未來(lái)“水利5.0”構(gòu)想及研究展望

引言

自新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)水利發(fā)展取得了舉世矚目的偉大成就，經(jīng)歷了多個(gè)發(fā)展階段，目前已發(fā)展成為世界水利大國(guó)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。我國(guó)政府和科教界始終高度重視水利工作和水利發(fā)展布局。水利工作非常重要且涉及許多方面，是一個(gè)十分復(fù)雜的領(lǐng)域，其工作開(kāi)展和問(wèn)題研究都需要超前研判預(yù)測(cè)。因此，科學(xué)分析水利發(fā)展形勢(shì)、提早謀劃水利發(fā)展布局、精心做好水利發(fā)展工作，對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展以及水利事業(yè)本身，都具有重要意義。

關(guān)于我國(guó)水利發(fā)展階段和未來(lái)水利發(fā)展布局的討論，學(xué)術(shù)界從未間斷過(guò)。筆者于2015年對(duì)我國(guó)水利發(fā)展階段進(jìn)行過(guò)總結(jié)，介紹了部分學(xué)者的研究成果，闡述了關(guān)于“水利1.0”“水利2.0”“水利3.0”“水利4.0”的劃分方案，并提出了“水利4.0”構(gòu)想。自2015年以來(lái)，許多學(xué)者對(duì)水利發(fā)展階段和未來(lái)趨勢(shì)進(jìn)行了深入研究，取得了一些新認(rèn)識(shí)和新成果。比如，鄧銘江等針對(duì)生態(tài)水利的討論，王建華等針對(duì)智慧水利的討論，王亞華對(duì)我國(guó)水利發(fā)展新階段的討論，胡德勝等對(duì)我國(guó)水利事業(yè)發(fā)展階段的討論等。

在系統(tǒng)總結(jié)2015年以來(lái)相關(guān)研究成果和“水利4.0”發(fā)展過(guò)程基礎(chǔ)上，考慮人水關(guān)系演變趨勢(shì)和未來(lái)水利發(fā)展戰(zhàn)略需求，本文進(jìn)一步研判未來(lái)“水利5.0”發(fā)展情形。

“水利4.0”提出以來(lái)的發(fā)展回顧

1.“水利4.0”的提出

2015年，筆者在《中國(guó)水利發(fā)展階段及未來(lái)“水利4.0”戰(zhàn)略構(gòu)想》一文中，闡述了新中國(guó)水利發(fā)展階段劃分方案，提出了中國(guó)未來(lái)“水利4.0”構(gòu)想。其主要內(nèi)容是：把新中國(guó)成立以來(lái)的水利發(fā)展分為3個(gè)階段，分別為“水利1.0”（工程水利階段）、“水利2.0”（資源水利階段）、“水利3.0”（生態(tài)水利階段）；研判2021年之后進(jìn)入“水利4.0”（智慧水利階段）。

當(dāng)初研究的主要思路是：考慮水利工作的主導(dǎo)目標(biāo)和治水思路，以最具代表性的水利類(lèi)型來(lái)命名水利發(fā)展階段。1949—1999年，水利工作的重心是“建設(shè)工程，發(fā)展經(jīng)濟(jì)”，因此定義為工程水利階段（“水利1.0”）；2000—2012年，更重視水的資源屬性，以保護(hù)水資源、走人水和諧之路為水利發(fā)展目標(biāo)，因此定義為資源水利階段（“水利2.0”）；2013—2020年（2020年為筆者推斷的時(shí)間節(jié)點(diǎn)），我國(guó)步入生態(tài)文明建設(shè)新時(shí)代，強(qiáng)調(diào)以建設(shè)生態(tài)文明為目標(biāo)的水利建設(shè)，因此定義為生態(tài)水利階段（“水利3.0”）。

筆者在2015年作出研判：“水利4.0”應(yīng)該為智慧水利階段，時(shí)間上預(yù)計(jì)在2021年之后。該階段的特點(diǎn)是：以豐富的水利經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，充分利用信息通信技術(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。這一研判是受“工業(yè)4.0”思路啟發(fā)，伴隨著新一代信息技術(shù)的興起和廣泛應(yīng)用，智慧化時(shí)代已經(jīng)到來(lái)并深入各個(gè)領(lǐng)域，當(dāng)然包括水利領(lǐng)域。智慧化技術(shù)在水利領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用舞臺(tái)，包括智慧監(jiān)測(cè)、智慧模擬、智慧決策、智慧工程、智慧服務(wù)、智慧管理等。可以說(shuō)智慧化業(yè)務(wù)會(huì)逐步深入水利工作的每一個(gè)角落。

2.對(duì)十年前“水利4.0”研判結(jié)果的評(píng)述

自2015年提出水利發(fā)展3個(gè)階段劃分方案和“水利4.0”構(gòu)想之后，筆者在多次學(xué)術(shù)交流活動(dòng)中介紹這一思想成果，得到大多數(shù)學(xué)者認(rèn)可，并有很多學(xué)者和單位采納和應(yīng)用。

2015—2020年間，水利部門(mén)及相關(guān)科技工作者在完成生態(tài)水利階段重點(diǎn)任務(wù)的同時(shí)，也在水利信息化建設(shè)和智慧化技術(shù)應(yīng)用等方面做出了巨大努力，“水利4.0”（智慧水利階段）形勢(shì)初顯。

2021年至今又過(guò)去近五年，實(shí)踐證明，2015年的研判結(jié)論是正確的。2021年進(jìn)入“水利4.0”（智慧水利階段）的標(biāo)志性事件有：①開(kāi)啟國(guó)家水網(wǎng)建設(shè)工作。2021年1月25日，全國(guó)水利工作會(huì)議提出以國(guó)家水網(wǎng)建設(shè)為核心，系統(tǒng)實(shí)施水利工程補(bǔ)短板；2021年5月14日，習(xí)近平總書(shū)記在推進(jìn)南水北調(diào)后續(xù)工程高質(zhì)量發(fā)展座談會(huì)上提出，加快構(gòu)建國(guó)家水網(wǎng)主骨架和大動(dòng)脈。②開(kāi)啟數(shù)字孿生流域建設(shè)工作。2021年12月，水利部召開(kāi)推進(jìn)數(shù)字孿生流域建設(shè)工作會(huì)議；2022年2月，水利部組織開(kāi)展數(shù)字孿生流域建設(shè)先行先試，7月，水利部完成“十四五”七大江河數(shù)字孿生流域建設(shè)方案。

自2021年以來(lái)，部署開(kāi)展智慧水利有關(guān)工作一直是水利部門(mén)的工作重點(diǎn)。根據(jù)這項(xiàng)工作的難度和水利發(fā)展目標(biāo)，考慮國(guó)家智慧化建設(shè)需求，現(xiàn)階段智慧水利工作將依然會(huì)持續(xù)一段時(shí)間，預(yù)計(jì)會(huì)延續(xù)到2035年。

3.智慧水利階段的重點(diǎn)方向總結(jié)

2015年在《中國(guó)水利發(fā)展階段及未來(lái)“水利4.0”戰(zhàn)略構(gòu)想》一文中研判智慧水利階段的重點(diǎn)研究方向是智慧水利支撐基礎(chǔ)、技術(shù)集成及服務(wù)體系，并闡述了4個(gè)方面的研究要點(diǎn)?？偨Y(jié)2015年以來(lái)十年間的相關(guān)研究工作，可以看出：

①2015—2020年間，水利部門(mén)及相關(guān)科技工作者把工作重心集中在水利工作智能化、水系統(tǒng)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)及大數(shù)據(jù)高效傳輸與存儲(chǔ)、復(fù)雜水系統(tǒng)模擬、水資源優(yōu)化配置、智能水決策和水調(diào)度等方面，與筆者提出的需要在2015—2020年間為“水利4.0”做準(zhǔn)備的內(nèi)容基本一致。

②2021年以來(lái)，在全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家的背景下，我國(guó)政府作出了一系列重大治水部署，包括國(guó)家水網(wǎng)建設(shè)、數(shù)字孿生水利建設(shè)、水旱災(zāi)害防御、河湖生態(tài)環(huán)境復(fù)蘇、水資源剛性約束制度實(shí)施、水利智能業(yè)務(wù)應(yīng)用等。這些內(nèi)容與筆者提出的“水利4.0”水利科技重點(diǎn)研究方向高度契合。

③水利部提出完善“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)感知體系，為水系統(tǒng)快速監(jiān)測(cè)與信息通信技術(shù)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)；數(shù)字孿生流域建設(shè)，為水利大數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)空間虛擬技術(shù)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)；數(shù)字孿生水網(wǎng)和數(shù)字孿生工程建設(shè)，為智能水決策和水調(diào)度快速生成與執(zhí)行系統(tǒng)建設(shè)提供硬件支持；水旱災(zāi)害防御體系建設(shè)與水資源剛性約束制度體系建設(shè)，需要耦合集成水系統(tǒng)模擬、水資源高效利用、水環(huán)境保護(hù)、水資源實(shí)時(shí)調(diào)度、防洪抗旱減災(zāi)指揮等各類(lèi)模型，為智慧水利“大腦中樞”建設(shè)奠定基礎(chǔ)；水利智能業(yè)務(wù)應(yīng)用工作，是構(gòu)建智慧水利“決策與服務(wù)體系”的基礎(chǔ)工作。這些工作都與智慧水利階段目標(biāo)和研究方向一致。

“水利5.0”研判與構(gòu)想

1.“水利5.0”的提出及緣由

以2021年代表性事件開(kāi)啟“國(guó)家水網(wǎng)建設(shè)工作”“數(shù)字孿生流域建設(shè)工作”為起點(diǎn)，我國(guó)水利發(fā)展進(jìn)入“水利4.0”（智慧水利階段）。2015年，筆者研判“水利4.0”時(shí)間預(yù)計(jì)在2021—2050年，但本文考慮到水利工作重心的變化以及國(guó)家智慧化建設(shè)投入的加大，并結(jié)合國(guó)家對(duì)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)和中國(guó)式現(xiàn)代化建設(shè)目標(biāo)的預(yù)期，將推測(cè)的2021—2050年時(shí)段進(jìn)行細(xì)化和細(xì)微調(diào)整，即2021—2035年為“水利4.0”，2036—2060年為“水利5.0”。根據(jù)目前的水利發(fā)展趨勢(shì)，預(yù)計(jì)到2035年基本建成智慧化的水利體系，即“天空地水工”一體化水利監(jiān)測(cè)感知體系基本建成，數(shù)字孿生流域基本成型，國(guó)家水網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃綱要基本完成，水旱災(zāi)害防御體系達(dá)到建設(shè)目標(biāo)，水資源剛性約束制度基本得到有效落實(shí)，水利智能業(yè)務(wù)應(yīng)用工作基本能滿足使用要求等。

受“人類(lèi)命運(yùn)共同體”“人與自然和諧共生”思想啟發(fā)，考慮人水關(guān)系演變趨勢(shì)，特別是考慮到追求人水和諧目標(biāo)的初衷和意志始終未變，筆者認(rèn)為下一個(gè)水利發(fā)展階段（“水利5.0”）應(yīng)該為共生水利階段，時(shí)間上預(yù)計(jì)在2036—2060年。該階段的特點(diǎn)是：以比較完善的水工程建設(shè)、生態(tài)水利建設(shè)、智慧技術(shù)應(yīng)用為基礎(chǔ)，以人水關(guān)系和諧共生為基本水情，開(kāi)展綜合性“大水利”工作。

提出“水利5.0”框架，緣由主要有以下4個(gè)方面。

①人水關(guān)系演變進(jìn)入共生水利階段。基于人水關(guān)系學(xué)理論，從人水關(guān)系演變趨勢(shì)來(lái)分析，“水利1.0”（工程水利階段）是以大規(guī)模開(kāi)發(fā)水資源為主要特征，表現(xiàn)為“人為開(kāi)發(fā)為主”的人水關(guān)系；“水利2.0”（資源水利階段）是以保護(hù)水資源、實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用為主要特征，表現(xiàn)為“開(kāi)發(fā)與保護(hù)水資源相協(xié)調(diào)為主”的人水關(guān)系；“水利3.0”（生態(tài)水利階段）是以保護(hù)水生態(tài)、實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明建設(shè)為主要特征，表現(xiàn)為“以保護(hù)生態(tài)為主導(dǎo)”的人水關(guān)系；“水利4.0”（智慧水利階段）是以智慧化技術(shù)應(yīng)用、促進(jìn)水利發(fā)展為主要特征，表現(xiàn)為“智慧化技術(shù)應(yīng)用為主要驅(qū)動(dòng)力”的人水關(guān)系。隨著人水關(guān)系演變，必將進(jìn)入人與水和諧共生階段，該階段將以人水關(guān)系和諧共生為主要特征，表現(xiàn)為“和諧共生”的人水關(guān)系。

②邁進(jìn)“水利5.0”的基礎(chǔ)已基本形成。從“水利1.0”（工程水利階段）、“水利2.0”（資源水利階段）、“水利3.0”（生態(tài)水利階段）到“水利4.0”（智慧水利階段），通過(guò)不斷遞進(jìn)式發(fā)展，完成了水工程建設(shè)、生態(tài)水利建設(shè)、智慧化工程建設(shè)，為進(jìn)入人與自然和諧共生的新時(shí)代奠定了很好的水利基礎(chǔ)。

③實(shí)現(xiàn)人水關(guān)系和諧共生是水利發(fā)展追求的目標(biāo)。2017年10月，黨的十九大報(bào)告提出：“堅(jiān)持人與自然和諧共生”，“我們要建設(shè)的現(xiàn)代化是人與自然和諧共生的現(xiàn)代化”；2022年10月，黨的二十大報(bào)告提出：“推動(dòng)綠色發(fā)展，促進(jìn)人與自然和諧共生”，“中國(guó)式現(xiàn)代化是人與自然和諧共生的現(xiàn)代化”。實(shí)現(xiàn)人水關(guān)系和諧共生目標(biāo)，是人與自然和諧共生思想在水利事業(yè)中的重要體現(xiàn)。

④形成綜合性“大水利”的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。江河流域治理需要戰(zhàn)略思維、系統(tǒng)思維。解決水問(wèn)題不是一個(gè)部門(mén)、一個(gè)學(xué)科、一個(gè)地區(qū)所能完成的，需要綜合應(yīng)對(duì)，水利部門(mén)的職能需要擴(kuò)展，需要逐步形成人水關(guān)系和諧共生涉及相關(guān)領(lǐng)域的“大水利”。

需要補(bǔ)充說(shuō)明的是，從“水利1.0”到“水利5.0”是有重疊的遞進(jìn)關(guān)系，不是線性疊加，可能是融合、跨越甚至可能出現(xiàn)迂回的遞進(jìn)?！八?.0”是在前面各階段基礎(chǔ)上的遞進(jìn)關(guān)系，并非完全取代“水利4.0”，而是以“水利4.0”為基礎(chǔ)進(jìn)行范式升華，智慧水利仍是“水利5.0”的重要基礎(chǔ)內(nèi)容，但該階段已表現(xiàn)為以人水關(guān)系和諧共生為主要特征。

2.“水利5.0”框架描述

從21世紀(jì)初開(kāi)始，就為“水利5.0”做了前期準(zhǔn)備。2001年開(kāi)始使用“人水和諧”一詞，2004年“中國(guó)水周”活動(dòng)的主題為“人水和諧”，這時(shí)已經(jīng)把人水和諧思想引進(jìn)到治水實(shí)踐中。2005年國(guó)家提出“構(gòu)建和諧社會(huì)”的部署，“人水和諧”成為當(dāng)時(shí)治水工作的核心內(nèi)容。大約從2005年起我國(guó)學(xué)者開(kāi)始了人水和諧理論與實(shí)踐研究工作，取得了一系列理論和應(yīng)用研究成果，直到目前我國(guó)治水始終堅(jiān)持人水和諧思想。2017年10月，黨的十九大報(bào)告提出：“堅(jiān)持人與自然和諧共生”。人水和諧是人與自然和諧共生的重要組成部分，人水和諧論研究成果也為人與自然和諧共生思想的形成奠定了基礎(chǔ)。從該角度看，多年前就開(kāi)始了共生水利的前期準(zhǔn)備，至少?gòu)?001年起，“水利2.0”（資源水利階段）和“水利3.0”（生態(tài)水利階段）都已把人水和諧、人與自然和諧共生作為治水的重要指導(dǎo)思想。即使到2021年進(jìn)入以“智慧水利”為主的“水利4.0”，也同樣有大量的人水和諧、人與自然和諧共生的討論、研究、技術(shù)準(zhǔn)備等工作。2035年之前是“水利5.0”的準(zhǔn)備階段，預(yù)計(jì)到2036年起進(jìn)入共生水利階段。下圖展示了“水利5.0”的框架和重點(diǎn)研究方向，筆者對(duì)這一階段的輪廓框架描述如下。

“水利5.0”（共生水利階段）框架與重點(diǎn)研究方向

①形成水利相關(guān)的多層面和諧共生局面。包括全球-國(guó)家-流域-區(qū)域多層級(jí)、人與自然關(guān)系、人水關(guān)系、水資源-經(jīng)濟(jì)社會(huì)-生態(tài)環(huán)境多系統(tǒng)以及多部門(mén)、多學(xué)科等和諧共生局面。共生水利的具體表現(xiàn)內(nèi)容有：人水系統(tǒng)命運(yùn)共同體、人與自然和諧共生、人水和諧共生、經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)用水和諧共生、經(jīng)濟(jì)社會(huì)各部門(mén)用水和諧共生、多水源多過(guò)程供水和諧共生、與水相關(guān)的多部門(mén)和諧共生、涉水研究的自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)共生、理論-技術(shù)-工程-投資-制度-監(jiān)控-管理-文化多體系共生。

②達(dá)到水利有效支撐人與自然和諧共生。生態(tài)文明建設(shè)取得顯著成效，流域綠色發(fā)展步入正軌，碳達(dá)峰目標(biāo)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，正積極走向碳中和目標(biāo)，形成以高效節(jié)水節(jié)能為代表的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)和工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，智慧化技術(shù)逐步普及生產(chǎn)生活的各個(gè)方面。

③建成比較完善的水利硬件支撐體系。包括國(guó)家水網(wǎng)、數(shù)字孿生流域、水旱災(zāi)害防御、河湖生態(tài)環(huán)境復(fù)蘇、水利智能業(yè)務(wù)應(yīng)用、智慧水利基礎(chǔ)平臺(tái)等建設(shè)工作基本完成。后續(xù)工程建設(shè)主要針對(duì)特大型工程建設(shè)、水利補(bǔ)短板工程建設(shè)、已建工程的維護(hù)與提質(zhì)改造。

④實(shí)現(xiàn)江河流域的系統(tǒng)治理、綜合治理。江河流域治理的關(guān)鍵是處理好復(fù)雜的人水關(guān)系。需要站在人水關(guān)系學(xué)高度認(rèn)識(shí)具體問(wèn)題，基于人水關(guān)系多學(xué)科交叉研究難點(diǎn)問(wèn)題，以人水關(guān)系全系統(tǒng)調(diào)控制定解決對(duì)策，真正實(shí)現(xiàn)江河流域的系統(tǒng)治理、綜合治理。已經(jīng)建成集水資源高效利用、水環(huán)境保護(hù)、水安全保障、水市場(chǎng)建設(shè)、水法律政策制度建設(shè)、水文化傳承弘揚(yáng)為一體的系統(tǒng)治理體系。

⑤形成“大水利”行政與科技教育體系。形成全社會(huì)節(jié)水型社會(huì)和生態(tài)文明文化倫理形態(tài)，水文化傳承與弘揚(yáng)極大促進(jìn)人與自然和諧共生的現(xiàn)代化建設(shè)。形成綜合處理水問(wèn)題的多部門(mén)融合的“大水利”行政管理體系、多學(xué)科交叉“大水利”學(xué)科體系，培養(yǎng)具有多學(xué)科視野、文理交叉的綜合素質(zhì)人才。形成水利工程、生態(tài)工程、人工智能、信息技術(shù)、系統(tǒng)科學(xué)、社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科交叉的綜合研究平臺(tái)，重點(diǎn)突破跨學(xué)科復(fù)雜技術(shù)。

3.“水利5.0”到來(lái)前的應(yīng)有準(zhǔn)備

根據(jù)以上分析，大約于2036年步入“水利5.0”，從2025年到2035年的十年間，應(yīng)積極為迎接“水利5.0”做準(zhǔn)備，主要表現(xiàn)在以下幾方面。

①思想準(zhǔn)備。隨著我國(guó)水利事業(yè)的發(fā)展，已從工程水利、資源水利階段發(fā)展到生態(tài)水利、智慧水利階段，基本上達(dá)成了水利工程支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的格局和需求。未來(lái)共生水利工作趨于綜合，與其他行業(yè)的界限趨于模糊，不可能“就水利論水利”，會(huì)擴(kuò)展水利工作范疇，步入“大水利”發(fā)展態(tài)勢(shì)。這一趨勢(shì)對(duì)傳統(tǒng)水利人的心理提出挑戰(zhàn)，需要積極調(diào)整心態(tài)，做好思想準(zhǔn)備。

②行政準(zhǔn)備。如上所述，共生水利表現(xiàn)為多層面和諧共生，不斷走向涉水多部門(mén)、多學(xué)科、多系統(tǒng)和諧共生局面，目前的水利行政隸屬關(guān)系和管理體系將進(jìn)行必要調(diào)整，向工作內(nèi)容綜合性、行政管理綜合性轉(zhuǎn)變。因此要做好準(zhǔn)備迎接涉水工作內(nèi)容綜合性改革或形成“大水利”行政管理體系。

③工程準(zhǔn)備。在2025—2035年期間，要盡快完成大江大河治理、國(guó)家水網(wǎng)、水旱災(zāi)害防御、河湖生態(tài)環(huán)境復(fù)蘇、農(nóng)田水利等工程建設(shè)，做好進(jìn)入共生水利階段的工程準(zhǔn)備。同時(shí)，要把傳統(tǒng)水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)與建設(shè)隊(duì)伍的層次提升，形成高層次、復(fù)合型人才團(tuán)隊(duì)和建設(shè)隊(duì)伍，提早謀劃向“一帶一路”國(guó)家進(jìn)行勞動(dòng)力、科技、裝備和產(chǎn)能的輸送。

④技術(shù)準(zhǔn)備。在近幾年主要研究生態(tài)水利、智慧水利相關(guān)技術(shù)的同時(shí)，還要積極做好共生水利相關(guān)的理論方法和關(guān)鍵技術(shù)研究，作為進(jìn)入“水利5.0”的技術(shù)儲(chǔ)備。最近幾年應(yīng)重點(diǎn)研究人與自然和諧共生關(guān)鍵技術(shù)、江河流域系統(tǒng)治理和綜合治理、生態(tài)產(chǎn)品價(jià)值實(shí)現(xiàn)與水經(jīng)濟(jì)水產(chǎn)業(yè)水市場(chǎng)構(gòu)建、水資源剛性約束制度落實(shí)、“四水四定”關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)等。

⑤教育準(zhǔn)備。水問(wèn)題的解決不是一個(gè)學(xué)科可以完成的，需要多學(xué)科從不同視角、不同理論、不同思維去關(guān)注和研究水的特征或人水關(guān)系問(wèn)題；需要形成研究水問(wèn)題的綜合性交叉學(xué)科體系，比如人水關(guān)系學(xué)。水利工程專(zhuān)業(yè)不能僅僅針對(duì)傳統(tǒng)的水利工作，更需要關(guān)注新興學(xué)科、多學(xué)科交叉學(xué)科，或者發(fā)展成為一個(gè)關(guān)于水的由多個(gè)學(xué)科組成的大學(xué)科群。因此，在專(zhuān)業(yè)調(diào)整、人才培養(yǎng)、學(xué)科建設(shè)等方面需要為“水利5.0”做好準(zhǔn)備。

“水利5.0”科技重點(diǎn)研究方向展望

為了支撐“水利5.0”（共生水利階段）的工作，需展望2035年之后水利科技重點(diǎn)研究方向及具體研究要點(diǎn)。重點(diǎn)研究方向可歸結(jié)為共生水利基礎(chǔ)理論、技術(shù)集成與服務(wù)體系，分理論方法、技術(shù)研發(fā)、工程建設(shè)、運(yùn)行管理4個(gè)方向，具體研究要點(diǎn)包括：

①和諧共生水利理論體系與方法體系研究。包括：和諧共生理論、人水和諧論、水資源節(jié)約-綠色低碳-高質(zhì)量發(fā)展理論方法、水資源與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和諧調(diào)控理論方法等。

②人水關(guān)系和諧共生技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用研究。包括：人水關(guān)系耦合與協(xié)調(diào)、水土資源匹配優(yōu)化配置、山水林田湖草沙協(xié)同治理和流域綜合管理、水-能源-糧食-生態(tài)-“雙碳”目標(biāo)協(xié)同調(diào)控、水沙調(diào)控-水資源利用-災(zāi)害防治-生態(tài)保護(hù)綜合治理等技術(shù)與應(yīng)用。

③生態(tài)水利規(guī)劃建設(shè)管理關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用研究。包括：基于生態(tài)安全的水資源合理分配與調(diào)度、水利工程優(yōu)化布局與規(guī)劃建設(shè)、水資源保護(hù)與河湖生態(tài)環(huán)境復(fù)蘇等。

④水利領(lǐng)域智慧技術(shù)集成研發(fā)與服務(wù)體系研究。包括：“天空地水工”一體化監(jiān)測(cè)、分布式人水關(guān)系模擬、智慧水決策與服務(wù)體系等。

⑤面向人水關(guān)系和諧共生的水利工程技術(shù)研究。包括：面向人水關(guān)系和諧共生的水利工程規(guī)劃、考慮生態(tài)效益的綠色水利設(shè)計(jì)、生態(tài)施工技術(shù)應(yīng)用、高效與可持續(xù)水利工程運(yùn)行、水工程高質(zhì)量維護(hù)與升級(jí)改造等。

⑥“大水利”發(fā)展的政策制度與運(yùn)行管理研究。包括：適應(yīng)共生水利階段“大水利”發(fā)展的政策制度、氣候變化與人類(lèi)活動(dòng)-水平衡轉(zhuǎn)移-生態(tài)系統(tǒng)綜合監(jiān)測(cè)與控制、適應(yīng)“大水利”發(fā)展的行政管理改革、智慧水系統(tǒng)決策與調(diào)度平臺(tái)、水文化傳承創(chuàng)新與體系建設(shè)、“大水利”學(xué)科專(zhuān)業(yè)改革與人才培養(yǎng)體系建設(shè)等。

結(jié)語(yǔ)

筆者在2015年提出“水利4.0”基礎(chǔ)上，總結(jié)10年來(lái)（2015—2025年）水利發(fā)展形勢(shì)，基于人水關(guān)系學(xué)理論，考慮水利工作重心的變化以及數(shù)字中國(guó)建設(shè)投入的擴(kuò)大，并結(jié)合國(guó)家對(duì)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)和中國(guó)式現(xiàn)代化建設(shè)目標(biāo)的預(yù)期，對(duì)未來(lái)水利發(fā)展再次進(jìn)行研判，提出“水利5.0”構(gòu)想，推測(cè)“水利4.0”（智慧水利階段）將持續(xù)到2035年，“水利5.0”（共生水利階段）大約始于2036年。同時(shí)提出“水利5.0”的輪廓框架和重點(diǎn)研究方向，以及此前應(yīng)做好的諸項(xiàng)準(zhǔn)備，可為水利戰(zhàn)略布局和水利科技發(fā)展預(yù)測(cè)提供參考。

本文僅僅是筆者基于發(fā)展趨勢(shì)分析，對(duì)未來(lái)水利發(fā)展階段的探討和預(yù)判，結(jié)論不一定準(zhǔn)確，也難以給出十分確鑿的理由，結(jié)論僅供參考。盡管如此，科技預(yù)測(cè)工作意義重大，可能會(huì)指引未來(lái)幾十年的工作方向，面向未來(lái)發(fā)展需求提早準(zhǔn)備、提早布局，更有利于與未來(lái)快速發(fā)展相銜接。期待與同行們共同討論。

Abstract: Water conservancy is an important support and fundamental guarantee for national economic and social development. Scientifically assessing the future development trends of water conservancy and preparing to meet new challenges and historical missions are of great significance. On the basis of reviewing “water conservancy 4.0”, the conception of “water conservancy 5.0” is proposed, with a preliminary judgment that “water conservancy 5.0” will be the stage of symbiotic water conservancy during 2036-2060. Its main characteristics are: relying on relatively sound water engineering construction, ecological water conservancy construction, and intelligent technology application, and taking the harmonious symbiosis of human-water relationship as the fundamental water situation, to carry out comprehensive “grand water conservancy” work. The reasons for proposing “water conservancy 5.0” are explained, and the framework of “water conservancy 5.0” is described, namely that at this stage a multi-dimensional harmonious symbiosis of water conservancy, a relatively well-developed supporting system, and a harmonious symbiosis development pattern should have been formed. Preparations to be initiated in the decade before its arrival (2025-2035) are planned in advance, including ideological, administrative, engineering, technological, and educational readiness. Finally, the key research directions of the “water conservancy 5.0” stage (2036-2060) are briefly predicted in six aspects: theory and methodology, technological research and development, ecological construction, intelligent services, engineering construction, and operational management, providing a reference for the strategic layout of water conservancy and the prediction of water science and technology development.

Keywords“water conservancy 5.0”; strategic conception; symbiotic water conservancy; harmonious symbiosis between human and nature; human-water relationship discipline; water science and technology; smart water conservancy

本文引用格式：

左其亭未來(lái)“水利5.0”構(gòu)想及研究展望[J].中國(guó)水利，2025（19）：14-19.

封面供圖湖州市水利局

責(zé)編董林玥

校對(duì)｜呂彩霞

審核王慧

監(jiān)制楊軼

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