国家水网视角下的洪水资源化利用探讨

在全球气候变化背景下，极端天气事件呈现发生频率升高、强度增强、空间分布显著变化等新特征。面对水安全保障新形势，在守住防洪安全底线的前提下，统筹开展洪水控制、洪水利用、洪水塑造，加快转变洪水传统治理管理理念和模式，具有重要现实意义。

我国属典型的大陆性季风气候，降雨时空分布极为不均，“兴水利、除水害”历来是国家治理与发展的重要基础。历史上我国大一统的中央政权长期存续，为在国家层面重构江河提供了可能，其中京杭大运河的建设、运用和发展就是一个重要的例证。进入现代社会，人们日益认识到，自然水循环与社会水循环紧密耦合，构成了“自然-社会”二元水循环系统。洪水是自然水循环的局部过程，自然水循环的特性与社会水循环的需求不匹配，就会导致灾害。人类控制洪水、利用洪水、塑造洪水，就是将自然水循环与社会水循环调控到良性互馈的过程。国家水网的建设为洪水控制、洪水利用、洪水塑造提供了重要基础，特别是对于洪水资源化利用而言，“四横三纵”国家水网主骨架对水资源的强大时空调配能力，使得从国家层面统筹实施大时空尺度洪水资源化利用成为可能。

《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》提出，要坚持统筹发展和安全。对于水安全保障而言，开展洪水资源化利用，特别是开展大时空尺度洪水资源化利用，是水利领域统筹发展和安全的重要实践。本文重点探讨国家水网视角下的洪水资源化利用。

大时空尺度洪水资源化利用的必要性与可行性

1.我国基本水情决定了需要开展大时空尺度洪水资源化利用

我国水资源分布的基本特点是夏汛冬枯、北缺南丰。在时间尺度上，我国降雨主要集中在5—10月的汛期，约占全年降水量的60%～80%，这种时间上的不均匀，使得我们必须想办法将水资源“留住”，将汛期的洪水资源调剂到非汛期甚至跨年度使用，实现更大时间尺度的调配。在空间尺度上，我国南方国土面积占36%、水资源占81%，北方国土面积占64%、水资源仅占19%，水资源时空分布与国家生产力布局严重不匹配。这种空间上的不均衡，决定了我们不能只满足于在本地“留住”水资源，还必须对水资源进行空间调配，实现跨流域和更大空间尺度的优化配置。

尽管我国用水总量总体趋于稳定，但这是在从严高效管控条件下形成的“紧平衡”，未来面向经济社会高质量发展，我国水资源安全保障压力仍然较大。一段时间以来，我国从流域、城市等不同尺度开展了洪水资源化利用，但总体上大时空尺度、国家层面有组织的洪水资源化利用体系仍需进一步完善。研究表明，我国汛期河川径流量占地表水资源量的2/3以上，其中每年约8000亿～10000亿m洪水因难以资源化利用而弃放入海。与此同时，频发的极端天气使河川径流在时间尺度上更加集中，难以利用的径流总量呈上升趋势，对防洪安全和水资源保障带来严峻挑战。我国的基本水情从根本上决定了洪水资源化利用不能局限于单一区域、短期时段，必须立足更大时空尺度统筹推进，将汛期分散的洪水转化为全域、长期可用的水资源。总而言之，加强大时空尺度洪水资源化利用，对统筹我国防洪安全和水资源保障是十分必要的。

2.国家水网建设为大时空尺度洪水资源化利用奠定了物理基础

国家水网是以自然河湖为基础、引调排水工程为通道、调蓄工程为结点、智慧调控为手段，集水资源优化配置、流域防洪减灾、水生态系统保护等功能于一体的综合体系。经过多年建设，我国已建成5级及以上堤防约32万km，水库大坝约9.5万座，总库容超过1万亿m。随着国家水网建设推进，国家水网“纲、目、结”工程体系将更加完备，国家水网覆盖率更高，构成洪水资源跨区域、长距离输送的物理通道，为洪水资源在全国范围内更大空间尺度上调配奠定了基础。以南水北调中线一期工程为例，该工程已累计从长江流域向北方调水750亿m以上，如果预报更加精准且调度更加优化，理论上相当一部分水量可以由洪水资源化来满足。国家水网将分布在全国各地、不同流域的水库和湖泊等调蓄工程“串联”“并联”起来，形成了一个总库容巨大的分布式蓄水系统，其总调节能力远超单个工程，理论上具备季、年甚至多年调节能力，能够实现更大时间尺度的水资源调配，为水资源在更长时间尺度上调节和应对旱涝急转等极端情况奠定更加坚实的基础。

3.科学技术进步为大时空尺度洪水资源化利用提供了重要支撑

雨水情监测预报是洪水资源化利用的重要前提，直接决定了洪水资源化利用的科学性和有效性。经过多年的建设和运维，我国已建成世界上规模最大的地表水文、气象监测站网体系，各类水文测站达13.3万余处，随着雨水情监测预报“三道防线”和“天空地水工”一体化监测感知系统建设的推进，面向洪水资源化利用的雨水情监测感知体系将进一步完善。我国持续推进数字孪生水利体系建设，“十四五”期间大江大河数字孪生流域建设稳步推进，“国家水网一张图”初步构建，洪水和水资源管理预报、预警、预演、预案“四预”能力进一步提升。随着人工智能、大数据等信息技术的不断应用，洪水资源化利用所需要的“四预”能力正在快速提升。监测感知体系完善和洪水“四预”技术进步，为大时空尺度洪水资源化利用提供了重要支撑，使得洪水资源化利用决策逐渐从“经验式”向“智能化”转变。

基于国家水网的洪水资源化利用关键技术需求

推进基于国家水网的洪水资源化利用，首先需要定量评估大时空尺度洪水资源化利用潜力，摸清底数；其次需要构建基于二元水循环的国家水网模拟器，实现对洪水资源化利用“四预”；最后要统筹考虑防洪和供水等多目标，充分发挥国家水网综合功能。主要有以下关键技术需求。

1.大时空尺度洪水资源化利用潜力评估技术

我国洪水资源化利用潜力评估技术整体上取得重要进步，并开展了较多应用，但相关研究多集中在流域尺度，较少考虑洪水资源在更大时空尺度进行调配后的利用潜力。随着国家水网建设的稳步推进，在更大时空尺度进行洪水资源化利用的条件已经具备，应结合洪水资源“收集—调蓄—利用”全过程，依托国家水网“纲、目、结”工程体系，研发洪水资源“可控-可蓄-可用”耦合评估理论与技术，支撑开展不同水文年型下，国家、流域和区域尺度，以及汛期和非汛期调丰补枯等条件下的洪水资源化利用潜力评估，为国家水资源安全保障提供重要支撑。

2.基于二元水循环的国家水网模拟器

国家水网是在时空上进行水资源调配的物理实体，是从国家尺度耦合自然水循环和社会水循环的关键，为了更好地开展洪水资源化利用，应基于数字孪生水利体系和“国家水网一张图”，构建基于二元水循环的国家水网模拟器，主要包括基于“天空地水工”一体化监测感知系统的国家水网数字化场景、基于“自然-社会”二元水循环的国家水网耦合模拟模型和国家水网知识平台等。其核心是国家水网耦合模拟模型，要集成耦合降水预报模型、水文模型、水动力学模型和社会水循环模型等，实现对国家水网“自然-社会”二元水循环全过程综合模拟，并结合大数据和机器学习等技术实现模型自学习，支撑构建机理和数据双驱动的国家水网模拟器。

3.考虑多目标的国家水网智能调度技术

国家水网运行需统筹考虑防洪、供水、灌溉、航运、发电和生态等多目标，为更好发挥其综合功能和效益，需研发考虑多目标的国家水网智能调度技术。针对国家水网调度多目标、多结点和复杂约束的特点，需充分考虑水网各要素间丰枯调剂、多源互补的作用，构建复杂水网多目标优化调度模型，融合智能优化算法，快速搜索出满足复杂约束的最优解集，支撑水网调度科学决策。要结合多情景下国家水网运行模拟推演，通过“情景—模拟—优化—评估”闭环流程，综合比选，提出科学的调度方案，兼顾效率与公平，统筹发展和安全，支撑基于国家水网的洪水资源化利用。

加强基于国家水网的洪水资源化利用的建议

1.基于国家水网统筹洪水控制、洪水利用、洪水塑造

洪水控制、洪水利用、洪水塑造并非彼此割裂，而是治水理念的不同侧面，其内涵与我国传统治水思想中的“因势利导、化害为利”理念一脉相承。在极端天气频发成为新常态的背景下，洪水的破坏性增强，但洪水所挟带的水量、能量和塑造能力，同样蕴含着重要的资源价值。洪水治理管理的关键不在于是否消灭洪水，而在于如何依托国家水网等现代水工程体系和科学调控手段，使洪水的破坏性转化为有利因素，将风险过程转化为水资源利用过程。

在洪水控制方面，要结合国家水网建设，构建多层次、系统化的洪水控制体系，将“上游洪水拦蓄工程、堤防和蓄滞洪区、泵站和排水系统、河湖蓄滞空间、洪涝联防联控体系”等国家水网的“零部件”有机统筹起来，构成洪水防控“五道防线”，加强国家水网工程与非工程措施协同运用，实现对洪水风险可控、可管、可承受。在洪水利用方面，要从以蓄洪为主的江河洪水利用、以非工程措施为主挖掘洪水潜力、以洪水自然下渗实现地下水回升等方面强化洪水资源化利用，要科学利用国家水网的槽蓄量和水网结点工程调蓄能力，进一步分洪、滞洪、蓄洪、散洪，实现不同区域丰枯调剂，提升洪水资源化利用水平。在洪水控制和洪水利用之外，洪水塑造是对洪水功能性认识的进一步深化，要通过科学调控洪水过程，改善河流形态、水文过程和水沙关系。要结合流域生态调控需求加强水工程群调度，科学干预洪水形成过程，更好地服务流域整体治理目标。

国家水网建成后，我国江河水系和水工程群将在物理上形成一个“南北调配、东西互济”的整体，要结合“国家水网一张图”和数字孪生水利体系，充分发挥国家水网对水资源时空再分配的调节作用，通过水库等蓄水空间调蓄洪水，考虑不同流域和区域的径流丰枯特性，结合跨流域、跨区域用水需求，有序调度水网工程体系，实现跨流域、跨区域洪水资源化利用。要统筹考虑洪水控制、洪水利用、洪水塑造，充分发挥国家水网对水资源时空分布和江河形态的整体塑造作用，以国家水网为基础统筹保障国家水安全。

2.系统开展大时空尺度洪水资源化利用潜力评估

摸清洪水资源化潜力并分类、分区域提出可行的利用路径，是开展洪水资源化的重要基础。为了更好地开展洪水资源化利用，应在考虑国家水网建设情景下，系统开展大时空尺度洪水资源化利用潜力评估，科学分析不同水文年型下，不同流域、区域间通过国家骨干网和区域水网进行科学调配后能够利用的洪水资源量，结合各层级水网物理通路，构建可行的洪水资源化利用路径，明确不同条件下洪水资源可利用量，为开展大时空尺度洪水资源化利用提供科学依据。

3.加快完善基于国家水网的洪水资源化利用机制

近年来，我国洪水资源化利用取得了长足进步，洪水资源化利用理念、政策、法规、工程和机制等方面均在不断更新。随着我国洪水治理管理理念和模式加快转变，下一步推进洪水资源化利用应更多地加强和完善机制建设。首先，应加强洪水资源化利用“风险-效益”决策机制建设，使洪水资源化利用的风险承担者与受益者之间达成平衡，避免形成风险和收益不对等，以及“决策者无限担责、受益者单纯受益”的情形。其次，要进一步强化“两手发力”，充分发挥市场调节作用，通过供需双方的市场行为，依托国家水网有效调节水价，使洪水资源化利用“有利可图”，形成可持续的利用模式。

4.强化大时空尺度洪水资源化利用全过程技术支撑

要控制洪水、利用洪水、塑造洪水，首先要了解洪水的“秉性”，实现科学有效的洪水预报，才能有效、精准地控制和利用洪水资源。因此，要强化大时空尺度洪水资源化利用“监测感知—模拟推演—调度运行”全过程技术支撑，在监测感知方面，要结合“天空地水工”一体化监测感知系统建设，全面构建服务于国家水网科学运行和洪水控制、洪水利用、洪水塑造的监测网络。在模拟推演方面，要基于“自然-社会”二元水循环的国家水网模拟器建设，加强对极端工况、不同水文年型和不同利用模式的预报预演，支撑制定不同条件下的洪水资源化利用路径和可行预案。在调度运行方面，要加强智能化调度技术支撑应用，系统协调国家水网防洪、供水、灌溉、航运、发电和生态等多目标。此外，要全面深化物联网、大数据、人工智能和区块链等信息技术应用，进一步加强“大数据+”“人工智能+”“大模型+”洪水预报技术研发，强化洪水预报理论和技术创新，不断挖掘海量水文气象数据、知识和经验所蕴藏的内在规律，有力提升洪水“四预”精准度和有效性，科学支撑洪水资源化利用。

结语

洪水控制、洪水利用、洪水塑造是我国经过长期实践探索提出的洪水治理管理三种模式，系统融合了对长期治水历史和新时代治水实践的重要认识。洪水资源化利用是洪水治理管理的重要方面，对于缓解我国水资源供需矛盾具有重要意义。从我国基本水情和国家水网建设的宏观视角来看，我国开展大时空尺度洪水资源化利用具有较强必要性与可行性，特别是国家水网建设和数字孪生水利新技术的应用，为大时空尺度洪水资源化利用奠定了物理和技术基础。加强基于国家水网的洪水资源化利用，还需进一步突破洪水资源化利用潜力评估、国家水网模拟器和国家水网智能调度等关键技术。面向未来，建议基于国家水网统筹洪水控制、洪水利用、洪水塑造，系统开展大时空尺度洪水资源化利用潜力评估，加快完善基于国家水网的洪水资源化利用机制，强化大时空尺度洪水资源化利用全过程技术支撑，切实发挥国家水网保障水安全的功能作用，促进水资源与人口经济布局相均衡，支撑经济社会高质量发展。

Abstract:Based on a profound understanding of the long-term history of water management and the practices in the new era, China has proposed three flood governance models: flood control, flood utilization, and flood shaping. Against the backdrop of intensified weather system evolution due to global climate change and the increasing frequency of extreme precipitation events in China, enhancing the resource utilization of floods is a crucial aspect of flood management, holding significant importance for alleviating the imbalance between water supply and demand in the country. From the macro perspective of the basic water situation in China and national water network construction, it is necessary and feasible to carry out large-scale spatio-temporal flood resource utilization. To promote the utilization of flood resources based on the national water network, it is first necessary to quantitatively assess flood resource potential for utilization on large spatio-temporal scales, clarifying the baseline. Secondly, it is essential to construct a national water network simulator based on the natural-artificial dualistic water cycle, so as to achieve “forecasting, early-warning, rehearsal, and contingency planning” for flood resource utilization. Finally, it is important to consider multiple objectives, such as flood control and water supply, and fully leverage the comprehensive function of the national water network to balance water resources with population and economic layout and support high-quality economic and social development.

Keywordsnational water network; natural-artificial dualistic water cycle; large spatio-temporal scale; flood resource utilization; flood control; flood utilization; flood shaping

本文引用格式：

王浩，刘家宏，梅超，等.国家水网视角下的洪水资源化利用探讨[J].中国水利，2026（5）：13-17.

封面摄影牛夺战

责编｜吕彩霞

校对董林玥

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