陕西省现代化水网框架初步研究

惠仲德 刘 哲

（陕西省水文水资源勘测局 西安 710004；陕西省水利水电勘察设计研究院 西安 710001）

近年来，发达国家城市现代化进程验证了信息化发展走向智慧化的趋势：美国纽约在世纪之交就将“更智能化的城市”作为城市信息化下一个十年计划的发展目标；2006年新加坡颁布了“智慧国2015”的信息技术十年发展目标。2012年3月16日，北京市经信委发布《智慧北京行动纲要》，目标是到2015年，实现从“数字北京”向“智慧北京”全面跃升，北京信息化整体发展达到世界一流水平。山西省的山西大水网规划建设已经获得水利部批准，将山西境内主要河流及大中型水库相连通，形成“两纵十横、六河连通，纵贯南北、横跨东西”的大水网。除此之外，山东、上海、潍坊、桂林、衡水、无锡等多省份和城市都在规划构建现代化水网。

1 现代化水网的定位和功能

1.1 现代化水网的定位

现代化水网是对区域、流域水资源配置与利用、水灾害防御与控制、水生态保护与修复作出的总体安排，具有较强的宏观性和系统性。是现代经济社会系统四大基础性网络之一，是经济社会基础设施系统的重要组成部分，是社会发展水利基础支撑能力的综合体现，也是水利现代化建设的集成性载体和全局性抓手。

1.2 现代化水网的基本功能

通过构建河湖水系连通供水网络体系和水源应急通道，提高水资源统筹调配能力和供水保证率，增强抗旱能力；改变河湖水系连通状况，疏通行洪通道，维系洪涝水蓄滞空间，提高抗灾能力，降低灾害风险；改善河湖的水力联系，加速水体流动，增强水体自净能力，提高河湖健康保障能力，修复保护水生态环境。

（1）高效利用的灌溉和供水安全保障功能

加强基础供水网络建设，建立多类型、多水源组成，互连互通的城市供水网络，提高城市供水安全保障能力。

（2）科学合理的防洪除涝功能

通过构建水网工程，可提高洪水调控能力、打通洪涝水通道、维护洪水滞蓄空间，增强河湖水系的连通性，合理安排洪涝水出路，降低洪水风险。

（3）永续改善的水生态环境修复功能

构建现代化水网工程，可逐步恢复和保护生态环境功能，增强河湖水系的连通性、改善水体循环状况、保障基本生态环境用水要求，维护河湖健康。

2 现代化水网构建的基础条件分析

2.1 天然条件

陕西省自北而南有黄河北干流、自西至东则有汉江干流两条大河纵横，天然具备了构建水网最主要的两条主骨架，这也是建设陕西省现代化水网最重要的基础条件和天然优势。

2.2 初具规模的供水体系

陕西水利具有悠久而又光辉灿烂的历史。秦郑国渠、汉关中漕运、唐长安供水系统，代表了当时水利工程建设的世界先进水平。近代兴建的“关中八惠”，开创了中国近代水利先河。新中国成立后，水利建设取得前所未有的巨大成就，特别是近年来陕西立足省情和水情实际，部署推进渭河整治、汉江整治、引汉济渭、东庄水库、陕北引黄等一批重大工程建设，加快实施农田水利、中小河流、农村饮水、水土保持等民生工程，绘就了现代化水利发展宏伟蓝图。

2.3 水利信息化、优化调度的研究积累

通过多年努力建设，全省已形成较为完善的防汛抗旱指挥调度系统。形成了覆盖全省的雨、水、墒、旱、工、灾情的防汛抗旱信息采集系统。此外，我省已经着手开展建设陕西金水工程。以全省水资源调配中心建设为龙头，全面加快水文、水资源、水保、水质等监测基础设施建设，加强防汛抗旱决策指挥、水资源管理、重点水利工程、农村水利工程信息管理以及水利数据中心、水利电子政务应用、水利网络与信息安全保障系统建设，以水利信息化全面提升水利现代化。均对我省现代化水网研究工作具有非常强的借鉴作用。

2.4 区域供水网络研究成果

“十二五”期间，我省布置开展了关中、陕北两个区域供水网络研究。在现状区域水源工程的基础上、结合规划水源工程，按照区域经济社会发展布局，通过水系连通、科学调度，优化区域水资源配置，保障供水安全，对全省现代化水网研究、建设有重要的借鉴作用。

综合以上分析，建设陕西省现代化水网具有天然的河流分布条件，经过长期以来水源工程的建设，供水网络的水源条件也基本具备，全省防汛调度系统也对现代化水网的构建具有一定的借鉴作用，关中、陕北供水网络研究成果对开展现代化水网研究提供了现实基础。在此基础上建设必要的连通工程，将天然河流、人工供水系统有机结合起来，由水源工程构成网络节点，形成具有较强安全性、稳定性，能够有效发挥供水工程效益，可以抗御特大干旱、应对洪水灾害、恢复生态环境的现代化水网，不仅是必要的，也是完全可行的。

图1 陕西省现代化水网基本框架示意图

3 现代化水网构建的基本思路

3.1 现代化水网的基本构成

水网要实现兴水利除水害的目标和功能，除了完善的物理网络体系，还须同时具备信息网络支持和管理与决策网络支持，因此，现代化水网是一个统筹的复合网络系统。融合实现水资源调配、河湖水系生态修复和城市防洪除涝功能的水基网，涉水信息的智能采集、智能传输、智能存储和智能处理的水联网，建设“体制顺畅、机制健全、制度完善、决策科学、调度有序、管理到位”的水调网的现代化水网，三网合一、一网多能。

（1）提供坚强基础的现代水基网

自主创新和借鉴水敏感世界城市水网工程规划与建设的先进理念，以实现城乡多水源合理调配、河湖水系生态健康和城市防洪除涝安全为主要目标，开展陕西省现代化水基网规划，建设多水源统配联调、来水引排通畅、城乡水系环境优美、运行管理经济高效的陕西省现代化水基网。

（2）实现智能感知的现代水联网

研究涉水信息的智能采集、智能传输、智能存储和智能处理的水联网规划布局，完善智能化的地下水监测网、地表水监测网、经济社会用水监测网、水生态环境监测网和水务综合信息平台建设，通过“四网一平台”的建设和完善，实现水务多元信息的系统智能感知。

（3）实现智慧决策的现代水调网

基于水基网的建设和水联网的布局，按照最严格水资源管理制度、洪水风险管理、城乡健康水生态的理念，开展区域和流域相结合的水量调度管理系统规划，建设“体制顺畅、机制健全、制度完善、决策科学、调度有序、管理到位”的水调网。

3.2 现代化水网的总体布局

按照全省水资源天然条件及水源工程布局思路，通过跨流域调水、区域引调水，构建南从汉江补充、北靠黄河支撑、内部联网调度的水资源合理配置和高效利用体系；标准内洪水能防御、超标准洪水有对策、特大干旱和特殊情况可保障的防洪抗旱减灾体系；环境优美的水生态环境体系。实施区域河、湖、渠、塘等互连互通工程建设。形成“多源联动、丰枯调剂、调控自如”的现代化水网布局。

（1）天然水系基本格局

黄河北干流自北而南，渭河、汉江干流分别自西而东纵贯关中平原、陕南盆地，构成天然水系最主要的骨架。陕北河流由西南向东北流经黄土高原汇入黄河，关中渭河两岸支流最终流入黄河、陕南秦巴山区河流主要汇入汉江、嘉陵江。黄河、渭河、汉江、嘉陵江及其主要支流，共同形成了“五横五纵”的天然水系基本格局。

五横：由北而南依次为无定河、延河、渭河、丹江、汉江；

五纵：由西至东依次为嘉陵江、千河、泾河、洛河、黄河。

（2）现代化水网基本框架

关中地区结合引汉济渭输配水工程建设，在现有重要水源工程之间建设连通工程，并通过实行统一管理、联合调度、水源互补，建设关中城市群的供水网络；陕北以延安延川引黄和榆林大泉引黄工程为架构，建设陕北供水网络；陕南建设中小型工程。构建引排顺畅、蓄泄得当、丰枯调剂、多源互补、调控自如的江河湖库水网体系，科学合理建设河湖水系连通工程，提高供水保证率和水资源配置水平。陕西省现代化水网框架示意图见图1。

北部四引三供：由北向南依次为“黄河大泉引水工程”、“榆神供水工程”、“黄河碛口引水工程”、“黄河大柳树供水工程”、“延安引黄供水工程”、“引黄入洛工程”、“黄河古贤供水工程”；

南部五引：由西而东依次为“引嘉济汉工程”、“引嘉济清工程”、“引红济石工程”、“引汉济渭工程”、“引乾济石工程”。

3.3 现代化水网实现步骤

陕西省现代化水网以实现智能化为根本是全省水务一体化、全局化的抓手，以有形的网为基础、以无形的网为中枢，系统、科学、智能管理“水”。

目前，我省已完成了渭河综合整治，汉江综合整治正在加快推进，中小河流的治理也将全面完成；另据全省重大水源工程建设计划至2030年引汉济渭工程、东庄水库、古贤水库供水工程、陕北黄河引供水工程将全面建成陕北、关中两个区域性供水网络体系也随之建成。在此基础上，结合我省区域差异、水资源配置条件的不同，提前构思以陕西省供水网络体系、防洪排涝系统、河湖水系生态修复保护系统为主要内容的陕西省现代化水网的水基网是非常必要的。

水联网、水调网的核心部分，是现代化水网中科技技术的集成，既包括云计算、大数据分析等目前较为前沿的科技，也包括中长期气象预报、干旱预警系统、群水库及水利工程的联合调度等一系列尚未有成熟理论支持的技术难题；而其科学应用水平决定着陕西省现代化水网功能的全面实现。可在水网总体框架的基础上，着手开展相关方面研究；并不断关注国内外信息化、智能化、水资源优化调配等领域先进理论逐步完善。

4 结论与建议

为了适应“全面建设小康社会建设和西部强省”要求，按照我省水利现代化纲要中提出的，超前安排水利现代化建设，基本实现“水源工程网络化，生活用水集约化，生产用水高效化，水旱灾害可控化，河湖环境优美化，工程运行良性化，管理手段信息化，公共管理法制化”的总体发展目标。到202年，全省初步建成现代化的水利综合保障体系，部分地区和部分领域基本实现现代化到2030年，建成较为完善的水利现代化综合保障体系，全省基本实现水利现代化。现代化水网是水利现代化的组成部分，是实现水利现代化的途径之一。本文仅从我省现代化水网构建条件入手，对水网框架的搭建提供了一种思路，但现代化水网涉及面广、内容丰富，且理论研究方面还有许多技术问题尚在探讨之中，仍需进一步完善。陕西水利