習近平總書記指出：“推進中國式現代化，要把水資源問題考慮進去，以水定城、以水定地、以水定人、以水定產，發展節水產業。”水資源是推進我國生態文明建設的關鍵要素。實現水資源科學利用治理，促進流域生態保護與高質量發展，是中國式現代化的應有之義。

水是生存之本、文明之源

人們常說，水是生命之源。從科學角度來看，山水林田湖草沙生命共同體，是人類賴以生存的物質基礎，水資源是其中的重要組成和紐帶。水資源科學利用治理的目標，可概括為三個“為了”：為了經濟社會可持續發展、為了生態環境系統健康平衡、為了應對全球氣候變化挑戰。

水資源科學開發利用可以有力支撐經濟社會建設，推動國家發展。“治水安邦、興水利民”是我國古人的經驗總結。都江堰的修建，取得防洪、灌溉、水運等綜合效益，使成都平原成為天府之國；鄭國渠的修建，改變農業生產面貌，使雨量稀少、土地貧瘠的關中地區變得富庶。新中國成立后，南水北調工程歷經長期論證和艱辛建設，通水后保障了黃淮海流域和京津冀地區水資源供給，促進地下水超采治理和河湖復蘇。這些人們熟悉的水利工程，在不同歷史時期為中華民族的發展進步提供了重要保障。

生態環境保護離不開水資源。隨著城市化、工業化進程加快，人類活動對水資源影響愈發明顯。對水資源過度的、不科學的開發利用，會引起水域面積萎縮、河流水質惡化等生態環境問題。通過水資源生態化治理，能夠減輕水資源利用對生態環境的負面影響，保障生態環境系統健康平衡，保護好綠水青山。例如，杭州西湖是典型的城市景觀湖泊，曾有一段時間因人口增長、城市擴張，西湖生態系統退化，面臨“水質危機”。杭州市除了采取引水、截污等工程措施，還采取生態化治理措施，從水生植物種植入手，利用沉水植被恢復技術，改善水生態環境。由此，西湖水體透明度和水質明顯提升，河道生物多樣性也有所增加，生態效應顯著。

保護好、利用好水資源，能夠幫助我們應對全球氣候變化挑戰。我國的季風氣候特征加之全球氣候變化，使水旱災害呈現出極端、頻發和時空不確定等特點。科學調度水資源、采用自然手段坦化極值過程，可以提升流域和城市應對洪澇、干旱等自然災害的韌性。

節水優先、統籌配置，科技創新作用日益突出

我國人多水少、人多地少，水資源時空分布不均衡，總體水情復雜。要保護好、利用好水資源，首先需要科學的治水思路。

我國水資源的基本特征，決定了必須走節水優先的路子，把節水作為水資源開發、利用、保護、治理和管理的前提。早在南水北調工程規劃初期，國家就明確了“先節水，后調水”的基本原則。2019年，我國實施國家節水行動，其中包括“科技創新引領”重點行動，一批新技術在實踐中發揮重要作用。比如智慧水資源管理技術，提升水資源管理效率和科學化水平；水肥一體化技術，在節水的同時減少施肥量、提升肥效；水資源循環梯級利用技術，促進一水多用和循環利用。

基于水資源時空分布不均、水土資源不匹配的現實情況，推進水資源空間均衡。比如西北、華北、東北等區域土地資源豐富，但水資源相對缺乏，所以要在尊重自然規律基礎上，統籌優化全國水資源配置，促進空間均衡。南水北調工程的初衷就是如此。其中，新興技術的應用保障了這個巨大工程的運行維護。巡查維護實時監管系統，促進監管方式從人工到智能化轉變；長隧洞中的水下機器人，實現360度全方位環視、定區定點全自動觀測；冰期監測和運行調度服務平臺，可以預測未來15天內的冰情并提供調度方案。自動化調度系統、視頻智能識別模型、水質預警預報業務化管理平臺等的研發應用，則進一步保障了供水和水質安全。比如針對水質監測難題，中線工程運用浮游藻類人工智能識別技術，不需要人工值守，便可自主開展采樣控制、顯微掃描和識別監測，誤差比人工監測小，還能對藻類進行種類、密度、比例等指標分析。

正在開展的國家水網建設中，科技創新作用日益凸顯。水資源具有流動、轉化、循環特征，需要系統治理。國家水網基于江河湖泊水系特點，聯網、補網、強鏈，優化水利基礎設施布局、結構、功能，逐步形成“一張網”，可促進水資源與人口經濟布局均衡發展。建設過程中，采用空天地一體化監測技術，實現水資源基礎要素采集，給國家水網裝上“眼睛”；運用智能化調度技術，實現科學調控，賦予國家水網智慧“大腦”；通過遠程自動操控技術，控制閘、壩、泵等關鍵基礎設施，讓國家水網擁有運用自如的“雙手”。

構建智慧水利體系，精打細算用好水資源

隨著我國科技水平不斷提升，工程實踐日益豐富，水資源利用治理有了更多得力的技術工具。矚目未來，創新發展數字孿生技術、水資源管理與調配“四預”技術、現代水資源動態評價與閾值管控技術等，能夠幫助我們從嚴從細管好水資源，精打細算用好水資源。

數字孿生技術帶來水資源利用治理方式的變革。目前正在推進的數字孿生流域、數字孿生水網和數字孿生工程，可以對物理流域、物理水網、水利工程全要素和建設運行全過程進行數字映射、智能模擬、前瞻預演，實現實時監控、聯合調度、風險防范。其中，數字孿生流域可以在數字場景中實現與真實流域同步仿真運行，提升了水情測報和智能調度能力，可以對流域水循環及其伴生的水環境、水生態、水沙等進行科學調控，支撐流域統籌、山水林田湖草沙系統治理。

“四預”即預報、預警、預演、預案。國家“十四五”規劃綱要提出構建智慧水利體系，以流域為單元提升水情測報和智能調度能力。“四預”技術是智慧水利建設的重要組成。這項技術以流域和區域為單元，對生態流量、地下水位等信息進行預報，對用水限額、地下水超采等紅線指標進行預警，對水資源調配進行智慧化模擬預演，最后制定預案，提前規避風險，為水資源集約安全利用和水網管理運行調度提供智能化支持。

水資源總量有限，但需求逐步增長，現代水資源動態評價與閾值管控技術就是為了解決這一矛盾。為統籌自然生態用水和社會經濟用水，水資源開發利用需要根據水資源承載能力合理“定量”，也就是閾值約束。現代水資源動態評價與閾值管控技術可以對各類涉水要素進行全面監測感知，按照年、月、旬、候、日尺度對水資源進行動態評價。在此基礎上，建立全國分流域、分區域的水量、水質、水生態流量等時空閾值體系，幫助守住水資源開發利用上限、江河基本生態流量底線和區域用水總量控制紅線，實現水資源精準管控，讓每一滴水物盡其用。

上善若水，是中華民族傳承至今的古老智慧。在生態文明建設不斷取得新成果的今天，科技創新和工程實踐繼承發揚了這一智慧，幫助我們在節約用水的同時，提高水資源利用水平。相信在新技術賦能下，我們會向世界提供更多人與水和諧共生的中國故事和中國智慧。

（作者為中國工程院院士、中國水利水電科學研究院水資源研究所名譽所長）

版式設計：沈亦伶

推薦讀物

《中國水資源問題與可持續發展戰略研究》：王浩主編；中國電力出版社出版。

《流域綜合治理理論、技術與應用》：王浩、周祖昊、王建華等著；科學出版社出版。

《智慧水利大數據理論與方法》：冶運濤、蔣云鐘、梁犁麗等著；科學出版社出版。