第一，以“AI+遥感”实现科学布局，化解水利建设与耕地红线矛盾。传统水利工程多呈“宽渠大库”形态，一条骨干渠道连同堤防、管护带，占地可达数十米宽，与沿线永久基本农田高度重叠。破题之道在于将“节地、复合、隐匿、增值”理念贯穿规划、设计、施工全周期，让水利设施既服务于水，又兼顾于农，甚至再造优质耕地。依托AI超大算力和国土空间规划“一张图”，整合高分辨率遥感影像、国土调查矢量数据、地形坡度和耕地质量等级等多源基础数据，运用地理信息系统多因子叠加分析和AI路径优化算法，在流域尺度自动生成多组工程选线方案，筛选出占地最少、切割耕地最小的优选路径。同时，水利与自然资源部门通过大数据系统共享信息，打破“数据孤岛”，实现水网建设与耕地保护协同的闭环处置机制。

第二，以深层排水隧道与多功能调蓄空间，打造立体蓄排体系。城市内涝的本质是短历时强降雨超出排水系统承载力，而外河水位高企导致顶托壅水。必须建立“源头削峰—管网通畅—深层调蓄—强排入河—流域错峰”的全链条韧性体系。深层排水隧道是国际大城市应对内涝的有效手段，其布置在岩层或深层土体中，直径可达数米至十余米，平时作为初期雨水调蓄池，暴雨时快速分流入隧，将超标雨洪输送至下游大型调蓄池或污水处理厂，经深度处理后排放或回用。地上空间则建设多功能调蓄设施：学校操场、公园绿地、停车场平时满足市民活动需求，汛期前置封闭成为临时滞蓄空间，地下与浅层管网及深隧联通，形成“地表—浅层—深层”三级蓄排格。

第三，以数字孪生赋能现代水网，实现跨区域智能调配。当前水网运行中，“信息孤岛”和“决策碎片化”并存，流域机构、省市部门难以实现全流域水量、水质、水生态、洪水、干旱等多目标协同，必须运用系统科学思维和智能科学技术，把江、河、湖、库、闸、泵、渠联通成为“一盘棋”。一方面，树立洪水资源化理念，将洪水和汛末尾水作为宝贵淡水资源。比如，在河口建设挡潮闸和泵站群，既防海潮倒灌，又利用潮差引江纳水入沿海河网，补给平原水库和地下水漏斗区，实现江—海—湖—库的环流互通。另一方面，以数字孪生流域为基础，通过激光扫描、无人机航测等获取高精度三维地形数据，整合水文、气象、墒情、取用水、工程运行等天空地水一体化感知数据，搭建全国统一的水网调度智能平台。将防洪排涝、水资源调配、水生态保护等约束嵌入调度模型，动态调整闸坝运行，使全国江海湖泊“一盘棋”从蓝图变为实时响应、精确到立方米级的智慧调控。

（作者系河南大学教授、黄河文明与可持续发展研究中心研究员）