数字孪生驱动的水-能-粮-生耦合系统协同治理新范式
王浩1
孟现勇2
丁建丽2
杜丙照3
李江4
刘可欣5
1.中国水利水电科学研究院,100048,北京;新疆理工学院,843100,阿克苏2.新疆理工学院,843100,阿克苏;新疆河(湖)长学院,843100,阿克苏;塔里木河流域智慧水利与生态治理研究院,843100,阿克苏3.新疆维吾尔自治区水利厅,830063,乌鲁木齐4.塔里木河流域智慧水利与生态治理研究院,843100,阿克苏;新疆维吾尔自治区水利厅,830063,乌鲁木齐5.山东省临沂市气象局,276004,临沂
摘要：西北内陆河流域承载我国35.9%的国土面积却仅拥有5.7%的水资源总量,在全球气候变化和高质量发展双重驱动下,传统"就水论水"的单要素治理模式已无法破解流域系统的复杂巨系统难题.基于"自然-社会"二元水循环理论和系统工程理念,提出数字孪生驱动的水-能-粮-生(WEFE)耦合系统协同治理理论体系.该体系创新构建了"技术-管理-机制"三重治理范式,通过物理流域与虚拟流域深度融合的数字孪生体,建立"感知-计算-服务-应用"四层架构和"感知-认知-决策-行动"闭环调控机制,实现从"看得见"到"看得清"、从"事后分析"到"事前预判"、从"被动应对"到"主动调控"的根本性变革.理论内涵覆盖WEFE四要素非线性耦合机理、多元主体协同治理机制和动态适应性调节机制三个核心维度.协同治理机制突破传统部门分割,构建政府-市场-社会多元共治、利益协调和动态调节的现代化治理体系.技术体系突破多源异构数据融合、多尺度模型耦合、智能优化算法和实时仿真计算等关键技术瓶颈.通过分阶段实施路径和全方位政策保障,以塔里木河流域2000年以来生态输水实践为例验证了该理论框架的科学性和有效性.指出该体系可为破解西北内陆河流域资源环境约束提供系统性解决方案,为支撑西部大开发与"一带一路"水安全战略提供科技支撑.
关键词：数字孪生内陆河流域水-能-粮-生耦合协同治理治理现代化流域治理现代化系统工程
分类号：TV213.4(水资源调查与水利规划)
资助基金：新疆维吾尔自治区天池英才科技创新领军人才(2024TCLJ01)
论文发表日期：2025-09-30
在线出版日期：2025-10-21（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 1-11 )
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