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“智水博弈”跨流域水利工程风险协同应对调研报告——以南京、昆山、宿迁地区为例

为响应国家水网与水安全保障建设要求,针对跨流域水利工程多方协同不畅、信息不通、利益矛盾突出等问题,本项目选取江苏宿迁、苏州、昆山、南京四地,围绕南水北调东线、太湖、秦淮河等水系开展实地调研。

项目依托省级大创的多主体协同决策理论模型,综合运用文献梳理、半结构化访谈、问卷、实地踏勘等方式,面向水利主管部门、基层运维单位、科研机构、普通公众开展调研,收集主体决策关联、风险偏好、利益分配、信息化平台建设、历史风险事件等一手资料。

调研发现,跨流域水利风险协同仍存在部门信息互通不足、利益补偿机制不完备、基层调度资源紧张等问题,调水、防洪排涝场景下的多方协同,还存在制度和实操层面的阻碍。本次调研收集了模型校准所需素材,整理典型处置案例,剖析协同治理现存困境。

结合调研情况,项目围绕打通信息共享渠道、优化利益补偿机制、升级数字化调度平台、扩大公众参与途径提出对策,形成资政材料。研究成果能够为江苏跨流域水利风险协同治理提供实证依据,助力水利风险处置从经验决策转向模型驱动,也为国内其他地区提供参考。

关键词:跨流域水利工程;风险协同;合作博弈;信息共享;利益分配

一、调研背景

1.政策背景与需求

在国家水网建设背景下,提升跨流域水利风险协同能力是保障区域水安全的重点。依据“十四五”水安全保障相关规划,需强化水利设施协同管理,完善跨部门联合调度机制。

2、跨流域水利风险协同存在的现实问题

跨流域水利工程涉及多地多部门,现实问题突出:各方信息沟通不畅,决策关系不清晰,调度效率不高;上下游、左右岸在水量分配、生态补偿等方面存在利益冲突;风险处置容易出现局部最优但整体矛盾的问题,缺少博弈导向的协同决策手段;基层水利单位资源有限,难以开展跨区域、跨部门统一调度。

3.江苏省跨流域水利风险协同的典型性与挑战

江苏既是南水北调东线输水通道,也是主要受水区,分布太湖、骆马湖等大型湖泊,水网条件复杂。

二、调研意义

1.对个人专业成长的深远意义

本次在江苏三地开展调研,能够帮助队员把水利管理、博弈决策、风险分析等课本知识和现实场景结合,锻炼访谈沟通、数据分析、案例整理等实操能力。在和水利部门、基层单位打交道的过程中,加深对工程管理与公共政策交叉问题的理解。

2.对跨流域水利风险协同体系建设的核心价值

1)破解当前协同治理瓶颈

通过调研三地在信息共享、联合调度、利益分配方面的实际做法,找出制度和实操层面的短板,为搭建公平高效的协同治理机制提供现实依据。

2)推动风险协同从经验决策向模型驱动转型

项目基于合作博弈理论搭建多主体协同决策模型,实地调研收集风险偏好、资源约束等真实参数,让水利风险决策更加科学可落地。

建立多主体、多目标、多层级协同的现代化治理范式

调研成果可为复杂水网的治理框架提供参考,推动水利工作从各自为政走向多方联盟协同,从事后处置转向提前防控,摸索适合江苏、可供外地借鉴的跨流域水利管理模式。

三、调研目的及内容

1.调研目的

1)推进跨流域水利风险协同决策模型的实证验证

依托省级创训已完成的理论模型,在三地采集各部门决策关系、风险偏好、资源限制等一手数据,完成模型参数校准,摸清各主体决策逻辑、信息共享现状。

收集典型案例,支撑模型验证与迭代

借助实地走访、座谈访谈整理调水、防洪、应急处置等风险事件,搭建案例库,检验模型在真实场景的实际效果,找出理论模型存在的不足。

为政府和管理部门提供协同治理建议

针对跨流域治理存在的信息壁垒、利益冲突等问题,形成资政报告,提出可落地的改进建议,助力江苏水利治理现代化。

提升团队成员的科研素养与社会责任感

让成员熟练掌握调研访谈、数据分析方法;走近水利一线,加深对国家水安全战略的理解,增强服务社会的责任意识。

2.调研内容

1)多主体识别与决策依赖关系调研

在宿迁、昆山、南京三地访谈政府部门、企业、普通群众,梳理参与水利治理的各类主体,理清各方权责、影响力与相互联系,为决策依赖矩阵提供现实素材。

2)风险偏好与效用函数参数采集

面向管理人员、基层调度人员开展问卷和访谈,了解各方风险态度、工作目标优先级以及人力资金等现实约束,为效用函数建模采集数据。

3)联盟形成与利益分配机制调研

选取南水北调宿迁段、太湖跨区域调水、秦淮河长江联合调度作为案例,调研合作形成条件、生态补偿标准,分析影响联盟稳定的各类因素。

4)信息共享与数字化平台建设调研

调研各地水文监测、数字孪生、智能调度平台落地情况,记录数据孤岛、标准不统一等现实问题。

5)历史风险事件案例采集

收集干旱、洪涝、水质污染、水量纠纷等事件,完整记录事件起因、处置过程、矛盾焦点,汇编标准化案例材料。

6)公众认知与基层参与调研

走访商户、农户和社区居民,了解群众对水利调度的看法、诉求,为完善公众参与渠道提供参考。

四、调研过程

图1.1 调研流程图

线上调研

6月上旬,实践团完成线上预调研工作。团队依托政府官网、水利公报、学术数据库,搜集宿迁、昆山、苏州、南京四地水利工程资料、风险事件、政策文件与统计数据,重点整理了南水北调东线宿迁段调度规则、昆山汛情记录、苏州数字孪生水利平台建设情况以及南京长江干堤防洪标准等内容。

2.实地调研

1)南京水利科学研究院参观调研

2026 年 8 月 7 日上午,“智水博弈” 调研团前往南京水利科学研究院调研。团队首先实地观摩试验场地,学习三峡机电式升船机技术。

随后调研团参观大数据中心。中心围绕传感器、大数据、数字孪生、硬件研发构建智慧水利体系。

针对信息管理专业发展,工作人员将水利业务分为防洪监测、河湖执法管理两类,并建议发挥管理学科特长,投身智慧水利数字化领域。

2. 昆山市水事综合管理中心巴城管理站参观调研、建立基地

2026年8月17日,“智水博弈” 调研团来到昆山市水事综合管理中心巴城管理站开展社会实践。

调研团首先参观巴城管理站,队员们了解到,基层水利不只是工程建设,还包含设施运维、河道巡查、闸站调度、风险预警处置等多项内容,是一套综合性的治理工作。

随后团队前往鳗鲤湖,实地调研河湖生态治理现状,听取关于湖泊管护、生态修复、水环境监测的相关介绍。

在馒头浜水闸,工作人员讲解了水闸调度、水位管控、设备维保以及极端天气的应急处置。

为进一步深化对基层水利管理模式的理解,调研团和巴城镇水务管理站副站长开展座谈,围绕基层水务建设、水利信息化、数据共享、跨区域协同治理展开探讨。

本次实践还举行了河海大学社会实践基地授牌仪式。基地落地后,能够搭建起校地合作平台,方便后续开展实地调研与专业实践,为学生服务基层水利创造更多条件。

3)宿迁市水利遗址公园与宿迁闸实地调研

2026年8月10日“智水博弈”调研团赴宿迁开展实地调研,以宿迁水利遗址公园、宿迁闸为调研点位,围绕南水北调东线调水调度、多方利益协调、历史风险事件收集一手资料。

调研团首先参观宿迁水利遗址公园,园区依托废弃井头翻水站建设,展现出南水北调运行后出现的现实矛盾:上游湖区生态、养殖受来水影响,下游引水和本地灌溉用水时间错配,各部门需要反复协商水量分配。

随后调研团踏勘宿迁闸。它属于骆马湖防洪体系,兼顾防洪排涝、调水、航运多重功能。

作为重要控水节点,宿迁闸调度处处体现多方博弈:上游希望维持高水位保障用水,下游需要放水满足通航与生态,各主管部门的诉求也存在差异,基层调度人员要在有限条件下完成多目标权衡。

五、调研发现

1.跨流域水利风险协同的现状与成效

1)基层水利协同治理体系初步建立

调研发现,昆山市巴城镇已构建起涵盖工程运行维护、河道巡查管理、设施协调调度及风险预警处置的系统性治理框架[1]。在馒头浜水闸,工作人员围绕水闸调度、水位控制、设备运行维护及极端天气条件下的应急响应形成规范流程;鳗鲤湖的水上治理实践表明,现代水利治理已从单一防洪排涝向兼顾水生态保护与区域可持续发展转型。河海大学社会实践基地在巴城管理站的挂牌,为高校科研资源与基层实践经验对接搭建了制度化平台。

2)数字化技术应用初见成效

南京水利科学研究院大数据中心展示了智慧水利前沿应用:数字孪生技术已在太湖流域、淮河入海水道二期、黄河小浪底等工程落地;便携式窗式一体机适配中小水库监测,无人船可完成水下地形测绘与清淤评估,智能界桩具备入侵报警功能[7]。宿迁闸已实现自动化监控系统对水位、流量的实时采集,一老一新泵房的并置直观呈现了技术迭代的演进轨迹。巴城管理站通过实时监测设备和信息化管理平台,工作人员可及时掌握水位变化、设备运行状态等关键信息,数据已成为支撑精准化调度决策的重要基础[1]。

3) 多主体协同机制初步形成

在宿迁闸的调研中观察到,闸门调度需综合考虑农业灌溉需水、航运通航水位、生态基流保障及汛期防洪安全等多元目标,涉及水利、交通、农业、生态等多部门协调。南水北调东线通水后,水源区与受水区之间在水量分配与调度时序上已形成基本的协商框架。骆马湖历史水位变化碑刻显示,极端水位交替出现的现象背后,是蓄洪与泄洪、上游保护与下游安全之间的多目标权衡实践。

2.协同治理面临的突出问题

1)部门信息共享不足,数据壁垒依然突出

调研发现,水利、应急、生态环境、交通等部门之间的水文数据共享机制尚不完善。在南科院大数据中心交流中了解到,防洪业务侧重水位、淹没范围等物理指标监测,执法管理业务侧重河湖合规巡查,两类业务数据系统相互独立,数据标准不统一。巴城座谈会上站长反映,跨区域、跨部门的数据调用仍存在审批流程繁琐、更新滞后等问题。这种“数据孤岛”现象直接制约了联合调度决策的效率与准确性。

2)利益补偿机制不完善,多主体博弈缺乏制度化解

宿迁闸的运行实践中,“同一方水、多方需求”的矛盾尤为突出:上游政府倾向于保持较高蓄水量以保障农业收成,下游用水户要求按计划放水满足航运畅通与生态基流需求,不同行业主管部门在水量分配时序上存在优先级分歧。南水北调东线工程同样面临水源区与受水区利益协调难题——上游来水减少影响湖区养殖与生态,下游引水需求与本地灌溉用水在时间上常错配,而现有的生态补偿标准偏低、覆盖面不足,难以有效化解利益冲突[3]。

3)基层调度资源受限,执行层面多目标权衡困难

基层管理单位在资源有限的情况下,面临防洪、排涝、调水、航运、生态等多目标冲突。馒头浜水闸工作人员反映,极端天气条件下应急响应的人力、设备资源紧张;宿迁闸调度人员表示,闸门开度调整需在农业灌溉、航运水位、生态基流、防洪安全之间反复权衡,而可调度的弹性空间十分有限。这种“单主体优化、多主体冲突”的困境,反映出从经验决策向模型驱动转型的迫切需求。

4)数字孪生等技术应用与基层实际存在落差

南科院展示的太湖流域、淮河入海水道数字孪生应用代表了技术前沿,但宿迁老翻水站与宿迁闸的调度现场揭示,技术精度转化为治理效能仍面临制度、利益与信息壁垒。宿迁闸尚未接入数字孪生系统,调度决策仍以经验判断为主,数据驱动的模型支撑不足。这种“技术先进、落地有限”的落差,是当前智慧水利推广中的共性问题。

3.问题成因分析

上述问题的深层原因可归结为三方面:其一,跨流域调水工程涉及多行政区域、多管理部门,现行体制机制对跨部门、跨区域协同的制度供给不足,权责划分不够清晰[4];其二,信息共享缺乏强制性制度约束和统一的技术标准,各部门系统建设的“各自为政”导致数据互通成本高企;其三,基层水利管理长期面临“重建设、轻管理”的资源分配格局,在信息化建设、人员培训、设备更新等方面的投入与实际需求存在缺口。

六、调研成果

通过南科院、巴城、宿迁三地实地调研,团队围绕跨流域水利风险协同收集了多维度实证材料。在南科院,调研掌握数字孪生、智能调度等前沿技术,梳理了科研成果落地工程的转化路径,明晰了水利与信息管理学科交叉方向。巴城基层一线调研,加深了队员对流域治理、风险协同机制的现实认知,体会到基层运维、闸站调度、数据监测在守护区域水安全中的重要作用。宿迁调研梳理了井头翻水站发展历程,收集了泵站运行、宿迁闸多目标调度案例,整理了骆马湖水位及调水利益协调相关资料,形成了水利治理演变史料。队员对照前沿技术与工程现场发现,数字技术落地受制度、利益、信息壁垒制约,要构建协同决策模型,除技术参数外,还必须充分考量多方决策逻辑、利益分配及信息共享现实情况,为模型参数校准和案例库建设提供支撑。

目前,实践团产出了初步的博弈模型(网址见附录)

调研文章发布情况:

《“智水博弈”调研团赴昆山市巴城管理站开展跨流域水利风险协同调研》

七、资政建言

基于调研发现,从完善信息共享机制、优化利益分配补偿、强化数字化平台建设、拓宽基层参与渠道四个方面提出以下建议:

1. 建立跨部门、跨区域信息共享的强制性制度框架

建议由省级水利部门牵头,制定跨流域水利信息共享的权责清单与技术标准,明确各部门数据汇交的时限、格式与质量要求,建立“不共享、不审批”的刚性约束机制。可借鉴重庆綦江“气象—水文—地质—社会”多维数据库建设经验,推动水利、应急、生态环境、交通等部门数据的分钟级实时互通[8]。同时,依托江苏省数字孪生水利建设基础,以南水北调东线江苏段、太湖流域为试点,构建统一的水利数据中台,实现“一数一源、一源多用”。

2. 完善多层次、市场化的生态补偿与利益分配机制

建议在现行政府主导的生态补偿基础上,引入市场化交易机制。参照南水北调东线工程研究团队提出的“分类定价、整体核算、政府调节、适度补偿”原则,对经营性供水和公益性供水分类定价,探索用水权交易与水费动态调整机制[3]。在宿迁等水源区与受水区利益协调中,建立“受益者付费、保护者受偿”的横向补偿制度,将生态补偿与水质达标、水量保障挂钩,提高补偿标准的科学性和执行刚性。

3. 加快基层智慧水利平台建设与模型应用推广

建议在省级层面统筹部署,推动数字孪生、智能调度等技术向基层延伸。以巴城管理站、宿迁闸等基层节点为试点,部署轻量化智慧水利终端,实现水位、流量、设备状态等数据的自动采集与远程监控。同时,加快构建基于合作博弈与多智能体强化学习的协同决策模型,将调研采集的风险偏好、决策依赖等参数嵌入模型,逐步实现从“经验调度”向“模型辅助决策”的转型[5]。平台建设应充分考虑基层操作便捷性与维护成本,避免“重建设、轻应用”。

4. 拓宽公众参与渠道,构建社会协同治理网络

建议依托河海大学社会实践基地等平台,建立基层水利议事机制,定期邀请沿河商户、农业用水户、社区群众参与调度方案的意见征询与效果评估。在风险预警信息发布环节,借助手机信令、社交平台等渠道实现靶向推送,提升公众风险感知与响应能力。同时,鼓励高校科研团队深入基层开展长期跟踪调研,为政府决策提供持续的智力支撑,推动跨流域水利风险协同从“政府主导”向“多元共治”转型。

作者:陆奕嘉,张正栩,姜奕菲,韦佳利,梁之易,李欣恬

八、参考文献

[1] “智水博弈”调研团赴巴城管理站开展跨流域水利风险协同调研 网易手机, 2026-08-21.

[2] 国家水网背景下调水工程运行风险评估技术研究进展[J]. 水利水运工程学报.

[3] 通过机制创新 推动南水北调后续工程高质量发展. 凤凰网江苏, 2025-03-21.

[4] 基于全链条框架体系的重大水利工程前期协同机制研究[R]. 水利部, 2026.

[5] Zhong H Y, Wu S Y, Yan M, et al. Derivation of optimal scheduling strategies for large-scale inter-basin water transfer projects considering streamflow wet-dry encounter uncertainty of multiple reservoirs[J]. Journal of Hydrology, 2025.

[6] 水利部办公厅印发《关于推动提升南水北调东线一期工程效益的指导意见》的通知 . 水利部, 2026-01-30.

[7] 标准化与信息化融合驱动的引调水工程智慧建管平台创新实践——以江苏南水北调工程为例[J]. 项目管理技术, 2026.

[8] 数据赋能 治水变“智水”——重庆綦江多部门协同共促流域防御“一盘棋”[EB/OL]. 气象科学专业知识服务系统.

附录1

访谈录:水利科技前沿与协同治理实践

访谈时间:2026年8月

访谈地点:南京水利科学研究院

受访对象:南科院通航厅工作人员、大数据中心工作人员

访谈主题:水利工程技术原理、智慧水利建设与信息共享机制

一、三峡升船机:齿轮齿条提升与平衡协同

在通航厅,调研团参观了三峡升船机模型。受访工作人员介绍,三峡大坝升船机从下到上高度113米,船只上升速度12米每分钟,从下到上不到10分钟,加上船只进出,全程约40分钟。旁边五级船闸过坝则需4小时左右,因此客船和高附加值货船更倾向选择升船机通行。

升船机提升重量为15500吨,其中乘船箱内水重11800吨,船限重3000吨,乘船箱内部尺寸为180米×18米×3.5米。工作人员指出,并非所有船都能乘坐升船机,需满足限高限重条件,这也是出于安全性考虑。

在技术原理方面,升船机采用齿轮齿条提升式结构。四个柱子上各绑有齿条,乘船箱侧边设有齿轮,由电动机驱动沿齿条一格一格往上爬。四个柱子同步提升,上下误差控制在2毫米以内。安保机制采用长螺母柱与短螺母杆结构,正常运行时空转,发生事故时突然胀开,与边上的凸起发生夹紧摩擦,使乘船箱紧急制动,配合安全逃生梯供人员撤离。

关于平衡机制,工作人员强调,11800吨的重量并非全靠电力提升,而是通过黄黑色配重块经钢缆与平衡梁连接实现平衡,原理与电梯配重相同,电动机在平衡后仅需施加较小力量即可驱动升降。后续参观的卷扬提升式升船机同样采用配重平衡,但驱动方式不同,用卷扬机直接拉动钢丝绳。该机型提升重量10700吨,目前正在广西百色实际运用。另一套三级垂直升船机中,单独第二级提升高度127米,超过三峡的113米,是世界最高的升船机。

二、水力式升船机:浮筒平衡与无电驱动

工作人员重点介绍了水力式升船机,这是南科院胡亚安院士的发明成果。该机型最大不同在于平衡配重为蓝色浮筒,浮筒置于竖井内,竖井中灌水。通过浮筒与水的组合重量与乘船箱达成平衡,替代传统的黄黑色配重块。

水力式升船机无需电力驱动,完全依靠水力驱动。当船只需下行时,打开上游阀门、关闭下游阀门,水从上游水库经管道流入竖井,一根主管分两根,二分四、四分八、八分十六,共16根管子同时均匀进水,浮筒受浮力上升,乘船箱联动平稳下行。船只需上行时则反向操作,关闭上游阀门、打开下游阀门,水排入下游河道。

该机型的另一个特点是乘船箱为“落水式”设计,不同于前三类干式升船机。因下游水位经常变化,干式升船机需精密对齐,而落水式乘船箱直接落入水中,水位自动平衡,船即可开出。安全性方面,水力式升船机无需额外安保装置,一旦发生船体漏水,浮筒与水的沉没深度自动变化,达成新平衡后继续运行,无需电脑干预。该机型第二版在竖井底部设连通水箱,共28个竖井同时工作,已在广西岩滩水库建成原型。

三、大数据中心:数字孪生与信息共享困境

大数据中心工作人员介绍了中心的四个方向:无人传感传感器、大数据平台、数字孪生和硬件研发。数字孪生典型案例涵盖黄河、三峡、小浪底、南水北调中线、丹江口及太湖流域。江苏省最初有10个数字孪生先行先试试点,南科院承担了其中三到五项。太湖地区已建立从流域到城市的信息化系统,实现“预报、预演、预警、预案”四预体系。

在谈及其他工程时,工作人员提到淮河入海水道二期工程配套的信息化项目正在建设阶段同步推进,可对施工完成后的场景及极端天气洪涝情况进行推演。平陆运河作为建国以来最大的内河运河工程,预计8、9月份开通,团队已为其开发建设期推演系统,模拟通航后船舶运行及水位变化。此外,南京同安新区和山东乐陵等地的城市内涝监测、雄安新区数字水网等项目也在推进中。

关于信息共享,工作人员指出,大数据中心以数学模型和信息化开发为主,区别于其他实验室的物理模型。在硬件层面,超融合一体机内置三维底板和专业算法,可部署在区县或水库等末端节点;无人船用于水库水下地形扫测和清淤评估;智能界桩内置传感器,可监测人员入侵和异常情况,替代人工巡检;无人机搭载智能算法可识别水面漂浮物。但工作人员也坦言,防洪业务侧重水位、淹没范围等物理指标,执法管理业务侧重河湖合规巡查,两类系统数据标准不统一,跨部门调用审批繁琐、更新滞后,存在“数据孤岛”问题。信息管理专业的学生可侧重河湖监管等管理类业务,关注管理区域内违建、乱占等执法内容,而非单纯的水文物理指标。

访谈小结:本次访谈覆盖三峡升船机齿轮齿条提升原理、水力式升船机浮筒平衡与无电驱动技术、数字孪生水利建设进展,以及基层调度中的多目标权衡与信息共享困境,为理解跨流域水利风险协同的技术基础与现实障碍提供了第一手素材。

 

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