長江流域三水協(xié)同調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用展望

張 萬 順，王 浩，周 奉

(1.武漢大學(xué) 中國發(fā)展戰(zhàn)略與規(guī)劃研究院，湖北 武漢 430079； 2.武漢大學(xué) 水資源與水電工程科學(xué)國家重點實驗室，湖北 武漢 430072； 3.武漢大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430079； 4.中國水利水電科學(xué)研究院 流域水循環(huán)模擬與調(diào)控國家重點實驗室，北京 100038)

0 引 言

長江經(jīng)濟帶是具有全球影響力的內(nèi)河經(jīng)濟帶、東中西互動合作的協(xié)調(diào)發(fā)展帶、沿海沿江沿邊全面推進的對內(nèi)對外開放帶，是中國人口與經(jīng)濟重心所在，被譽為中國經(jīng)濟的“金腰帶”、中國經(jīng)濟的脊梁。打造“生態(tài)文明建設(shè)的先行示范帶”是長江經(jīng)濟帶國家發(fā)展戰(zhàn)略的四大定位之一[1]。長江流域多年平均水資源量約占全國36%，是國家和全球戰(zhàn)略型生態(tài)寶庫。以長江黃金水道為依托，保護好長江流域生態(tài)環(huán)境，是推動長江經(jīng)濟帶高質(zhì)量發(fā)展的前提。當前長江流域干流水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量全面轉(zhuǎn)好，但仍面臨著水資源調(diào)控復(fù)雜、水環(huán)境污染頻發(fā)、水生態(tài)風(fēng)險突出等三水難題[2]。堅持生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展，以水循環(huán)為紐帶，統(tǒng)籌推進長江流域水資源、水環(huán)境、水生態(tài)協(xié)同治理，是十四五時期實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重要路徑。流域自然與社會水循環(huán)在循環(huán)通量上此消彼長，在循環(huán)過程上深度耦合，在循環(huán)功能上競爭融合，但水多、水少、水臟、水渾依然是阻礙長江流域綠色高質(zhì)量發(fā)展的瓶頸[3]。其根本原因是將水循環(huán)、水生態(tài)、水化學(xué)和水沙過程進行分離式管理，未能充分融合多過程間的多向反饋作用機制，也忽略了水循環(huán)是主循環(huán)和主驅(qū)動的客觀事實[4]。過去水生態(tài)環(huán)境保護以污染治理為主，主要為水資源、水環(huán)境、水生態(tài)單一要素與“水資源-水環(huán)境”雙要素耦合，治理策略上存在機理分析不足的短板。針對長江流域生態(tài)文明建設(shè)戰(zhàn)略需求，新時期應(yīng)從流域生態(tài)系統(tǒng)的整體性、系統(tǒng)性及問題靶向性出發(fā)，向“水資源-水環(huán)境-水生態(tài)”流域多要素統(tǒng)籌推進、協(xié)同治理、精準調(diào)控轉(zhuǎn)變，在新形勢下亟需構(gòu)建“優(yōu)化水資源調(diào)控-改善水環(huán)境質(zhì)量-修復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)”的三水協(xié)同調(diào)控技術(shù)體系，數(shù)字賦能提升水生態(tài)環(huán)境精準管控水平，是實現(xiàn)長江流域水生態(tài)環(huán)境由量變到質(zhì)變的轉(zhuǎn)變與協(xié)調(diào)推進長江流域高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵抓手。以水生態(tài)環(huán)境高水平保護促進長江經(jīng)濟帶經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展，推動實現(xiàn)長江流域“五江共建”的生態(tài)文明建設(shè)新格局。在此背景下，本文深入分析了長江流域三水存在的問題及協(xié)同調(diào)控面臨的挑戰(zhàn)，提出了三水協(xié)同調(diào)控作用機制剖析、調(diào)控手段策略以及智慧化建設(shè)等三水協(xié)同調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)體系的創(chuàng)新和應(yīng)用。

1 長江大保護三水調(diào)控舉措及成效

長江大保護實施以來，自2016年起陸續(xù)發(fā)布了《長江經(jīng)濟帶發(fā)展規(guī)劃綱要》《長江經(jīng)濟帶沿江取水口、排污口和應(yīng)急水源布局規(guī)劃》《長江保護修復(fù)攻堅戰(zhàn)行動計劃》等，隨著水資源方面的“飲用水源和應(yīng)急水源安全保障、水資源配置優(yōu)化”，水生態(tài)環(huán)境保護治理方面的“化工污染治理、排污口排查整治、‘三磷’污染治理‘4+1’工程、農(nóng)業(yè)面源污染治理和十年禁漁”等關(guān)鍵措施的踐行，長江流域水資源利用效率得到有效提升、干流水質(zhì)全面轉(zhuǎn)好、水生態(tài)修復(fù)得到明顯改善。

(1) 水資源管控成效顯著。長江流域?qū)嵤┳顕栏袼Y源管理制度以來，通過水資源消耗總量和強度控制“以水而定”，促進流域經(jīng)濟社會“量水而行”，長江流域水資源開發(fā)、利用、治理、配置、節(jié)約、保護管控成效顯著。長江流域2021年萬元GDP用水量、萬元工業(yè)增加值用水量、農(nóng)田灌溉畝均用水量、城鎮(zhèn)人均生活用水量分別達50.1，48.2，406 m3和255 L/d[5]，萬元GDP用水量和萬元工業(yè)增加值用水量相較2016年分別下降了34.01%和32.11%，工業(yè)用水效率提升明顯，農(nóng)田灌溉和城鎮(zhèn)居民生活用水效率也逐見成效。

(2) 水生態(tài)環(huán)境明顯改善。通過建立長江流域水生態(tài)考核機制，實施生態(tài)保護紅線、嚴治化工圍江、控制污染物排放許可制、長江十年禁漁計劃等多項生態(tài)環(huán)境保護舉措。長江流域水環(huán)境保護在對污染濃度進行限制的基礎(chǔ)上進一步明確了長江環(huán)境保護的總體目標和區(qū)域污染的總量控制，用約束性目標管理來倒逼經(jīng)濟轉(zhuǎn)型，由污染防治的末端治理方式向污染過程控制和源頭控制轉(zhuǎn)變。入河排污口溯源完成率達80%以上，完成了污水直排亂排的排污口7 000多個、存在問題的“三磷”企業(yè)281家和尾礦庫1 641座的整治工作；2021年長江流域監(jiān)測的國控斷面中Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)斷面占97.1%，《長江保護修復(fù)攻堅戰(zhàn)行動計劃》明確的劣Ⅴ類國控斷面于2021年底全部消除，干流和主要支流水質(zhì)均為優(yōu)；地級及以上城市建成區(qū)黑臭水體基本消除；實現(xiàn)了重點跨省河湖生態(tài)流量保障體系全覆蓋[6]。長江流域水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善明顯，魚類資源呈恢復(fù)跡象。

2 長江流域存在的三水問題與挑戰(zhàn)

長江流域梯級樞紐的建成運用等人類活動的短期影響和氣候變化的長期影響對水資源、生態(tài)生境等水生態(tài)環(huán)境累積影響深遠[7]，長江流域水資源利用開發(fā)、水環(huán)境保護、水生態(tài)安全和水旱災(zāi)害防治等目標下的三水協(xié)同治理與精準調(diào)控面臨著新挑戰(zhàn)。

2.1 三水問題

(1) 水資源節(jié)約集約利用存在短板。長江流域水資源時空分配不均，地區(qū)季節(jié)性、水質(zhì)性缺水問題嚴重。受工程影響范圍、流域地質(zhì)條件、操作技術(shù)難度等因素的影響，長江流域水工程調(diào)節(jié)能力存在短板，干支流水庫群防洪-水資源-水環(huán)境-水生態(tài)等多目標聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度體系尚需完善[8]。部分地區(qū)枯水期降雨量不足全年15%，枯水年和枯水期部分支流區(qū)域間、生活生產(chǎn)與生態(tài)用水、流域內(nèi)用水與跨流域調(diào)水還需要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)[9]。流域用水總量控制指標未完全分解落實到河流水系等空間單元上，生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間布局需要進一步優(yōu)化[10]，各行政區(qū)水量分配份額、水資源控制紅線需要明確等。當前長江流域城市供水管網(wǎng)漏失率約18%，灌溉水有效利用系數(shù)約0.52，節(jié)水技術(shù)有待提升完善，先進的節(jié)水經(jīng)驗、模式和行為規(guī)范有待推廣，水資源利用效率仍有較大的提升空間。

(2) 水生態(tài)水環(huán)境問題依然突出。長江流域水生態(tài)水環(huán)境總體情況有所改觀，生態(tài)質(zhì)量總體優(yōu)良，生態(tài)安全屏障基本建成。但多地環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施欠賬較多，整改成效不確定、生態(tài)問題存在反復(fù)[11]。干流城市江段以及部分支流水域仍受不同程度的污染，流域內(nèi)部分水源水質(zhì)出現(xiàn)有機污染，多地區(qū)水源地水質(zhì)不達標；長江干流局部江段及其支流烏江、岷江、沱江磷超標問題突出；平原河網(wǎng)地區(qū)河道流動不暢，淺層地下水水質(zhì)總體較差；城市水體黑臭現(xiàn)象未完全消除。流域內(nèi)多數(shù)湖泊為輕、中度富營養(yǎng)化，滇池、洞庭湖、鄱陽湖、巢湖等重點湖庫營養(yǎng)化水平仍處在較高水平，三峽庫區(qū)部分支流庫灣水體處于輕度富營養(yǎng)化。在長期圍湖造田、挖沙采石、水電站建設(shè)等人類活動影響下，長江流域水生態(tài)功能退化依然嚴重，部分河道生態(tài)流量保障不足，濕地、湖泊面積萎縮，水生生物多樣性持續(xù)減少。

(3) 防洪抗旱減災(zāi)存在薄弱環(huán)節(jié)。隨著三峽、南水北調(diào)東中線、干流堤防加固等流域骨干性工程陸續(xù)建成，長江流域已經(jīng)基本形成現(xiàn)代化長江防洪減災(zāi)體系。長江重要支流、湖區(qū)重點圩垸堤防防洪能力偏低，防洪標準和工程生態(tài)化水平提升需求迫切，防洪抗旱減災(zāi)仍存在薄弱環(huán)節(jié)。受水文循環(huán)改變的影響，水資源時空分布不均現(xiàn)象愈發(fā)明顯，長江流域多地區(qū)發(fā)生干旱災(zāi)害，長江流域發(fā)生極旱和重旱事件分別約為25～50 a一遇、5～15 a一遇；2022年遭遇了1961年以來最嚴重的氣象干旱[12-14]。防洪工程建設(shè)與運行阻隔水系橫向、縱向連通，急需堤防生態(tài)化改造；蓄滯洪區(qū)圍堤、進退洪設(shè)施建設(shè)滯后，難以實現(xiàn)“分得進、蓄得住、退得出”的要求；中小河流與病險水庫治理、山洪災(zāi)害與風(fēng)險防控仍需加強。現(xiàn)有工程管理信息化程度不高，監(jiān)管壓力大，防洪抗旱體系聯(lián)合調(diào)度信息化支撐不足。

2.2 三水協(xié)同調(diào)控面臨的形勢與挑戰(zhàn)

(1) 水沙形勢和江湖關(guān)系變化帶來的持續(xù)影響。長江流域內(nèi)已建成水庫5.19萬座，總庫容達4 141億m3，極大緩解了防洪減災(zāi)、水資源綜合利用等需要。受長江上游來沙大幅度減少及三峽水庫攔沙的影響，長江上游進入中下游河道的泥沙大幅度減少、干流河道發(fā)生長距離大幅度沖刷，2003～2018年三峽水庫共淤積泥沙17.43億m3，宜昌站多年平均輸沙量較2003年前均值減少了93%，2003～2018年宜昌至長江口徐六涇江段共沖刷泥沙約43億m3；三峽水庫建成以來長江與鄱陽湖水量交換出現(xiàn)明顯差別，湖口9月出流明顯增加。長江干流和主要支流的水沙過程已受到人類調(diào)控的強烈影響，長江中下游的水沙關(guān)系和江湖關(guān)系已發(fā)生顯著變化并將持續(xù)變化。

(2) 人類活動和全球氣候變化帶來的新挑戰(zhàn)。長江流域經(jīng)濟發(fā)展過程中城市化、工業(yè)化、污染排放和水資源開發(fā)利用等強人類活動導(dǎo)致流域水環(huán)境水生態(tài)發(fā)生了深刻變異。受全球氣候變化的影響，長江流域河流徑流量表現(xiàn)出明顯的上升趨勢；在氣候變暖背景下，水資源量在時空分布上的變化會改變地表水環(huán)境，導(dǎo)致湖泊富營養(yǎng)化加重。隨著微-小-中-大多層次防洪工程、水環(huán)境污染控制工程、水生態(tài)修復(fù)工程等建設(shè)運用，長江、漢江等流域防洪抗旱減災(zāi)能力和水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量明顯提升。但人類活動與全球氣候變化影響下洪澇干旱及水生態(tài)環(huán)境風(fēng)險發(fā)生可能性、機理過程復(fù)雜性、高時空變異性、驅(qū)動因子綜合性等持續(xù)增大，對長江流域三水協(xié)同調(diào)控帶來新挑戰(zhàn)。

(3) 高質(zhì)量發(fā)展下水資源水環(huán)境水生態(tài)協(xié)同治理的新要求。長江經(jīng)濟帶要走出一條綠色發(fā)展前提下的高質(zhì)量發(fā)展之路，其重大原則是保護和發(fā)展協(xié)同推進，要嚴守以水量、水質(zhì)、水生態(tài)要素為核心的流域生態(tài)保護紅線，山水林田湖草系統(tǒng)綜合治理，促進流域生活、生產(chǎn)和生態(tài)空間協(xié)調(diào)發(fā)展。在治江思路上強調(diào)人與自然的和諧相處，統(tǒng)籌陸域-水域、河流-湖庫、干流-支流、上下游、左右岸，需嚴格保障生態(tài)的用水需求，落實水資源的剛性約束，強化流域生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)和環(huán)境治理，優(yōu)化水工程調(diào)度，推動共治、共管、共享。

(4) 水利治理體系和治理能力現(xiàn)代化建設(shè)提出的新任務(wù)。國家“十四五”規(guī)劃綱要明確提出，構(gòu)建智慧水利體系，以流域為單元提升水情測報和智能調(diào)度能力；國家“十四五”新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃明確提出，要推動大江大河大湖數(shù)字孿生、智慧化模擬和智能業(yè)務(wù)應(yīng)用建設(shè)。數(shù)字流域和智慧水利是實現(xiàn)水利信息化、現(xiàn)代化的主要手段，長江流域需要進一步整合“智慧長江”概念，進一步落實智慧化、精準化環(huán)境治理重要指引，深化5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新技術(shù)在三水協(xié)同調(diào)控中的應(yīng)用力度[15]，以智慧化手段賦能三水管理，實現(xiàn)對水利數(shù)據(jù)的采集、儲存、傳輸、分析和管理，穩(wěn)固推進長江流域三水調(diào)控現(xiàn)代化變革，創(chuàng)新現(xiàn)代化的高效能三水智慧化調(diào)控體系與體制機制。

3 三水協(xié)同調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用展望

人類活動和氣候變化對流域水循環(huán)及其伴生過程的影響逐漸增加，長江流域水生態(tài)環(huán)境時空差異性高、涉水對象多樣、機理過程復(fù)雜。面對流域三水融合協(xié)同共治及其靶向精準治理的現(xiàn)實需求，針對“山水林田湖草”系統(tǒng)治理思想，以及“水資源-水環(huán)境-水生態(tài)”三水融合提升的基本思路，明晰三水互饋耦合作用機制、創(chuàng)新三水耦合綜合模擬技術(shù)、建立三水協(xié)同共治與精準調(diào)控策略、建設(shè)智慧化管控體系(見圖1)，是長江流域三水融合協(xié)同共治及其靶向精準治理亟需突破的難點與挑戰(zhàn)。

圖1 長江流域三水協(xié)同調(diào)控技術(shù)體系Fig.1 Key technologies for synergistic management of “water resource-water environment-water ecology” in the Yangtze River Basin

3.1 三水互饋耦合作用機制剖析

明確氣候變化與人類活動作用下流域水循環(huán)及其伴生的水環(huán)境和水生態(tài)演化過程變異及交互影響機制，以及人工調(diào)控互饋耦合作用機制，是當前科學(xué)界亟需回答的難題。在流域三水互饋機理剖析方面，歐美等國家具有一定優(yōu)勢，因環(huán)境問題差異大，環(huán)境復(fù)雜程度高，使得中國水循環(huán)機理研究無法直接套用，王浩首創(chuàng)了流域“自然-社會”二元水循環(huán)理論[16]，但仍缺乏對人類活動影響下物質(zhì)與能量對三水互饋響應(yīng)的精準刻畫。長江流域尺度大、地理特征多樣、開發(fā)利用模式多元，其流域三水問題關(guān)鍵因子難識別、時空特征難明晰、交互機制難厘清。深入開展三水融合機理剖析是實現(xiàn)長江流域三水協(xié)同共治與精準調(diào)控的基礎(chǔ)。應(yīng)剖析氣候變化與人類活動作用下丘陵、平原、城鎮(zhèn)建成區(qū)等不同區(qū)域的水文水動力、水環(huán)境、水生態(tài)演化過程變異及其交互影響機制；研究不同區(qū)域水資源均衡、水環(huán)境改善和水生態(tài)功能提升的水文學(xué)、生物、化學(xué)、生態(tài)學(xué)原理；研究河湖三水統(tǒng)籌視角下節(jié)水增容、污染控制、生態(tài)修復(fù)等人工調(diào)控影響的水文水動力過程、水體理化性質(zhì)與物理生境變化過程、水生生物生消過程互饋耦合作用機制，為三水融合綜合模擬和協(xié)調(diào)調(diào)控與管理提供理論支撐。

3.2 三水耦合綜合模擬技術(shù)

利用模型精準模擬不同時空尺度下三水融合過程及其伴生污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，在此基礎(chǔ)上進行精準調(diào)控是研究熱點與難點。當前流域尺度高效預(yù)報預(yù)警、快速響應(yīng)的流域三水融合綜合模擬與精準調(diào)控模型體系欠缺?，F(xiàn)有模型過程耦合不精準、計算時效性低、要素考慮不全面[15]，且模型機理與區(qū)域特征不完全匹配。需解析陸域單元-水域單元的累-產(chǎn)-滯-匯響應(yīng)模式，破解單一劃分尺度使得流域內(nèi)水利調(diào)控設(shè)施與河網(wǎng)體系的斷面-網(wǎng)格計算單元無法精準耦合、陸面和水域單元耦合時交界處的網(wǎng)格易缺失、大尺度氣象網(wǎng)格受劃分尺度大且時空連續(xù)性差影響下難以直接耦合至微小尺度次網(wǎng)格(邊界層網(wǎng)格和陸面網(wǎng)格)等難題。構(gòu)建包括大氣-地表-土壤-地下等垂向過程、陸面-河道等水平過程和“取水-輸水-用水-耗水-排水-再生處理與利用-回歸”等社會水循環(huán)完整過程的水量-水質(zhì)-水生態(tài)綜合模擬模型，并充分與云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等緊密結(jié)合，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化、并行控制、實時擴容等方面實現(xiàn)高性能計算。支撐丘陵、平原、城鎮(zhèn)建成區(qū)及全流域尺度陸域單元產(chǎn)流產(chǎn)匯和斷面三水時空變化特征解析，進一步定量剖析陸域-水域的水量-水質(zhì)-水生態(tài)響應(yīng)規(guī)律。

3.3 三水協(xié)同調(diào)控手段與策略

流域三水聯(lián)合調(diào)度涉及利益群體眾多，交錯補水、競爭型取水關(guān)系復(fù)雜，考慮不同決策者間的利益權(quán)衡、優(yōu)化尋找各種目標間的最優(yōu)解，需確定統(tǒng)籌協(xié)調(diào)長江流域防洪、供水、生態(tài)環(huán)境保護等目標下發(fā)揮最大綜合效益的整體調(diào)控方式。當前調(diào)控措施上聚焦于保障水資源配置、預(yù)防洪澇災(zāi)害、治理水環(huán)境污染和防范水生態(tài)風(fēng)險等單一目標，且調(diào)控過程不精準、效果評估難量化。應(yīng)基于流域三水協(xié)同調(diào)控分區(qū)分類、量質(zhì)雙控、多元共治的技術(shù)-經(jīng)濟-政策耦合優(yōu)化機制，充分識別多水資源-零散污染源-多工程措施影響下陸域-水域分階段三水時空動態(tài)特征；創(chuàng)新流域分階段多目標全過程防控、全鏈條循環(huán)和全時空配置的節(jié)水增容-污染控制-生態(tài)修復(fù)分階段動態(tài)三水最佳治理技術(shù)模式；提出面向生態(tài)脆弱區(qū)水土資源涵養(yǎng)的水資源配置與生態(tài)修復(fù)優(yōu)化組合調(diào)控模式，面向污染損傷水體環(huán)境修復(fù)的水資源配置、污染負荷削減、水生態(tài)功能強化的優(yōu)化組合調(diào)控模式，面向河湖退化濕地修復(fù)的水資源配置與污染負荷削減優(yōu)化組合技術(shù)等；通過流域三水融合調(diào)控技術(shù)的集成、歸納與凝練，揭示針對區(qū)域特征的供水保障、洪澇和水華防控、梯級調(diào)度等三水協(xié)同作用過程規(guī)律及其調(diào)控策略，形成流域三水協(xié)同精準調(diào)控技術(shù)基本范式。

3.4 三水協(xié)同調(diào)控智慧化建設(shè)

依托信息化手段提高三水質(zhì)量、助推生態(tài)文明建設(shè)是仍需高度重視并持續(xù)發(fā)力的重要工作。長江流域現(xiàn)有水生態(tài)環(huán)境管理業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)以單一業(yè)務(wù)自成體系，業(yè)務(wù)協(xié)同和信息共享不足，高性能計算等軟技術(shù)與硬件設(shè)施缺乏，致使水生態(tài)環(huán)境“四預(yù)”基礎(chǔ)薄弱；亟需推動環(huán)境管理模式由被動轉(zhuǎn)為主動，貫徹“齊抓共管”的流域管理新模式。亟需以流域三水及其伴生過程機理為基礎(chǔ)，著力推動物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、邊緣計算等新一代信息技術(shù)與三水協(xié)同調(diào)控深度融合，構(gòu)建集數(shù)據(jù)、計算、管控、服務(wù)于一體的三水協(xié)同調(diào)控智慧化管理體系。

數(shù)據(jù)方面，建立資源共享、全面覆蓋、服務(wù)監(jiān)管的三水物聯(lián)感知系統(tǒng)，優(yōu)化全覆蓋監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，提高流域三水綜合智慧化監(jiān)測能力，促進數(shù)據(jù)資源整合和開放共享，創(chuàng)新流域水生態(tài)環(huán)境大數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用模式。

智慧模擬方面，研發(fā)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合、同化及挖掘方法，開展三水預(yù)測預(yù)報技術(shù)研究和算法引擎及系統(tǒng)研發(fā)，依托大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能等技術(shù)，形成數(shù)據(jù)引擎和機理引擎耦合驅(qū)動的“空-天-地-水”多維度多過程水量-水質(zhì)-水生態(tài)耦合模型、高性能計算、參數(shù)動態(tài)校準和全局尋優(yōu)于一體的流域三水融合精準化快速模擬技術(shù)體系。

管控體系方面，在生態(tài)環(huán)境相關(guān)業(yè)務(wù)部門的統(tǒng)籌領(lǐng)導(dǎo)下，綜合各管理部門的需求，做好頂層設(shè)計，形成目標導(dǎo)向、集約化建設(shè)、平臺化應(yīng)用、一體化服務(wù)、跨部門多業(yè)務(wù)協(xié)同的智慧化、精細化管控體系，構(gòu)建集監(jiān)測、評估、預(yù)警、調(diào)控、管理等為一體的三水融合管理平臺，為三水協(xié)同管控提供實時化、自動化、智能化、服務(wù)化和業(yè)務(wù)化的支撐。

服務(wù)方面，建立健全網(wǎng)格化、精細化管理與全過程考核機制，以“能監(jiān)控、能研判、能指揮”為目標導(dǎo)向，細化規(guī)劃實施考核評估標準和目標；基于生態(tài)功能定位，以落實污染物達標排放要求為目標，實現(xiàn)控制單元污染物多級動態(tài)分配；實行全過程分階段考核，有效保障水環(huán)境、水資源、水生態(tài)安全，形成三水協(xié)同調(diào)控決策科學(xué)化、考核精準化、管理智慧化體系。

突破三水調(diào)控目標需求多樣、業(yè)務(wù)標準不一、管理效率低下、多依賴工程經(jīng)驗的局限，以數(shù)字賦能實現(xiàn)流域三水協(xié)同智慧化管控，解決中國三水融合綜合模擬與調(diào)控的自主知識產(chǎn)權(quán)卡脖子技術(shù)難題，填補從數(shù)字流域到智慧流域建設(shè)以來的工具空白。

4 結(jié) 語

在經(jīng)濟社會快速發(fā)展、水資源高強度開發(fā)利用、水生態(tài)環(huán)境保護未能協(xié)同跟進、氣候變化影響日益凸顯的多重脅迫作用下，長江流域面臨水資源保障形勢依然嚴峻、水污染風(fēng)險仍將持續(xù)存在、水生物種多樣性和完整性受到威脅等挑戰(zhàn)，尚未實現(xiàn)水資源-水環(huán)境-水生態(tài)等多目標統(tǒng)籌治理、“人水和諧”與經(jīng)濟協(xié)同高質(zhì)量發(fā)展。經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展與現(xiàn)代化治理體系等不斷對三水協(xié)同調(diào)控帶來新要求，“十四五”及未來一段時期，流域生態(tài)保護正在不斷向著機理深化、多尺度系統(tǒng)監(jiān)測與模擬、社會經(jīng)濟-自然綜合評價與管理對策等多維方向發(fā)展。亟需加強三水統(tǒng)籌視角下長江流域在跨流域調(diào)水工程對長江流域的影響及風(fēng)險防控技術(shù)、長江流域用水總量控制關(guān)鍵技術(shù)等水資源節(jié)約利用與優(yōu)化配置研究；長江流域重要河湖生態(tài)水量保障體系、長江流域梯級水庫群對水生態(tài)環(huán)境和水生生物等的影響及減緩措施、長江流域磷的分布與遷移及防控措施等水生態(tài)環(huán)境保護研究；變化環(huán)境下多尺度水文氣象預(yù)報技術(shù)、長江中下游防洪布局論證、極端洪旱災(zāi)害及對策、新水沙條件下長江中下游干流河道綜合治理等防洪抗旱減災(zāi)多方面研究。因此，需針對長江流域多尺度三水特征，建立和完善三水融合視角下協(xié)同調(diào)控理論與技術(shù)體系，形成以三水融合管理系統(tǒng)平臺為基礎(chǔ)的個性化精準模擬、知識驅(qū)動、數(shù)字賦能的三水協(xié)同調(diào)控智慧管理模式，為有效控制三水風(fēng)險致災(zāi)損失，達到流域三水量、質(zhì)、效協(xié)同發(fā)展，實現(xiàn)長江流域三水協(xié)同高效利用管理提供有效技術(shù)支撐。加大力度、加快治理、加緊攻堅，實現(xiàn)精準識別、科學(xué)調(diào)控、依法管理。