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水利工程技术发展与水资源管理趋势

作者

吾尔古丽吐送尼亚孜

塔里木河流域和田管理局

引言

水是生命之源、生产之要、生态之基。水利工程作为调控水资源时空分布、保障水安全的核心手段,其技术演进始终与人类社会发展需求紧密相连。从古代的都 的三峡水利枢纽,水利工程技术已从单纯的防洪灌溉向水资源综合利用、生态保 候变化引发极端水文事件频发,城市化进程导致用水需求激增,水资源短缺 /工 利工程技术创新与水资源管理模式变革提出了迫切要求。在此背景下,厘清水利工程技术发展脉络,把握水资源管理未来趋势,对于实现水资源可持续利用、支撑经济社会高质量发展具有重要意义。

一、水利工程技术的发展历程与现状特征(一)传统水利工程技术的奠基阶段

20 世纪50 年代至 80 年代,水利工程技术以"兴修水利、防治水害"为核心目标,重点发展了坝工技术、灌溉排水技术和防洪工程技术。在坝工建设方面,以重力坝、土石坝为主要形式,注重结构安全与防洪效益,如葛洲坝水利枢纽采用混凝土重力坝设计,解决了长江中游的防洪与航运问题;灌溉技术以渠道衬砌、泵站提水为主,有效提升了农业灌溉效率,全国有效灌溉面积从1949 年的2.4 亿亩扩展至8 亿亩。这一阶段的技术特点是注重工程的单目标功能实现,对生态环境影响考虑较少。

(二)现代水利工程技术的转型阶段

20 世纪90 年代至 21 世纪初,水利工程技术进入"综合利用与生态保护"并重的转型期。在坝工技术上,碾压混凝土坝、面板堆石坝等新型坝型得到广泛应用,具有造价低、工期短、适应性强等特点,如龙滩水电站采用碾压混凝土重力坝,坝高 216.5 米,实现了防洪、发电、航运的多目标协同;在水资源利用方面,节水灌溉技术快速发展,滴灌、喷灌等高效节水技术在北方干旱地区推广应用,水分利用效率提升 30%以上。同时,生态水利理念开始萌芽,水利工程设计中引入鱼类洄游通道、生态流量下泄等生态保护措施。

(三)智慧水利技术的创新阶段

近年来,随着新一代信息技术的渗透融合,水利工程技术加速向数字化、智能化方向演进。物联网技术实现了对水文、水质、工程状态的实时监测,在南水北调工程中,布设了超过 10 万个监测点,对输水管道压力、流量、水质进行24 小时动态监控;大数据与人工智能技术应用于洪水预报预警,通过构建水文模型,将短期洪水预报准确率提升至90%以上;数字孪生技术在水利工程建设与运行中试点应用,如数字孪生黄河工程,通过构建虚拟仿真系统,实现了对河道演变、洪水演进的精准模拟。智慧水利技术的发展,推动水利工程从"经验决策"向"数据驱动"转变。

二、水利工程技术与水资源管理的融合发展趋势(一)生态水利工程技术成为发展重点

未来水利工程技术将更加注重生态保护与修复,发展生态友好型工程技术。在坝工建设中,推广鱼道、鱼梯等过鱼设施,结合水力学设计优化,减少对鱼类洄游的影响;在河道整治中,采用生态护岸技术,如植被混凝土护岸、格宾石笼护岸等,兼顾防洪安全与生态功能;在水库调度中,实施生态流量管理,保障下游河道基本生态用水需求,维持河流生态系统健康。生态水利工程技术的发展,将实现水利工程经济效益与生态效益的统一。

(二)智慧化管理推动水资源高效利用

智慧水利技术将深度融入水资源管理全过程,构建"感知-分析-决策-执行"的闭环管理体系。在农业用水管理方面,发展智能灌溉系统,通过土壤墒情监测、作物需水预测,实现精准灌溉,预计到 2030 年高效节水灌溉面积占比将达到60%以上;在工业用水管理中,应用水循环利用技术与智能化监控系统,提升工业用水重复利用率,力争达到90%;在城市水资源管理中,建设智慧水务平台,实现供排水管网漏损监测、水质安全预警、再生水利用优化等功能,降低城市供水管网漏损率至10%以下。智慧化管理将大幅提升水资源利用效率,缓解供需矛

盾。

(三)水资源管理向流域协同治理转型

流域作为水资源自然单元,其系统性、整体性特征决定了水资源管理必须实施流域协同治理。未来将进一步强化流域管理机构的统筹协调职能,建立跨区域、跨部门的水资源协同管理机制,实现流域水资源统一规划、统一调度、统一监管。在黄河流域,将继续实施水资源刚性约束制度,严格水资源总量和强度双控,保障流域生态安全;在长江流域,推进江湖协同调度,统筹防洪、供水、生态等目标,维护长江流域生态系统完整性。同时,健全流域水生态补偿机制,促进流域内上下游、左右岸的协调发展。

(四)应对气候变化的水利适应性技术加速发展

针对气候变化引发的极端水文事件,水利工程技术将加强适应性研究与应用。在防洪减灾方面,发展气候韧性水利工程,提高堤防、水库等防洪设施的设计标准,增强应对特大洪水的能力;在抗旱方面,推广雨水集蓄利用、地下水人工补给等技术,建设应急备用水源工程,提升抗旱应急能力。同时,加强气候变化对水资源影响的评估与预测,建立水资源安全预警系统,为水资源管理决策提供科学支撑。

三、推动水利工程技术与水资源管理创新的对策建

(一)加强水利科技创新体系建设

加大水利科技研发投入,设立重大科技专项,聚焦智慧水利、生态水利、节水技术等关键领域,突破一批"卡脖子"技术。构建"产学研用"协同创新平台,推动高校、科研院所与企业合作,加速科技成果转化与推广应用。加强水利科技人才培养,完善人才激励机制,打造一支高素质的水利科技队伍,为水利工程技术创新提供支撑。

(二)健全水资源管理体制机制

深化水资源管理体制改革,理顺流域管理与行政区域管理的关系,强化水资源统一管理。完善水资源刚性约束制度,严格实行水资源消耗总量和强度双控,将水资源管理目标纳入地方政府绩效考核。健全水价形成机制,合理调整农业、工业、生活用水价格,发挥价格杠杆在水资源配置中的作用。加强水资源管理法治建设,完善水资源保护、节约用水等法律法规,提高水资源管理的法治化水平。

(三)推动水利工程与生态保护协同发展

在水利工程规划、设计、建设和运行全过程融入生态保护理念,开展水利工程生态影响评估,优化工程方案。加强河流生态修复,实施退田还湖、河道疏浚、湿地保护等工程,恢复河流生态功能。建立水利工程生态调度机制,根据流域生态需求,合理安排水库下泄流量、调度方式,促进水生态系统修复。

(四)提升水资源管理信息化水平

加快国家水网智慧化建设,整合水文监测、水资源管理、水利工程运行等信息资源,构建全国统一的水资源管理信息平台。推进数字孪生技术在流域、区域水资源管理中的应用,实现水资源动态监测、精准模拟、科学调度。加强水资源数据共享与开放,打破部门数据壁垒,提升水资源管理的智能化、精细化水平。

结语

水利工程技术发展与水资源管理创新是应对水安全挑战、支撑可持续发展的必然要求。随着生态水利、智慧水利等技术的不断进步,水资源管 现从粗放式 向精细化、从单一目标向多元协同、从经验决策向数据驱动的转变。面对未来复杂的水安 科技创新、完善体制机制、推动协同治理,构建与经济社会发展相适应的现代水利体系,为实现水资源可持续利用和生态文明建设提供坚实保障。

参考文献

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[3]李亚荣.水利工程技术在水资源管理中的应用探索[J].水上安全,2025,(08):61-63.