,,

《國家水網建設規劃綱要》明確提出，到2035年基本形成國家水網總體格局，構建“系統完備、安全可靠，集約高效、綠色智能，循環通暢、調控有序”的水網體系。這意味著我國治水思路正從局部工程治理轉向全流域、全鏈條、全生命周期的系統重構。

國家水網是以自然河湖為基礎、引調排水工程為通道、調蓄工程為結點、智慧調控為手段，集水資源優化配置、流域防洪減災、水生態系統保護等功能于一體的綜合體系，也是自然與人工、技術與制度深度融合的復雜巨系統。以系統科學智慧考察新時期人水關系，以智能科學技術優化水資源調配，是加快國家水網建設的必然選擇。

當前，國家水網建設進入加速期，但多重深層制約逐步顯現。

其一，土地紅線形成剛性約束。大批骨干輸水渠道、調蓄水庫、樞紐泵站不可避免地占用土地，然而水利工程在規劃、選址、建設及審批過程中，必須嚴格遵循土地紅線管控要求，實現水利建設與耕地保護、生態保護的協同發展。在永久基本農田實行特殊保護的紅線下，項目選址必然受限。

其二，城市內澇治理面臨科技與經濟雙重挑戰。城鎮化使得城市下墊面持續硬化，導致原本可自然入滲的雨水大量轉化為管網徑流，全國每年平均有約20%的城市發生不同程度內澇。老城區排水系統建設年代早、設計標準低，地下空間密布各類管線，地面建筑密集，大范圍開挖改造既不經濟，也難以實施。排水防澇工程屬純公益性工程，投資大、收益少，長期依賴財政投入，資金缺口大。傳統“快排快泄”模式已走到盡頭。

其三，流域管理與行政區劃分割。水流是流動、連續、不可分割的，但流域的管理體制和立法體制，在地方上卻是分塊的。由于各地方是相對獨立的利益主體，導致上下游、左右岸、干支流之間缺乏協調，水資源調配與洪水蓄泄難以達到系統最優，甚至出現“上游喝飽、下游喊渴”“汛期拼命排、旱季無水抽”的悖論。因此，跨地流域治理成為當下的一個難點和痛點。

這些問題的本質，是水與土、局部與整體、快排與蓄用關系的失衡。在資源環境硬約束下，單靠增建工程、擴張占地已難以為繼，必須以科學智慧重塑人水關系，以科技力量突破物理空間和傳統模式的限制。

中國治水史是一部在實踐中不斷發現規律、運用規律的歷史。從都江堰到黃河，從紅旗渠到南水北調，中國治水史反復證明，只有把科學智慧與奮斗精神結合起來，把尊重規律與發揮主觀能動性結合起來，才能走好治水興水之路。站在新的歷史起點上，要破解土地紅線、城市內澇、流域分割等突出矛盾，就要發揚這種把科學智慧與科技力量緊密結合的傳統?，F代科技理論的發展，特別是系統科學、信息科學、人工智能（AI）與生態科學的交叉融合，為水網建設提供了新的工具和路徑。具體可從以下三個維度發力。

第一，以“AI+遙感”實現科學布局，化解水利建設與耕地紅線矛盾。傳統水利工程多呈“寬渠大庫”形態，一條骨干渠道連同堤防、管護帶，占地可達數十米寬，與沿線永久基本農田高度重疊。破題之道在于將“節地、復合、隱匿、增值”理念貫穿規劃、設計、施工全周期，讓水利設施既服務于水，又兼顧于農，甚至再造優質耕地。依托AI超大算力和國土空間規劃“一張圖”，整合高分辨率遙感影像、國土調查矢量數據、地形坡度和耕地質量等級等多源基礎數據，運用地理信息系統多因子疊加分析和AI路徑優化算法，在流域尺度自動生成多組工程選線方案，篩選出占地最少、切割耕地最小的優選路徑。同時，水利與自然資源部門通過大數據系統共享信息，打破“數據孤島”，實現水網建設與耕地保護協同的閉環處置機制。

第二，以深層排水隧道與多功能調蓄空間，打造立體蓄排體系。城市內澇的本質是短歷時強降雨超出排水系統承載力，而外河水位高企導致頂托壅水。必須建立“源頭削峰—管網通暢—深層調蓄—強排入河—流域錯峰”的全鏈條韌性體系。深層排水隧道是國際大城市應對內澇的有效手段，其布置在巖層或深層土體中，直徑可達數米至十余米，平時作為初期雨水調蓄池，暴雨時快速分流入隧，將超標雨洪輸送至下游大型調蓄池或污水處理廠，經深度處理后排放或回用。地上空間則建設多功能調蓄設施：學校操場、公園綠地、停車場平時滿足市民活動需求，汛期前置封閉成為臨時滯蓄空間，地下與淺層管網及深隧聯通，形成“地表—淺層—深層”三級蓄排格。

第三，以數字孿生賦能現代水網，實現跨區域智能調配。當前水網運行中，“信息孤島”和“決策碎片化”并存，流域機構、省市部門難以實現全流域水量、水質、水生態、洪水、干旱等多目標協同，必須運用系統科學思維和智能科學技術，把江、河、湖、庫、閘、泵、渠聯通成為“一盤棋”。一方面，樹立洪水資源化理念，將洪水和汛末尾水作為寶貴淡水資源。比如，在河口建設擋潮閘和泵站群，既防海潮倒灌，又利用潮差引江納水入沿海河網，補給平原水庫和地下水漏斗區，實現江—海—湖—庫的環流互通。另一方面，以數字孿生流域為基礎，通過激光掃描、無人機航測等獲取高精度三維地形數據，整合水文、氣象、墑情、取用水、工程運行等天空地水一體化感知數據，搭建全國統一的水網調度智能平臺。將防洪排澇、水資源調配、水生態保護等約束嵌入調度模型，動態調整閘壩運行，使全國江海湖泊“一盤棋”從藍圖變為實時響應、精確到立方米級的智慧調控。

（作者系河南大學教授、黃河文明與可持續發展研究中心研究員）

來源：中國科學報