劉俊國 華北水利水電大學(xué)校長、瑞士工程科學(xué)院院士、歐洲科學(xué)院外籍院士

7月15日至18日，黨的二十屆三中全會在北京舉行。全會審議通過了《中共中央關(guān)于進(jìn)一步全面深化改革、推進(jìn)中國式現(xiàn)代化的決定》。《決定》中提到中國式現(xiàn)代化是人與自然和諧共生的現(xiàn)代化，必須完善生態(tài)文明制度體系，積極應(yīng)對氣候變化，也提到要健全重大水利工程建設(shè)、運行、管理機(jī)制。

全球氣候變化正在導(dǎo)致極端天氣事件愈發(fā)頻繁，其強(qiáng)度、持續(xù)時間和影響范圍也在不斷擴(kuò)大，對全球水安全構(gòu)成了前所未有的挑戰(zhàn)。過去一年中，全球共發(fā)生了76次極端熱浪事件。截至2024年5月，全球平均地表氣溫比1991-2020年間的平均水平高出了0.65°C。在蘇里南，高溫日數(shù)已超過了158天，而厄瓜多爾更是記錄了超過170天的高溫，這些數(shù)據(jù)顯示出極端氣候事件的嚴(yán)重趨勢。

我國近年來頻繁遭受極端氣候的沖擊和影響。例如，2021年河南省遭遇了罕見的“7·20”特大暴雨，引發(fā)了嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害，造成了重大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。2023年，海河流域數(shù)日連續(xù)暴雨導(dǎo)致“23·7”流域性特大洪水，嚴(yán)重破壞了大片農(nóng)田和基礎(chǔ)設(shè)施。而2024年，我國更是出現(xiàn)了“北旱南澇，災(zāi)害并發(fā)”的極端氣候格局，北方發(fā)布了高溫和干旱預(yù)警，南方則遭受強(qiáng)降雨的影響，部分地區(qū)甚至經(jīng)歷了“旱澇急轉(zhuǎn)”，這對防災(zāi)減災(zāi)工作提出了極大挑戰(zhàn)。

面對這些挑戰(zhàn)，國家水網(wǎng)的建設(shè)顯得尤為迫切。2023年5月25日發(fā)布的《國家水網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃綱要》標(biāo)志著我國水利事業(yè)邁向新的里程碑。為有效應(yīng)對氣候變化，我們亟需推進(jìn)國家水網(wǎng)建設(shè)，全面提升其在水旱災(zāi)害防御、水資源集約利用、水資源優(yōu)化配置、大江大河大湖生態(tài)保護(hù)和治理方面的能力。

為了高效地規(guī)劃和實施國家水網(wǎng)工程，需要深入研究如何優(yōu)化水網(wǎng)布局來應(yīng)對氣候變化、提升水資源優(yōu)化配置能力并緩解區(qū)域水資源短缺問題，如何通過多級水網(wǎng)建設(shè)提升水旱災(zāi)害防御能力，以及如何平衡調(diào)水工程與水資源集約節(jié)約利用。同時，還需要評估水網(wǎng)建設(shè)的生態(tài)環(huán)境影響，考慮水網(wǎng)建設(shè)與地下水保護(hù)修復(fù)的協(xié)調(diào)，以及構(gòu)建數(shù)字孿生水網(wǎng)和智慧水網(wǎng)管理等。

為了高效規(guī)劃和實施國家水網(wǎng)工程，我們需要深入研究如何優(yōu)化水網(wǎng)布局以應(yīng)對氣候變化，提升水資源優(yōu)化配置能力，并緩解區(qū)域水資源短缺問題。同時，還需評估水網(wǎng)建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響，考慮水網(wǎng)建設(shè)與地下水保護(hù)修復(fù)的協(xié)調(diào)，以及構(gòu)建數(shù)字孿生水網(wǎng)和智慧水網(wǎng)管理等新技術(shù)的應(yīng)用。

首先，水資源遙感監(jiān)測技術(shù)是國家水網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)性工作，尤其在應(yīng)對氣候變化條件下至關(guān)重要。國家水網(wǎng)以自然河湖為基礎(chǔ)，以引調(diào)排水工程為通道，以調(diào)蓄工程為結(jié)點，以智慧調(diào)控為手段，集成了水資源優(yōu)化配置、流域防洪減災(zāi)和水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)等多功能于一體。在布局未來氣候變化背景下水網(wǎng)工程時，首要任務(wù)是深入了解我國河湖和水利工程的時空格局及其基本情況。水資源監(jiān)測是實現(xiàn)水資源精準(zhǔn)監(jiān)測和智能調(diào)度的關(guān)鍵手段。隨著衛(wèi)星遙感科技的迅速發(fā)展，水資源遙感監(jiān)測已成為水利行業(yè)的前沿技術(shù)之一，但目前仍面臨著諸如水域面積提取不準(zhǔn)確、河川徑流和水下地形測量精度不高、水質(zhì)反演模型適用性不足等問題，這些問題限制了其在應(yīng)對氣候變化和保障水安全方面的有效應(yīng)用。所以，我們迫切需要利用衛(wèi)星遙感、近地?zé)o人機(jī)監(jiān)測、物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)等當(dāng)代信息技術(shù)方法，創(chuàng)建涵蓋水域空間主被動遙感監(jiān)測技術(shù)、多尺度水下地形測量技術(shù)、不依賴實測數(shù)據(jù)的水量遙感監(jiān)測技術(shù)、基于多源衛(wèi)星遙感的水質(zhì)高精度監(jiān)測技術(shù)等的水資源遙感技術(shù)系統(tǒng)，達(dá)成空-天-地一體化的信息收集、傳遞與數(shù)據(jù)分析，從而獲取能服務(wù)于國家水網(wǎng)建設(shè)的更精確的信息。這些技術(shù)的進(jìn)步不僅能為政府決策者提供國家水網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵決策信息，還能通過長期監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，反映水網(wǎng)建設(shè)對水資源、水環(huán)境、水生態(tài)和水災(zāi)害的影響，推動水資源管理的科學(xué)化、精細(xì)化和智慧化發(fā)展。

其次，三維水資源短缺評價為國家水網(wǎng)建設(shè)提供了重要的理論技術(shù)支持。在氣候變化的影響下，水資源短缺已成為全球最為突出的水安全問題之一。據(jù)統(tǒng)計，全球約有一半的人口每年至少會面臨一個月嚴(yán)重的水資源短缺。同時，氣候變化對全球42%至79%的流域徑流量造成了影響，并顯著損害了淡水生態(tài)系統(tǒng)。水資源短缺也是國家水網(wǎng)建設(shè)的重要前提。以往的水資源短缺評價主要關(guān)注水量方面的缺乏，而對水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境的關(guān)注不足。未來的水資源短缺評價需要從水量、水質(zhì)和生態(tài)三個維度入手，基于承載力理論，綜合考慮水資源量、人類用水需求、水質(zhì)污染和環(huán)境流等多方面因素，有效解決水質(zhì)型和生態(tài)型缺水的難題，構(gòu)建科學(xué)的水資源短缺評價體系，為國家水網(wǎng)建設(shè)提供更為全面和立體的科技支持。

再次，漸進(jìn)式生態(tài)修復(fù)為國家水網(wǎng)建設(shè)背景下的河湖生態(tài)環(huán)境復(fù)蘇提供理論基礎(chǔ)。國家水網(wǎng)建設(shè)的生態(tài)環(huán)境影響不容小覷，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)國家水網(wǎng)建設(shè)與河湖生態(tài)環(huán)境復(fù)蘇具有重要意義。然而，在當(dāng)前的河湖生態(tài)環(huán)境復(fù)蘇理論研究和技術(shù)開發(fā)中，仍面臨理論適應(yīng)性不足、技術(shù)推廣應(yīng)用難度大等關(guān)鍵性挑戰(zhàn)。漸進(jìn)式生態(tài)修復(fù)理論充分考慮了生態(tài)系統(tǒng)的退化狀況，通過分階段、分步驟地實施“環(huán)境治理、生態(tài)修復(fù)、自然恢復(fù)”的修復(fù)治理模式，對受損的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行循序漸進(jìn)的修復(fù)。這一理論不僅為解決氣候變化背景下全球河湖生態(tài)環(huán)境的復(fù)蘇問題提供了中國的經(jīng)驗和方案，更在流域生態(tài)保護(hù)修復(fù)的國際學(xué)術(shù)領(lǐng)域中發(fā)揮了引領(lǐng)作用，為國家水網(wǎng)建設(shè)提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。

同時，漸進(jìn)式生態(tài)修復(fù)能夠有效提升國家水網(wǎng)的生態(tài)功能。國家水網(wǎng)不僅是水資源調(diào)配的重要通道，也是生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。通過實施漸進(jìn)式生態(tài)修復(fù)，能夠改善水網(wǎng)的水質(zhì)、增加水網(wǎng)的生物多樣性、提高水網(wǎng)的生態(tài)穩(wěn)定性，從而提升國家水網(wǎng)的生態(tài)服務(wù)功能，實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。此外，漸進(jìn)式生態(tài)修復(fù)還能夠促進(jìn)國家水網(wǎng)的綠色發(fā)展。國家水網(wǎng)建設(shè)需要大量的資金和資源投入，而漸進(jìn)式生態(tài)修復(fù)能夠在一定程度上降低建設(shè)成本，提高建設(shè)效益。通過實施生態(tài)修復(fù)工程，能夠改善水網(wǎng)周邊的生態(tài)環(huán)境，提升土地價值，促進(jìn)生態(tài)旅游等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)國家水網(wǎng)的綠色、可持續(xù)發(fā)展。

隨著極端天氣事件頻發(fā)和水資源短缺問題日益嚴(yán)重，建立國家水網(wǎng)已成為中國的迫切需求。通過研發(fā)水資源遙感監(jiān)測、面向河湖生態(tài)環(huán)境復(fù)蘇的漸進(jìn)式修復(fù)與智能監(jiān)測等先進(jìn)技術(shù)，構(gòu)建數(shù)字孿生水利理論技術(shù)體系，加強(qiáng)國家水網(wǎng)研究，并實施漸進(jìn)式生態(tài)修復(fù)，中國力求構(gòu)建一個堅強(qiáng)有力、可持續(xù)發(fā)展的國家水網(wǎng)。這一舉措不僅有助于解決國內(nèi)水資源管理難題，還將使中國在全球水資源保護(hù)和應(yīng)對氣候變化中發(fā)揮引領(lǐng)作用，推動社會綠色轉(zhuǎn)型與可持續(xù)發(fā)展。