水科学研究发展趋势与展望 （2017年7月6日发布）

　

　

1 水文学发展趋势与展望

(1) 水循环机理与模型研究。包括：城市、农田、植被等小尺度水循环微观机理、观测实验及循环过程研究，分布式水文模型的关键难点问题的突破，分布式水文模型与区域经济社会演变模型的耦合研究，水文-生态耦合模型，高强度环境变化下的水文模型研制、人水关系的作用机理及系统模拟等。

(2) 水文气象站网优化布局与测报信息系统建设。包括：高精度、系统化水文气象监测设备研发，水文气象站网优化布局方法及更科学的统计计算方法，水文气象测报新方法，洪水预报、洪灾监测与评估，一体化水管理信息系统建设与应用等。

(3) 雨情汛情旱情监测预警预报方法与模型研究。包括：雨情汛情旱情监测方法、设备研发，更精准的雨情汛情旱情预报新方法，预报模型研制与系统开发等。

(4) 气候变化和人类活动影响下的水文效应研究。包括：人类活动对水系统的影响作用分析，气候变化对水系统、水生态的影响作用分析，气候变化和人类活动对水系统影响作用大小和比例的度量，变化环境下水资源脆弱性评价和适应性调控，水资源系统的恢复性，气候变化下的水资源承载力和水安全，应对气候变化的水资源管理等。这些是最近几年的研究热点，也将继续是今后一些年的研究方向。

(5) 适应最严格水资源管理制度的水文学研究。包括：适应最严格水资源管理新需求的自动监测和实时调控，地表水与地下水、取水与排水、水量与水质、总量与效率一体化监控体系，突发水污染、水生态事件水文应急监测，防汛抗旱的水文及相关信息监视与预警，水文及水利信息化建设等。

(6) 面向智慧水利（或智慧水务）建设的水文学研究。包括：基于现代信息通讯技术的水系统快速监测与数据传输，水系统监测自动化系统等。

(7) 海绵城市建设的水文学研究。包括：海绵城市建设水文效应，城市高强度人类活动区水循环机理和模型、城市水文分析与计算、洪水计算、城市小尺度或微观尺度水系统模拟、高精度水文预报、生态水文过程和模型等。这将是新的研究方向和研究热点。

　

2 水资源发展趋势与展望

(1) 水资源形成、转化、循环运动规律研究。包括：社会水循环、自然水循环的实验观测、过程机理、定量描述及耦合模拟方法，土地利用/覆被发生剧烈变化下的水资源转化规律的认识、模拟及评价方法，水系统结构、模拟及应用，气候变化和人类活动共同影响下水资源系统演变过程及应对机理研究等。

(2) 水资源高效利用关键技术研究。包括：水资源高效利用指标确定方法及评估体系，工程措施和非工程措施的实施方案，风险因素分析与调控，用水总量控制方法，饮水安全保障关键技术方法，农业用水效率保障关键技术方法，生态高效用水技术，综合节水技术、节水型社会建设关键技术等。

(3) 水资源优化配置理论及战略配置格局研究。包括：水资源优化配置理论方法及模型，水资源配置方案制定（包括社会发展规模控制、经济结构调整、用水分配方案、水资源保护措施），社会-经济-水资源-环境的协调发展目标的量化方法，水资源与经济社会发展和谐调控理论方法、调控模型，全国、区域、流域尺度最优化水资源战略配置格局研究，水战略研究等。

(4) 水资源规划与管理方法研究。包括：多目标水资源规划和水能资源规划制定方法（统筹兼顾防洪、灌溉、供水、发电、航运等功能），水资源量与质的计算与评估，水资源功能的划分与协调，水资源的供需平衡分析与水量科学分配，水能资源的评估与供需分析，水能资源开发方案与论证，水能资源开发对河流健康的影响研究与对策，水资源保护与灾害防治规划，现代水资源管理模式，水资源适应性利用理论方法等。

(5) 水资源承载能力和水资源可持续利用理论方法研究。包括：水与可持续发展关系研究，水资源承载能力量化研究方法，可持续发展量化研究方法，水资源与经济社会协调发展理论及量化研究方法、管理模型、方案制定，气候变化和人类活动下水资源动态承载能力计算与适应性对策研究等。

(6) 人水和谐理论方法及应用研究。包括：人水和谐量化研究方法体系（包括研究框架、量化准则、指标体系、量化方法、调控模型等），水资源与经济社会和谐发展定量研究，和谐论理论方法及应用，民生水利思想及应用，基于人水和谐思想的水资源管理、水环境综合治理研究等。

(7) 最严格水资源管理理论方法及应用研究。包括：水资源开发利用控制红线确定方法，用水效率控制红线确定方法，水功能区限制纳污红线确定方法，最严格水资源管理制度理论体系，三条红线控制指标合理分配方法及考核制度等。

(8) 适应生态文明建设的水资源保障体系研究。包括：充分考虑生态保护的水资源优化配置技术、水资源合理分配与调度技术、水利工程优化布局与规划建设关键技术，生态需水保障技术，河流健康保障技术，防洪抗旱减灾自动监测、会商与体系建设，水资源安全保障体系建设，水资源开发利用自动监控、实时传输、会商决策技术等。

(9) 河湖水系连通理论方法及应用研究。包括：河湖水系连通的概念、内涵、驱动因素、构成要素、机理分析，河湖水系连通分类体系及判别指标，河湖水系连通理论体系，河湖水系连通的问题识别、功能分析、适应性分析、方案设计、运行管理、效果评价，河湖水系连通规划方法，河湖水系连通应用实践等。

(10) 支撑智慧水利（或智慧水务）发展的水利现代化和水资源技术方法研究。包括：水利现代化建设体系，水资源快速监测、传输、储存及运行计算，水资源和谐调控模型、调控方案快速生成与评估、决策系统研发等。

(11) 支撑海绵城市建设的水资源保障体系研究。包括：城市水资源合理开发、高效利用和有效保护的基础科学问题，海绵城市建设引起的水资源变化规律与水系统模型，水资源高效利用途径、非常规水利用，城市区最严格水资源管理、人水和谐调控、水资源优化配置等。

(12) 继续探索水资源研究的新理论、新方法。研究水资源必然要涉及到社会科学、自然科学以及工程技术科学。水资源与气候资源、生物资源、土地资源、地下资源（指矿产资源）有着千丝万屡的联系。所以，研究水资源问题，必然会联系到其他资源、其他学科，不断引进新的理论、方法，总结探索水资源研究的新理论、新方法，是促进水资源研究发展的重要基础。包括：关于水资源的多学科交叉研究，水资源社会学研究，水资源开发利用的工程技术应用，水资源气候资源联合利用方法，水资源-生物资源开发利用方法，水土资源优化配置与利用方法，受水制约或影响的其他资源规划利用方法，以及数学与系统科学、管理科学、计算机科学、遥感等新技术在水资源研究中的应用等。

　

3 水环境发展趋势与展望

(1) 水环境机理、水质模型与水环境评价、预测研究。包括：水污染机理及水质迁移规律研究，水环境多介质模型，复杂水域的三维水质迁移转化模型，考虑人类活动的水环境变化预测模型，水质模型与分布式水文模型的耦合，面源污染预测模型，基于不确定性理论的水环境评价方法，水环境影响评价方法，突发水污染的预警预报和应急管理等。

(2) 水资源保护和河湖健康保障体系建设关键技术研究。包括：水资源保护理论方法与实施技术，河湖健康理论方法与实施技术，河湖健康概念、内涵、评估指标，河湖健康保障体系，污染源识别，水环境风险管理理论方法，工程措施和非工程措施的实施效果评估，水资源保护规划、工程建设技术等。

(3) 水生态保护与修复理论方法及应用研究。包括：水生态调查、监测与分析，水生态功能评价，水生态健康评价，生态水文模型，水生态承载能力，生态环境需水理论方法，水生态调度模型，生态对水文变化的响应机制，水生态保护技术，水土保持规划，水土保持工程建设，水土保持监测、评估与控制技术，水生态保护监测预警和监督管理，水生态补偿机制等。

(4) 水污染总量控制理论方法及应用研究。包括：水功能区划定，水体动态纳污能力计算方法，水环境容量分配方法，水利工程防污联合调度理论方法，水污染物总量控制和谐分配方法，流域初始排污权分配理论方法，排污权市场交易理论方法等。

(5) 水污染治理技术及应用研究。包括：点源污染治理技术，面源污染治理技术，内源污染治理技术，饮用水水源地保护技术，重金属污染防治技术，有毒有机污染防治技术，富营养化污染防治技术，生物污水处理技术，化学水处理技术等。

(6) 支撑水生态文明建设的水环境综合治理研究。包括：水环境综合治理体系构建，水工程建设中的生态保护规划与建设技术，水生态文明建设保障体系，水生态文明建设水平评估监控与快速判别和决策系统研发等。

(7) 海绵城市建设的面源污染机理及治理技术研究。包括：海绵城市建设引起的水环境变化机理与水质模型、海绵城市建设的水环境效应、水环境调查和评价、污染物总量控制及其分配、水污染防治、水生态保护与修复、生态需水量计算与保障等。

　

4 水安全发展趋势与展望

(1) 防洪抗旱减灾体系建设关键技术研究。包括：防洪抗旱减灾自动监测及会商模型和系统，防洪体系安全评估，洪水资源化利用途径，抗旱应急水源选择方法，防洪抗旱协同调度方法，流域尺度防洪、抗旱、兴利相结合水资源统一调度系统，复杂水库群多目标优化调度，干旱形成机理、干旱预警预报理论方法，旱灾风险分析与减灾决策，旱灾适应性管理和调控技术等。

(2) 环境污染、冰凌、泥石流、风暴潮等带来的水安全研究。包括：重大水污染事故的预警预报与控制，环境对人体健康的影响作用机理及评估方法，冰凌、泥石流、风暴潮等形成机理和预警预报理论方法等。

(3) 水安全评估指标、风险分析及调控对策研究。包括：水安全发展目标及评估指标，水安全测算方法和评估方法，水安全风险分析与风险管理，水安全与新农村建设、小康社会建设、和谐社会建设的关系，农村饮水安全及用水保障问题，水安全保障体系建设与调控对策，保障水安全的关键问题和技术方法（如供水、水处理、水环境）等。

(4) 分类水安全保障技术及应用研究。包括：先进的农业灌溉节水技术、工业生产节水技术、生活节水技术、输水管网漏损监测与智能控制技术、污废水再生回用技术研发，节水型社会建设方案的规划、设计、实施方案论证，水安全保障自动监控与精确管理系统研发等。

(5) 海绵城市建设中水安全保障能力建设研究。包括：城市洪水、干旱、污染的危害机理及安全调控、水安全保障能力提升建设技术等。

　

5 水工程发展趋势与展望

（1） 水工程方案优化选择和规划论证研究。包括：水资源开发工程方案、河流治理工程方案选择，大型、跨流域或跨区域河流的水利工程规划与论证，水利工程建设顺序，水利工程布置方案、可行性研究，水利工程调度、运行管理方案优化选择和规划论证等。水工程主要包括农田水利工程、抗旱应急水源工程、集中供水工程、农村饮水安全工程、骨干水源工程、水资源配置工程、防洪控制性水利枢纽工程、城市防洪排涝工程、城市给排水工程、海堤工程、跨界河流整治工程、河湖水系连通工程、水土保持工程、生态保护工程、节水工程等。

（2） 水工程规划建设和管理体制和制度研究。包括：各种水工程规划、建设、调度、运行管理、运行机制和管理体制、制度改革等。急需要研究适应生态文明建设的各种水工程规划、设计、建设、管理的技术标准、政策制度等。

（3） 适应生态水利的工程建设技术及应用。包括：各种水工程建设的生态保护标准、建设技术，水工程建设中生态保护措施选择及应用等。

（4） 适应智慧水利（或智慧水务）建设的水工程规划设计与建设管理研究。包括：水工程建设配套的自动监控、远程控制、自动供水等面向订单式服务、水管理精准投递的工程建设等。

（5） 海绵城市建设中水工程研究。包括：与海绵城市建设相联系的河流治理工程、雨水收集与利用工程、污水收集处理和回用工程、河湖水系连通工程等方案论证、工程建设顺序、工程调度、运行管理等。

　

6 水经济发展趋势与展望

(1) 水资源与经济社会发展耦合关系及量化研究。包括：水资源与经济社会互馈机制认知及表述，水资源与经济社会发展和谐平衡点量化优选、和谐程度评估，水资源开发利用的综合评价、经济效益分析以及经济学研究，水利工程生态经济评价等。

(2) 水资源价值理论及水价制定研究。包括：水价值核算理论，水价值损失模型及核算体系，水价体系构成及水价制定方法，两部制水价，超额累进加价制度，阶梯式水价制度研究等。

(3) 初始水权分配与水市场研究。包括：初始水权分配模型、影响因素、效果评价，水市场的构建与运行，水市场管理，水资源产权制度，水资源资产确权登记、用途管制、有偿使用制度研究等。

(4) 水利投入稳定增长及长效机制研究。包括：公共财政对水利投入方式、比例和管理办法，专项水利资金管理办法和评估体系，水利投资项目遴选和资金监督管理，水利投融资理论与模式，金融机构对水利信贷资金投放方式、融资形式和风险分析，洪水保险，水利投融资渠道等。

(5) 社会水循环与虚拟水研究。包括：虚拟水转化运移基本理论方法，基于虚拟水的水资源管理研究，虚拟水贸易和虚拟水战略研究，社会水循环结构、模式、通量核算，社会水循环与自然水循环耦合研究，虚拟水与社会水循环的耦合研究等。

(6) 支撑生态文明建设和智慧水利建设的水资源经济措施及保障体系研究。包括：水资源经济学研究，水价调控策略研究，水资源安全保障体系建设等。

(7) 海绵城市建设的水经济研究。包括：水资源-经济-社会-生态环境综合效益的评估，投融资途径、经济分析，财务型投入产出模型，经济运行方式和模式，水价水权及水市场等。

　

7 水法律发展趋势与展望

(1) 水法规体系和生态环境用水的法律基础研究。包括：水政策和法律基本理论，水法规体系，水权体系及用水权制度，跨界河流分水理论及法律基础，生态环境用水的法律基础和法律保障，重点领域（水资源配置、节约保护、防汛抗旱、农村水利、水土保持、流域管理等）的法律法规建设，重点问题（水资源论证、取水许可、水工程建设规划同意书、洪水影响评价、水土保持方案、矿业用水排水、饮用水安全等）的制度建设等。

(2) 水权制度、排污权制度、水生态补偿机制研究。包括：可交易水权制度构建及立法选择，最严格水资源管理的水权制度及法律基础研究，排放权交易方法及制度建设，跨流域调水生态补偿制度研究，流域水生态补偿机制研究，水生态补偿财政转移支付制度研究等。

(3) 有利于水利科学发展的制度体系建设研究。包括：水利科学发展的制度体系内涵、框架（包括最严格水资源管理制度、水利投入稳定增长机制、水资源节约和合理配置的水价形成机制、水利工程良性运行机制），制度体系评估系统，制度体系支撑系统及保障机制，制度体系对水利科学发展作用分析及调控等。

(4) 水资源管理制度、体制和考核制度研究。包括：流域管理体制及综合治理模式研究，水资源保护法律体系、水资源管理制度体系，最严格水资源管理制度，水资源管理体制，流域管理与区域管理相结合管理模式，流域生态补偿制度，城乡水资源统一管理制度，水资源管理工作机制，水资源保护和水污染防治协调机制，水事纠纷协调机制及和谐处置途径研究，水资源管理责任和考核制度，水资源开发利用、节约保护考核指标及综合考核方法等。

(5) 适应生态水利建设、智慧水利建设的法律政策制度研究。包括：水生态文明制度建设与发展思路，适应最严格水资源管理的法律体系，构建最严格水资源管理制度体系，保障生态水利建设和智慧水利建设的法律政策制度体系研究等。

(6) 海绵城市建设的水法律研究。包括：城市涉水政策和法律制定，水权制度，生态需水保障制度，涉水生态补偿机制，水事纠纷处理机制等。

　

8 水文化发展趋势与展望

(1) 对水文化物质遗产、非物质遗产的挖掘和相关问题的研究。包括：不同地区、流域、典型工程的历史水工程考究，水文化和水工程科学考察，生态环境变迁探索及治理途径研究，人水关系的历史考究和科学调控等。

(2) 水文化教育和传播的实践与研究。包括：水文化教育体系、多途径教育内容、方式挖掘、平台构建，水文化传承方法，水文化与中华文化的关系等。

(3) 基于水文化视野的人水关系和水战略水工程布局研究。包括：基于历史视角的水系统变化研究，基于历史发展的水利工程作用和效果分析，水文化建设、水利工程规划、水土资源开发利用以及水管理政策和体制的历史学分析，人水关系的历史演变趋势和启迪。

(4) 水文化传承创新与水生态文明建设研究。包括：现代水利工程研究中水文化分析方法，水利工程建设中文化元素的融入方法，水文化体系构建，基于水文化视角的水生态文明建设理论及途径，水生态文明判别标准及建设方向选择等。

(5) 海绵城市建设中水文化研究。包括：海绵城市建设文化传承、工程建设文化底蕴挖掘、生态文明建设、水文化旅游等。

　

9 水信息发展趋势与展望

(1) 水信息技术的发展及应用。包括：地理信息系统、遥感、全球卫星定位系统（即3S技术）、计算机技术、水资源数据采集与传输技术、远程自动监控技术、通信技术、预测预报技术、数值模拟技术、数据库技术、科学计算可视化技术以及这些技术在水科学中的应用，比如，建立水管理信息系统、进行洪水预报、洪灾监测与评估等。

(2) 数字流域研究。包括：数字流域构建方法、内容体系、技术方法，数字流域应用，宏观资源利用与开发决策快速生成等。

(3) 水利信息化建设规划、技术方法及应用。包括：水资源管理信息系统，水文预报分析预警系统，河湖水系生态环境监测监控系统，防洪抗旱决策指挥和突发性涉水事件应急管理系统、水利现代化规划与应用等。

(4) 智慧水利（或智慧水务）研究。包括：信息通讯技术和网络空间虚拟技术应用研究，构建“物理水网、虚拟水网、调度水网”于一体的水联网，实现软件系统高度融合；水系统快速监测、大数据传输与存储技术，实现水系统监测自动化、资料数据化，构建水系统“立体感知体系”，为智慧水利提供数字化信息源；复杂水系统模拟及人水关系调控模型集成，实现人水关系调控模型定量化，并基于大数据和云技术进行快速计算，构建智慧水利的“模块集成系统”；智慧水决策和水调度快速生成与执行系统，实现管理信息化、决策智能化，构建智慧水利的“决策与服务体系”，随时为客服提供个性化订单式服务，实现水管理精准投递。

(5) 海绵城市建设中水信息研究。包括：海绵城市信息管理、智慧城市建设、水系统数据采集模拟与预报、洪灾监测与预警等。

　

10 水教育发展趋势与展望

(1) 适应新形势的水利高等教育研究。包括：适应不断发展的新形势下的大专院校、中等职业学校水利类专业建设，水利高等教育体制改革、课程体系构建及教学方式方法改进，人才引进、培养、选拔以及评价、流动、激励机制完善，水利高等教育发展史研究及其对现代水利教育的启示等。

(2) 水情教育体系构建。包括：与水有关的各种宣传、教育、技术培训、科技创新等水情教育体系构建，水危机认识，以提高全民水患意识、节水意识、水资源保护意识。

(3) 水利科技创新体系构建。包括：健全水利科技创新体系，强化基础条件平台建设，加强基础研究和技术研发，加大技术引进和推广应用力度，加强水利国际交流与合作，以提高水科学支持能力、水管理队伍整体水平。

(4) 水文化宣传与水教育结合途径。包括：水文化宣传，把水文化知识融入普通百姓生活中，在水利工程建设中融入更多的水文化元素，对水利职工进行水文化脱岗轮训。

(5) 面向公众宣传。包括：水法规、水政策宣传，水知识普及与公众科普宣传，中小学水教育、教师培训、国际交流等。

　

　

以上资料引自文献：

   左其亭主编，中国水科学研究进展报告2015-2016，中国水利水电出版社，2017.6。P23-28 / Zuo Qiting. Report on advances in water science research in China 2015-2016 [M]. Beijing: China WaterPower Press. 2017. P23-28.

　

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