本文關(guān)鍵詞：中國(guó)水利發(fā)展階段及未來(lái)“水利4.0”戰(zhàn)略構(gòu)想，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】科學(xué)分析和認(rèn)識(shí)我國(guó)水利發(fā)展階段，進(jìn)一步正確預(yù)測(cè)未來(lái)水利發(fā)展趨勢(shì)具有重要意義。在深入分析我國(guó)建國(guó)以來(lái)水利發(fā)展的基礎(chǔ)上，闡述水利發(fā)展存在3個(gè)階段，即“工程水利”、“資源水利”、“生態(tài)水利”階段，分別稱之為“水利1.0”、“水利2.0”、“水利3.0”。在此基礎(chǔ)上，從水利發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)出發(fā)，提出“水利4.0”的戰(zhàn)略構(gòu)想，認(rèn)為下一個(gè)水利發(fā)展階段為“智慧水利”階段，并簡(jiǎn)要介紹了該階段的輪廓框架和重點(diǎn)研究方向。

【關(guān)鍵詞】中國(guó)水利發(fā)展階段；水利4.0；工程水利；資源水利；生態(tài)水利；智慧水利

1引言

自1949年新中國(guó)成立以后，我國(guó)政府始終重視國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，經(jīng)過(guò)60多年的發(fā)展，取得了舉世矚目的偉大成就，從一個(gè)一窮二白的落后國(guó)家逐步發(fā)展成為如今世界經(jīng)濟(jì)總值排名第二的最大發(fā)展中國(guó)家，人民的生活水平也發(fā)生了天翻地覆的變化。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的同時(shí)，我國(guó)水利事業(yè)得到蓬勃發(fā)展，從建國(guó)初的落后水平逐步發(fā)展成為水利大國(guó)，在水利建設(shè)、管理、科學(xué)研究、先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用等方面，接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。與一般行業(yè)發(fā)展相同，在我國(guó)建國(guó)以后的60多年中，水利行業(yè)經(jīng)歷了從初級(jí)向高級(jí)的發(fā)展階段，每個(gè)階段具有不同的特點(diǎn)和標(biāo)志性事件。關(guān)于我國(guó)水利發(fā)展階段已有一些研究，如王亞華等[1]將1949~2030年劃分為7個(gè)水利發(fā)展階段，即1949~2010年已經(jīng)過(guò)去的50多年被分為4個(gè)階段，分別為大規(guī)模水利建設(shè)時(shí)期（1949~1977年）、水利建設(shè)相對(duì)停滯期（1978~1987年）、水利發(fā)展矛盾凸顯期（1988~1997年）、水利改革發(fā)展轉(zhuǎn)型期（1998~2010年），2011~2050年被分為3個(gè)階段，分別為水利加快發(fā)展黃金期（2011~2020年）、水利全面協(xié)調(diào)發(fā)展期（2021~2030年）、人水關(guān)系趨向和諧期（2031~2050年）。同時(shí)，水利部部長(zhǎng)陳雷[2]于2009年在水利部紀(jì)念改革開(kāi)放30周年干部大會(huì)上，將改革開(kāi)放30年（1978~2008年）水利改革發(fā)展歷程劃分為3個(gè)階段，分別為水利改革發(fā)展艱難起步階段（1978~1987年）、水利改革發(fā)展逐步深入階段（1988~1997年）、水利改革發(fā)展加快推進(jìn)階段（1998~2008年）。受工業(yè)發(fā)展階段劃分特別是“工業(yè)4.0”思想的啟發(fā)[3]，本文從更大尺度上、依據(jù)占主導(dǎo)作用的水利工作，將我國(guó)建國(guó)以來(lái)水利發(fā)展分成了3個(gè)階段，閘述了各個(gè)階段的特點(diǎn)，并判斷出未來(lái)的水利發(fā)展階段類型，為水利科技發(fā)展預(yù)測(cè)和科技布局提供了參考。

2新中國(guó)水利發(fā)展階段劃分

根據(jù)不同時(shí)代的特點(diǎn)，考慮水利工作的主導(dǎo)目標(biāo)和主要治水思路，以最具代表性水利類型來(lái)命名水利發(fā)展階段，從1949年新中國(guó)成立到目前甚至再延續(xù)一段時(shí)間，本文劃分為3個(gè)水利發(fā)展階段，分別闡述如下。

2.11949~1999年“工程水利”階段（水利1.0）

（1）1949~1953年。為了盡快恢復(fù)生產(chǎn)，國(guó)家集中力量整修加固江河堤防、農(nóng)田水利灌排工程。1951年5月毛澤東題詞“一定要把淮河修好”，1952年10月毛澤東視察黃河時(shí)指出“要把黃河的事情辦好”，大大地推動(dòng)了當(dāng)時(shí)的水利建設(shè)。

（2）1953~1965年。因國(guó)家發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迫切需要，特別是大躍進(jìn)時(shí)期，開(kāi)始了大規(guī)模的水利工程建設(shè)。這一時(shí)期，全國(guó)各地興起了修建水庫(kù)的熱潮，約有半數(shù)以上水庫(kù)始建于大躍進(jìn)時(shí)期，如北京十三陵水庫(kù)和密云水庫(kù)、河南鴨河口水庫(kù)、浙江新安江大水庫(kù)、遼寧湯河水庫(kù)、廣東新豐江水庫(kù)等。這些水庫(kù)多數(shù)發(fā)揮著供水、防洪、發(fā)電、養(yǎng)殖等功能，對(duì)當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展起到重要作用。當(dāng)然，在當(dāng)時(shí)有限的科技水平和認(rèn)識(shí)水平特別是論證不充分的情況下，難免出現(xiàn)了一些“弊大于利”甚至起到嚴(yán)重破壞作用的工程。

（3）1966~1976年。中國(guó)經(jīng)歷了十年浩劫的“文化大革命”，主要以階級(jí)斗爭(zhēng)為主，水利建設(shè)基本處于停滯狀態(tài)，甚至有些工程遭到一定的破壞。

（4）1978~1987年。提出改革開(kāi)放階段，以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心，國(guó)家把抓經(jīng)濟(jì)建設(shè)作為提高人民生活質(zhì)量的重要舉措，是彌補(bǔ)“文化大革命”十年浩劫出現(xiàn)落后狀況的迫切需求和正確選擇。在這一時(shí)期，我國(guó)政府的工作重點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)建設(shè)，水利建設(shè)相對(duì)停滯。

（5）1988~1999年。在經(jīng)歷了10多年的改革開(kāi)放、經(jīng)濟(jì)建設(shè)之后，我國(guó)出現(xiàn)了大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用水資源的局面，也出現(xiàn)了污水大量排放、水環(huán)境不斷惡化的環(huán)境災(zāi)難及工程建設(shè)帶來(lái)的生態(tài)環(huán)境破壞、水土流失等問(wèn)題，導(dǎo)致洪澇、干旱災(zāi)害時(shí)有發(fā)生。特別是1998年長(zhǎng)江、嫩江—松花江發(fā)生了歷史上罕見(jiàn)的流域性大洪水，中央作出災(zāi)后重建、整治江湖、興修水利的重大戰(zhàn)略部署，大幅度增加了水利投入，把水利建設(shè)列為國(guó)家的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行列。

回顧1949~1999年50年的水利發(fā)展歷程可以看出，除了基本停滯的年代，就是以水利工程建設(shè)為主；在科技界，主要的研究方向和成果也以服務(wù)水利工程建設(shè)為主要目標(biāo)。這些特征與這一時(shí)期的建國(guó)初期的大規(guī)模建設(shè)、改革開(kāi)放后以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心的戰(zhàn)略部署有直接關(guān)系。因此，這一時(shí)期我國(guó)水利工作的顯著特征是以水利工程建設(shè)為代表，可以用“工程水利”來(lái)表征，稱為“工程水利”階段。仿照工業(yè)信息技術(shù)“版本”的提法，本文稱“工程水利”這一階段為“水利1.0”。該階段的特點(diǎn)是以水利工程建設(shè)、大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用水資源為目標(biāo)和指導(dǎo)思想，來(lái)開(kāi)展水利工作。

2.22000~2012年“資源水利”階段（水利2.0）

自1998年長(zhǎng)江、嫩江—松花江大洪水之后，我國(guó)政府和學(xué)術(shù)界痛定思痛，認(rèn)真分析面臨的水利形勢(shì)和應(yīng)對(duì)措施，改變了一些傳統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，即：①?gòu)?qiáng)調(diào)水資源的基礎(chǔ)屬性和自然資源屬性，重視水資源的保護(hù)；②提出走人與自然和諧發(fā)展之路，強(qiáng)調(diào)在建設(shè)的同時(shí)必須與資源環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)。

1999年時(shí)任水利部部長(zhǎng)的汪恕誠(chéng)提出“要搞好面向21世紀(jì)的中國(guó)水利，必須實(shí)現(xiàn)工程水利到資源水利的轉(zhuǎn)變”，從政府層面提出了構(gòu)建“資源水利”的初步構(gòu)想。這是面對(duì)我國(guó)日益嚴(yán)峻的水資源短缺、生態(tài)環(huán)境惡化、洪澇災(zāi)害頻發(fā)的形勢(shì)所提出的必然選擇和水利科學(xué)發(fā)展之路。21世紀(jì)伊始，人水和諧思想才逐步被接受，并成為我國(guó)治水的主導(dǎo)思想。

（1）2000~2008年。2001年，人水和諧正式納入到現(xiàn)代水利體系中；2004年，中國(guó)水周活動(dòng)主題為“人水和諧”，人們對(duì)人水和諧的思想有了更深入的認(rèn)識(shí)；2005年，全國(guó)人大十屆三次會(huì)議提出“構(gòu)建和諧社會(huì)”的重大戰(zhàn)略思想后，人水和諧成為新時(shí)期治水思路的核心內(nèi)容。這一時(shí)期是人水和諧治水思想提出到逐步被大多數(shù)人所接受的過(guò)程。

（2）2009~2010年。出現(xiàn)的水災(zāi)害集中而且嚴(yán)峻，引起我國(guó)政府和全社會(huì)的高度關(guān)注。2009年，全國(guó)大旱：北方冬麥區(qū)30年罕見(jiàn)秋冬連旱，南方50年罕見(jiàn)秋旱，西藏10年罕見(jiàn)初夏旱，廣西、湖南、河南等多地同時(shí)干旱。2010年，云南遭遇百年一遇的全省特大旱災(zāi)。2010年8月7日，甘肅舟曲突發(fā)特大泥石流災(zāi)難，造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。這些重大水旱災(zāi)害促使中央做出“水利欠賬太多”、“水利設(shè)施薄弱仍然是國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施的明顯短板”的科學(xué)判斷，2011年中央一號(hào)文件做出了《關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定》。這是新中國(guó)成立62年來(lái)中央一號(hào)文件第一次重點(diǎn)關(guān)注水利改革發(fā)展，也是中央文件首次對(duì)水利工作進(jìn)行全面部署，可能會(huì)指導(dǎo)未來(lái)10~20年水利發(fā)展方向[4]。

（3）2011~2012年。全面貫徹中央關(guān)于水利工作的戰(zhàn)略部署，將水利作為國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的優(yōu)先領(lǐng)域。國(guó)家計(jì)劃投入4萬(wàn)億元，力爭(zhēng)通過(guò)5~10年努力，從根本上扭轉(zhuǎn)水利建設(shè)明顯滯后的局面；進(jìn)一步完善優(yōu)化水資源戰(zhàn)略配置格局，提高水資源支撐能力，合理開(kāi)發(fā)水資源和水能資源，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處。

回顧2000~2012年的10多年水利發(fā)展歷程可以看出，這一時(shí)期首先是治水思想的變化，從“重視水利工程建設(shè)”到“把水資源看成是一種自然資源、重視人水和諧發(fā)展”的轉(zhuǎn)變，強(qiáng)調(diào)水資源的自然資源屬性。因此，這一時(shí)期可以用“資源水利”來(lái)表征，稱為“資源水利”階段，本文稱其為“水利2.0”。該階段的特點(diǎn)是以重視水資源合理利用、實(shí)現(xiàn)人水和諧為目標(biāo)和指導(dǎo)思想，來(lái)開(kāi)展水利工作。

2.32013~2020年前后“生態(tài)水利”階段（水利3.0）

在2013年之前，我國(guó)政府已經(jīng)提出“生態(tài)文明”的判斷和號(hào)召。2007年10月15日，黨的十七大將“建設(shè)生態(tài)文明”列為全面建設(shè)小康社會(huì)目標(biāo)之一，首次把“生態(tài)文明”概念寫(xiě)入黨代會(huì)的報(bào)告中。2009年9月18日，黨的十七屆四中全會(huì)將“生態(tài)文明建設(shè)”提升到與經(jīng)濟(jì)建設(shè)、政治建設(shè)、文化建設(shè)、社會(huì)建設(shè)并列的戰(zhàn)略高度。2012年11月8日，黨的十八大單獨(dú)成篇全面闡述“大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)”的號(hào)召。這是我國(guó)面臨“資源約束趨緊、環(huán)境污染嚴(yán)重、生態(tài)系統(tǒng)退化”嚴(yán)峻形勢(shì)的必然選擇。

水是生態(tài)之基，水資源是生態(tài)文明建設(shè)的核心制約因素，是生態(tài)文明的根本基礎(chǔ)和重要載體[5]。為了貫徹落實(shí)黨的十八大精神，水利部于2013年1月印發(fā)了《關(guān)于加快推進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)工作的意見(jiàn)》（水資源[2013]1號(hào)文），提出加快推進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)的部署。因此，從2013年開(kāi)始，以推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)為主要目標(biāo)的水利建設(shè)工作全面展開(kāi)，首先開(kāi)始了城市水生態(tài)文明建設(shè)試點(diǎn)工作，在全國(guó)范圍內(nèi)部署水生態(tài)文明建設(shè)工作。按照目前的部署和建設(shè)進(jìn)程，估計(jì)現(xiàn)階段水生態(tài)文明建設(shè)還將持續(xù)一段時(shí)間，至少可能延續(xù)到2020年前后。

從2013年水利部提出《關(guān)于加快推進(jìn)水生態(tài)文明建設(shè)工作的意見(jiàn)》作為標(biāo)志性事件開(kāi)始，步入以“生態(tài)文明建設(shè)”為目標(biāo)的水利新時(shí)代，強(qiáng)調(diào)以建設(shè)水生態(tài)文明為目標(biāo)的水利建設(shè)。因此，這一時(shí)期可以用“生態(tài)水利”來(lái)表征，稱為“生態(tài)水利”階段，本文稱其為“水利3.0”。該階段的特點(diǎn)是以保護(hù)生態(tài)、建設(shè)生態(tài)文明為目標(biāo)和指導(dǎo)思想，來(lái)開(kāi)展水利工作。

因?yàn)檫@一階段才走過(guò)2年，未來(lái)還會(huì)持續(xù)一段時(shí)間，因此正確預(yù)測(cè)未來(lái)這一階段水利工作重點(diǎn)和科技發(fā)展方向，對(duì)支撐這一階段水利工作和水利科學(xué)研究具有重要意義。本文對(duì)這一階段的水利工作重點(diǎn)和水利科技重點(diǎn)研究方向進(jìn)行了初步總結(jié)和判斷。為了實(shí)現(xiàn)“生態(tài)水利”階段的奮斗目標(biāo)，未來(lái)幾年水利工作的重點(diǎn)應(yīng)該包括：①深化水利改革，加強(qiáng)水生態(tài)文明制度建設(shè)，為生態(tài)水利建設(shè)提供制度保障。②遵循“節(jié)水優(yōu)先”原則，崇尚節(jié)水文化，全面建成節(jié)水型社會(huì)。③全面落實(shí)最嚴(yán)格水資源管理制度，保障水資源可持續(xù)利用。④健全水資源保護(hù)與河湖健康保障體系，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。⑤優(yōu)化水資源開(kāi)發(fā)格局，促進(jìn)水資源與經(jīng)濟(jì)社會(huì)和諧發(fā)展。⑥加強(qiáng)水文化建設(shè)，逐步形成全社會(huì)生態(tài)文明文化倫理形態(tài)。為了支撐“生態(tài)水利”工作，“水利3.0”階段未來(lái)幾年水利科技重點(diǎn)研究方向應(yīng)該是生態(tài)水利規(guī)劃建設(shè)和管理關(guān)鍵技術(shù)，見(jiàn)圖1。

具體研究要點(diǎn)包括：①支撐生態(tài)水利建設(shè)的生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)研究。包括水利工程建設(shè)對(duì)生態(tài)的影響機(jī)理及評(píng)估、維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的生態(tài)水文閾值、水生態(tài)紅線理論及劃定方法、生態(tài)水文過(guò)程研究以及生物多樣性影響因素識(shí)別、關(guān)鍵物種篩選、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性維持研究等。②以生態(tài)水利建設(shè)為目標(biāo)的水資源保障技術(shù)。包括充分考慮生態(tài)保護(hù)的水資源優(yōu)化配置技術(shù)、水資源合理分配與調(diào)度技術(shù)、水利工程優(yōu)化布局與規(guī)劃建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)，生態(tài)需水保障技術(shù)，河湖水系連通與河流健康保障技術(shù)，防洪抗旱減災(zāi)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、會(huì)商與體系建設(shè)，水資源安全保障體系建設(shè)，水資源開(kāi)發(fā)利用自動(dòng)監(jiān)控、實(shí)時(shí)傳輸、會(huì)商決策技術(shù)等。③綜合節(jié)水技術(shù)及節(jié)水型社會(huì)建設(shè)研究。包括先進(jìn)的農(nóng)業(yè)灌溉節(jié)水技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)節(jié)水技術(shù)、生活節(jié)水技術(shù)、輸水管網(wǎng)漏損監(jiān)測(cè)與智能控制技術(shù)、污廢水再生回用技術(shù)研發(fā)，節(jié)水型社會(huì)建設(shè)方案的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施方案論證，綜合節(jié)水自動(dòng)監(jiān)控與精確管理系統(tǒng)研發(fā)等。④水資源保護(hù)與生態(tài)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)。包括水資源保護(hù)理論方法與實(shí)施技術(shù)，河湖健康理論方法與實(shí)施技術(shù)，水土保持監(jiān)測(cè)、評(píng)估與控制技術(shù)，水污染物總量控制與和諧分配方法，水資源保護(hù)工程建設(shè)技術(shù)，水生態(tài)保護(hù)工程建設(shè)技術(shù)，水利工程建設(shè)中的生態(tài)保護(hù)建設(shè)技術(shù)，，水生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制，生態(tài)文明建設(shè)水平評(píng)估監(jiān)控與快速判別和決策系統(tǒng)研發(fā)等。⑤水資源與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和諧調(diào)控理論與技術(shù)。包括水資源開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護(hù)和諧平衡研究，水資源與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和諧調(diào)控理論方法、調(diào)控模型、調(diào)控方案快速生成與評(píng)估、決策系統(tǒng)研發(fā)等。⑥水文化傳承創(chuàng)新與水生態(tài)文明建設(shè)研究。包括現(xiàn)代水利工程研究中水文化分析方法，水利工程建設(shè)中文化元素的融入方法，水文化體系構(gòu)建，水生態(tài)文明建設(shè)理論及途徑，水生態(tài)文明判別標(biāo)準(zhǔn)及建設(shè)方向選擇等。⑦適應(yīng)生態(tài)水利建設(shè)的法律政策制度研究。包括水生態(tài)文明制度建設(shè)，適應(yīng)最嚴(yán)格水資源管理的法律體系，構(gòu)建最嚴(yán)格水資源管理制度體系，水價(jià)值理論及水權(quán)、水市場(chǎng)等。

3中國(guó)未來(lái)“水利4.0”戰(zhàn)略構(gòu)想

3.1“水利4.0”戰(zhàn)略的提出

“工業(yè)4.0”（Industry4.0）是德國(guó)政府在《高技術(shù)戰(zhàn)略2020》中確定的未來(lái)十大項(xiàng)目之一，旨在支持工業(yè)領(lǐng)域新一代革命性技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新，已上升為德國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略�！肮I(yè)4.0”的主要特點(diǎn)是充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬技術(shù)，使傳統(tǒng)的制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。目前的高新技術(shù)為“工業(yè)4.0”奠定了基礎(chǔ)，未來(lái)的工業(yè)將逐步向這一階段邁進(jìn)。

受國(guó)際上“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略的啟發(fā)，本文提出“水利4.0”的戰(zhàn)略構(gòu)想�！八�4.0”即為“智慧水利”階段，時(shí)間上預(yù)計(jì)在2021~2050年前后。該階段的特點(diǎn)是以豐富的水利經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬技術(shù)，使傳統(tǒng)水利向智能化轉(zhuǎn)型。

實(shí)際上，智慧水利并不是新概念，最近幾年已有研究，此外也有相關(guān)聯(lián)的一些概念，如智能水利、水聯(lián)網(wǎng)等。如王忠靜等[6]比較系統(tǒng)地闡述了智慧水利的概念及總體框架。

3.2“水利4.0”戰(zhàn)略輪廓框架描述

從20世紀(jì)末發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)代信息通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)空間技術(shù)，為工業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型準(zhǔn)備了條件，也為傳統(tǒng)水利向智慧水利轉(zhuǎn)型奠定基礎(chǔ)。此外，智慧水利涉及的內(nèi)容非常廣泛，除了充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬技術(shù)外，還需要基于水文學(xué)、水資源、水環(huán)境、水安全、水工程、水經(jīng)濟(jì)、水法律、水文化等科技成果。因此，從這一角度看，智慧水利的前期準(zhǔn)備工作早已開(kāi)始，至少?gòu)?1世紀(jì)初開(kāi)始進(jìn)入信息時(shí)代，2013~2020年前后雖然以“生態(tài)水利”為主，但同時(shí)有大量的智慧水利的討論、研究、技術(shù)準(zhǔn)備等工作，預(yù)計(jì)到2021年真正進(jìn)入以“智慧水利”為主的新水利時(shí)代。本文將這一水利階段的輪廓框架描述為：①各項(xiàng)水利工作以充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬技術(shù)為主要手段，以水利工作智能化為主要表現(xiàn)形式。②實(shí)現(xiàn)水系統(tǒng)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化、資料數(shù)據(jù)化、模型定量化、決策智能化、管理信息化、政策制度標(biāo)準(zhǔn)化。③集“河湖水系連通的物理水網(wǎng)、空間立體信息連接的虛擬水網(wǎng)、供水—用水—排水調(diào)配相聯(lián)系的調(diào)度水網(wǎng)”為一體的水聯(lián)網(wǎng)，是智慧水利的重要基礎(chǔ)平臺(tái)。④集“基于現(xiàn)代信息通訊技術(shù)的快速監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)傳輸、基于大數(shù)據(jù)和云技術(shù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與快速計(jì)算、基于通訊技術(shù)和虛擬技術(shù)的智能水決策和水調(diào)度”為一體的智慧中樞，是智慧水利的核心高科技。⑤集“實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、快速傳輸、準(zhǔn)確預(yù)報(bào)、優(yōu)化決策、精準(zhǔn)調(diào)配、高效管理”為一體的多功能、多模塊無(wú)縫連接系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)高度融合。⑥是集“水循環(huán)模擬、水資源高效利用、水環(huán)境保護(hù)、水安全保障、水工程科學(xué)規(guī)劃、水市場(chǎng)建設(shè)、水法律政策制度建設(shè)、水文化傳承建設(shè)、現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用”為一體的巨系統(tǒng)集成體系，是基于比較成熟的水利工作經(jīng)驗(yàn)的產(chǎn)物。

此外，不能認(rèn)為智慧水利主要是信息科學(xué)的事，需要充分利用積累的水利建設(shè)和治水經(jīng)驗(yàn)，是傳統(tǒng)水利與現(xiàn)代技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。

3.3“水利4.0”戰(zhàn)略的準(zhǔn)備及科技重點(diǎn)研究方向

預(yù)測(cè)在2020年之前的這幾年應(yīng)從以下幾方面努力提前為“水利4.0”作準(zhǔn)備：①信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬技術(shù)的進(jìn)一步研發(fā)及其在水利領(lǐng)域中的示范應(yīng)用，為水利工作智能化提供高新技術(shù)支撐。②進(jìn)一步研究基于現(xiàn)代信息通訊技術(shù)的水系統(tǒng)快速、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)高效傳輸與大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)及示范應(yīng)用，為水系統(tǒng)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化、資料數(shù)據(jù)化奠定基礎(chǔ)。③進(jìn)一步研究基于復(fù)雜水系統(tǒng)模擬、面向人水關(guān)系和諧發(fā)展的水資源優(yōu)化配置模型，包括水系統(tǒng)模擬、水資源高效利用、水環(huán)境保護(hù)、人水和諧目標(biāo)量化、保障體系分方案模擬、水資源實(shí)時(shí)調(diào)度、防洪抗旱減災(zāi)指揮等各種模塊或功能，逐步實(shí)現(xiàn)所有所需模塊的定量化，并能基于大數(shù)據(jù)和云技術(shù)進(jìn)行快速計(jì)算。④進(jìn)一步研究基于通訊技術(shù)和虛擬技術(shù)的智能水決策和水調(diào)度，逐步實(shí)現(xiàn)決策智能化、管理信息化。⑤進(jìn)一步研究完善適應(yīng)現(xiàn)代治水思想的各種政策制度，逐步實(shí)現(xiàn)政策制度的標(biāo)準(zhǔn)化，為水利工作提供科學(xué)的保障，同時(shí)也為政策模擬和水決策提供系統(tǒng)輸入條件。

為了支撐“智慧水利”工作，“水利4.0”階段（2021~2050年）的水利科技重點(diǎn)研究方向應(yīng)該是智慧水利支撐基礎(chǔ)、技術(shù)集成及服務(wù)體系，見(jiàn)圖2。

具體研究要點(diǎn)包括：①信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬技術(shù)應(yīng)用研究。這是智能化高新技術(shù)在水利領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，也是水利工作智能化的標(biāo)志性技術(shù)，全面應(yīng)用于水利工作中，構(gòu)建“物理水網(wǎng)、虛擬水網(wǎng)、調(diào)度水網(wǎng)”于一體的水聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)高度融合，建成多功能、多模塊無(wú)縫連接系統(tǒng)。②水系統(tǒng)快速監(jiān)測(cè)、大數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)技術(shù)�；诂F(xiàn)代信息通訊技術(shù)對(duì)水系統(tǒng)進(jìn)行快速監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)傳輸，基于大數(shù)據(jù)和云技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和交互使用，實(shí)現(xiàn)水系統(tǒng)監(jiān)測(cè)自動(dòng)化、資料數(shù)據(jù)化，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、快速傳輸?shù)哪繕?biāo)，構(gòu)建水系統(tǒng)“立體感知體系”，為智能水利提供數(shù)字化信息源。監(jiān)測(cè)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)包括水文、氣象、供水、用水、排水、水質(zhì)、生態(tài)、水權(quán)交易以及經(jīng)濟(jì)社會(huì)指標(biāo)等。③復(fù)雜水系統(tǒng)模擬及人水關(guān)系調(diào)控模型集成。耦合集成水系統(tǒng)模擬、水資源高效利用、水環(huán)境保護(hù)、人水和諧目標(biāo)量化、保障體系分方案模擬、水資源實(shí)時(shí)調(diào)度、防洪抗旱減災(zāi)指揮等各種模塊，實(shí)現(xiàn)人水關(guān)系和諧調(diào)控模型定量化，并基于大數(shù)據(jù)和云技術(shù)進(jìn)行快速計(jì)算，達(dá)到快速計(jì)算、準(zhǔn)確預(yù)報(bào)的目標(biāo)，構(gòu)建智能水利的“模塊集成系統(tǒng)”。④智能水決策和水調(diào)度快速生成與執(zhí)行系統(tǒng)。構(gòu)建基于通訊技術(shù)和虛擬技術(shù)的智能水決策和水調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)管理信息化、決策智能化，達(dá)到優(yōu)化決策、精準(zhǔn)調(diào)配、高效管理、自動(dòng)控制、主動(dòng)服務(wù)的目標(biāo)，構(gòu)建智能水利的“決策與服務(wù)體系”。隨時(shí)為客服提供個(gè)性化訂單式服務(wù)，實(shí)現(xiàn)水管理精準(zhǔn)投遞，涉及水利工程建設(shè)與維護(hù)、防洪抗旱減災(zāi)、供水分配、節(jié)水、水環(huán)境保護(hù)、水安全保障、水權(quán)交易、水法律政策制度、水文化傳承建設(shè)等各方面需求。

4結(jié)論

a.本文將建國(guó)后的水利發(fā)展階段分為3個(gè)階段，并在對(duì)未來(lái)水利發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行判斷的基礎(chǔ)上，提出“水利4.0”的戰(zhàn)略構(gòu)想，簡(jiǎn)要介紹了該階段的輪廓框架和重點(diǎn)研究方向，可為水利科技發(fā)展預(yù)測(cè)和科技布局提供參考。

b.科技預(yù)測(cè)工作比較困難，但意義重大，可能會(huì)指引未來(lái)幾十年的發(fā)展方向，影響國(guó)家有關(guān)科技布局工作，本文僅是對(duì)水利科技發(fā)展預(yù)測(cè)的一些思考和總結(jié)，可能還存在很多不足，未來(lái)仍需不斷完善。

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（來(lái)源：水電能源科學(xué)2015年第4期）

  本文關(guān)鍵詞：中國(guó)水利發(fā)展階段及未來(lái)“水利4.0”戰(zhàn)略構(gòu)想，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。