国家水网背景下防洪除涝设施管理数智化转型与韧性协同发展报告（年）

国家水网背景下防洪除涝设施管理数智化转型与韧性协同发展报告（2026-2028年）

一、绪论：重构水安全逻辑——从工程防御到系统韧性的范式跃迁

（一）时代背景：极端气候新常态与国家水网战略的双重倒逼

进入2026年至2028年这一关键周期，全球气候变化的负面影响已从科学预测全面演变为现实危机。极端降水事件的频发性、局地性、超标准特性对传统防洪除涝设施构成了前所未有的冲击。中国作为世界上水情最为复杂、治水任务最为繁重的国家之一，其防洪除涝体系正面临着“灰犀牛”与“黑天鹅”事件交织的巨大考验。与此同时，国家水网建设已从顶层设计转入全面落地实施的关键阶段。这一宏大战略不仅旨在解决水资源时空分布不均的问题，更对水灾害防御能力提出了“系统完备、安全可靠、集约高效、绿色智能、循环通畅、调控有序”的二十字方针。防洪除涝设施管理，作为国家水网发挥防灾减灾效益的“最后一公里”和核心载体，其管理理念、技术手段与运行机制，必须与国家水网的战略目标同频共振，实现从被动应对向主动塑造水安全的根本性转变。

（二）核心理念演进：确立“韧性-智能-绿色”三元协同框架

回顾过往，防洪除涝管理主要依赖于工程措施的刚性防御，即以堤防、水库、泵站等“灰色设施”的设防标准对抗已知频率的洪水。然而，面对未知和超越设防标准的风险，单纯的刚性防御显露出局限性。因此，本报告提出，2026-2028年行业发展的核心逻辑在于向“韧性管理”的范式跃迁。这一新范式并非摒弃工程措施，而是将工程硬实力与非工程软实力深度融合，构建一个“韧性-智能-绿色”三元协同的现代化设施管理体系。韧性，是指设施系统在面对极端冲击时，具备吸收扰动、快速适应和有效恢复的能力，强调的是系统整体的稳健性与可恢复性；智能，是指依托数字孪生、人工智能等新一代信息技术，实现设施状态的透彻感知、风险的精准预测、调度方案的智能决策以及远程的自动控制；绿色，则要求设施在保障防洪除涝安全的前提下，最大限度地维系生态过程、利用自然力量（如海绵城市、生态沟渠），实现水安全与水生态的协同增效。三者互为支撑，共同构成未来设施管理的价值内核。

（三）报告范畴与战略定位

本报告聚焦于“7610”行业范畴下的防洪除涝设施管理，涵盖从城市排水管网、泵站、河道、堤防、水库到蓄滞洪区等全要素设施体系。报告立足于2026-2028年这一承上启下的关键三年，以全球视野审视行业趋势，以国家战略为指引，深度剖析设施管理在数智化转型、市场化改革、绿色化升级以及体制机制创新等方面的核心议题，旨在为行业管理者、技术专家及市场主体提供一份兼具前瞻性、系统性与可操作性的战略参考，共同推动中国防洪除涝设施管理水平迈向全球领先的新高度。

二、设施体系现代化：构建全域覆盖、分层分级的立体防控网络

（一）“源-网-站-河-湖-库”全链条系统治理

传统的防洪除涝管理往往存在“头痛医头、脚痛医脚”的碎片化问题，城市与流域分割、地上与地下割裂。未来三年的首要任务是确立“全链条系统治理”的规划建设原则。在城市层面，必须打通从源头海绵细胞（社区、道路）、过程输送管网（雨水管渠、箱涵）、末端提升泵站，到受纳水体（河道、湖泊）的全路径。这意味着设施管理不仅要关注管网的通畅和泵站的启闭，更要统筹考虑源头径流控制（如透水铺装、雨水花园对峰值流量的削减）、管网系统的拓扑结构优化以及河湖水位的科学预降。在流域层面，则需强化“河-湖-库-闸-堤”的联合调度，将水库的调洪功能、河道的泄洪功能、蓄滞洪区的分洪功能以及堤防的屏障功能视为一个有机整体，通过精细化模型分析各设施之间的联动关系，消除不同行政区域和不同管理部门之间的壁垒，确保洪水在从源头到归宿的全过程中得到有序引导和控制。

（二）基于国土空间规划的设施空间落地与管控

防洪除涝设施不仅是工程实体，更是国土空间不可或缺的组成部分。随着国土空间规划“一张图”的全面实施，设施管理必须与空间规划深度融合。具体而言，需要精准划定并严格保护河道管理范围、水库淹没区、蓄滞洪区以及排涝泵站、雨水调蓄池等设施的用地红线。对于尚未建设的规划设施，应提前预留空间廊道，避免后期被城市建设挤占。同时，要对现状设施周边的建设活动进行风险评估与控制，防止在低洼地带、行洪通道等高风险区域进行高强度开发，避免因人为因素新增内涝风险。这一过程要求水利部门与自然资源、住建等部门建立常态化的协同机制，将防洪除涝设施的刚性约束要求转化为空间规划的管控指标，从源头上保障设施功能的正常发挥。

（三）关键设施节点的能级提升与冗余度设计

在系统治理的基础上，必须识别并强化关键设施节点。对于大型泵站、重要的防洪闸门、流域控制性水库等枢纽工程，应进行安全能级的复核与提升，确保其在遭遇超标准洪水时仍能稳定运行。更重要的是，引入“冗余度”设计理念。在关键排水区域，应考虑泵站的备用电源、备用机组以及互联互通管道，确保单一设施故障不会导致整个片区瘫痪。在河道关键卡口，应结合城市更新进行拓宽或增设分流隧洞，增加行洪通道的冗余能力。对于蓄滞洪区，不仅要完善进退洪设施，更要建设完善的预警预报、安全避险设施，确保在需要启用时“分得进、蓄得住、退得出”，保障区内居民生命安全。这种冗余度设计是提升系统韧性的物质基础，是从确定性设计向不确定性风险管理的必要准备。

三、数智化赋能：从自动化到智慧化——数字孪生驱动管理模式变革

（一）“天空地水工”一体化监测感知体系的全面覆盖

数据是数字孪生世界的基石。到2028年，目标是在大江大河干流、重点防洪城市及重要中型以上水库基本建成“天空地水工”一体化监测感知体系。天基层面，充分利用高分辨率遥感卫星、测雨雷达，实现对流域下垫面、土壤墒情、降雨云团的大范围、高时效监测；空基层面，广泛部署无人机、无人船，对重点河段、堤防险工险段、水库大坝表面进行高频次巡查与地形测绘；地基层面，加密布设雨量站、水文站、地下水监测站，构建雨水情监测预报的“三道防线”；工基层面，则是在水库大坝、堤防、泵站、闸门等工程本体内部署高精度传感器，实时监测位移、渗压、应力应变、振动等安全运行性态数据。这五层数据通过物联网实时汇聚，彻底改变过去“信息孤岛”和“事后采集”的局面，为设施管理提供实时、动态、全要素的数字映像。

（二）数字孪生平台：从“可见”到“可知”再到“可预”

数据的汇聚只是第一步，关键在于构建具有强大计算分析能力的数字孪生平台。这一平台包含数据底板、模型库和知识库三大核心。数据底板整合地理空间数据、工程勘察设计数据以及实时监测数据，形成设施的三维数字沙盘。模型库则集成了水文模型、水动力模型、水质模型以及工程结构安全分析模型，能够对洪水的产汇流过程、河道演进、工程性态变化进行高精度模拟。知识库则将历史洪水案例、专家经验、调度规程结构化，形成可供机器学习调用的“智慧大脑”。基于这一平台，设施管理将实现从“可见”（可视化监控）到“可知”（机理分析诊断），再到“可预”（未来趋势预测）的飞跃。管理者可以在虚拟世界中预演不同降雨情景下的洪水演进过程，预判风险发生的时间和地点，从而在现实世界中提前布局防御力量。

（三）“四预”功能深化：预报、预警、预演、预案的闭环迭代

数字孪生平台的最终价值体现在“四预”功能的实战应用上。预报要更加精准，基于人工智能对雷达测雨数据的修正和短临降雨预报能力的提升，将洪水预报的预见期和准确率提高到新水平。预警要更加及时和靶向，基于网格化的社会管理体系，将预警信息精准推送到受威胁区域的每一个人，并明确告知风险等级和避险建议。预演要更加动态和逼真，在台风生成或降雨预报发布的第一时间，启动数字孪生模拟，对水库泄洪方案、蓄滞洪区启用时机、泵站开机顺序进行反复推演，比选出最优调度方案。预案要更加科学和可操作，将预演形成的调度方案转化为具体的指令清单、物资调配方案和人员转移路线，并实现预案的数字化、结构化存储，确保在实战中能够一键启动、按图索骥。2026-2028年，是“四预”功能从试点走向规模化应用、从辅助参考走向核心决策支撑的关键时期。

（四）AI大模型赋能：风险识别与辅助决策的智能化跃迁

传统的水利模型依赖于物理机理，计算耗时且参数率定复杂。未来三年，人工智能大模型将与机理模型深度融合，实现优势互补。一方面，利用机器学习算法对海量历史监测数据和灾情记录进行训练，构建设施安全风险的智能诊断模型。例如，通过分析大坝渗压计的时序数据，AI可以自动识别异常变化趋势，提前预警可能存在的渗流隐患，其准确率和效率远超人工设定的阈值报警。另一方面，基于强化学习的智能调度模型可以在复杂的工程约束和水文条件下，快速搜索出近乎最优的联合调度策略，为调度人员提供“专家级”的决策建议。这种“物理机理+数据驱动”的混合智能模式，将极大地解放人力，提升应对复杂和紧急状况的决策能力，实现从“人治”到“智治”的深刻转变。

四、运行维护市场化与长效化：培育新主体，盘活存量资产

（一）“管养分离”深化与专业化养护市场培育

长期以来，防洪除涝设施的管护主体多为事业单位或基层站所，存在着机制不活、效率不高、专业能力不足等问题。未来三年，将全面落实“管养分离”改革。政府作为“管理者”，主要负责制定标准、监督考核、支付费用；而“养护”环节则通过政府购买服务、委托运营等方式，向市场开放。这将催生一批专业化的养护企业，它们不仅具备传统的维修养护能力，更需掌握现代化的检测技术（如CCTV管道检测、潜望镜检测）和智慧化的运维管理平台。对于流域性或区域性设施群，鼓励以大型水利工程为核心，带动周边中小型设施的集中统一管理，形成规模化、集约化的运营模式，降低整体管护成本，提升专业水平。预计到2028年，在东部发达地区及大中型城市，专业化的社会化管护将成为主流模式。

（二）存量资产盘活与投融资机制创新

防洪除涝设施多为公益性资产，长期依赖财政投入，导致维护资金缺口巨大。面对设施老化加剧和管护标准提升的双重压力，必须创新投融资机制。核心思路是将设施周边的经营性资源与设施的管护义务进行捆绑。例如，在河道综合治理中，允许管护企业利用河道岸线资源开发旅游、休闲项目，或利用堤防空间发展光伏发电，以其产生的收益反哺河道保洁、堤防维护等公益支出。对于具备一定收入来源的排水管网和污水处理厂，积极稳妥推进基础设施领域不动产投资信托基金试点，盘活存量资产，募集资金用于老旧管网的更新改造。此外，推广政府与社会资本合作新机制，明确使用者付费路径，鼓励民营企业以多种形式参与泵站、调蓄池等设施的建设和运营，形成多元化的资金投入格局和长效化的管护资金保障。

（三）全生命周期资产管理理念的确立

设施管理应从单纯的“运维”转向全生命周期的“资产管理”。这意味着要为每一座泵站、每一段堤防、每一公里管网建立数字化的资产档案，记录其设计参数、建设年代、材料信息、维修历史、检测评估结果等全量数据。基于这些数据，运用资产管理的评估方法，科学预测设施的老化速度和剩余寿命，从而制定最优的维护、修复或更新计划，将有限的资金优先投入到风险最高、效益最显著的环节。这种精细化的资产管理模式，可以避免“坏了再修”的被动局面，实现基于风险的预防性维护，最大程度地延长设施使用寿命，降低全生命周期成本，保障资产的安全和保值增值。

五、绿色协同与生态融合：从“灰色”硬底化到“绿色”基础设施

（一）海绵城市建设理念的深度渗透与设施衔接

经过多年的试点和推广，海绵城市建设已从理念走向实践。在未来三年，防洪除涝设施管理必须与海绵城市设施实现深度衔接与协同。传统的雨水管渠是快排模式的代表，而海绵设施（如雨水花园、下沉式绿地、绿色屋顶、透水铺装）则强调“渗、滞、蓄、净、用、排”。二者的关系并非相互替代，而是有机互补。海绵设施在源头对中小降雨进行削峰、减量、净化，延缓径流峰值形成时间，从而减轻下游管网和泵站的瞬时压力。因此，设施管理需要将海绵设施的运行状态（如土壤渗透能力、调蓄容积占用情况）纳入监控范围，并在制定排涝调度方案时，充分考虑海绵设施对径流过程的调节作用。到2028年，城市建成区海绵城市达标面积应大幅提升，并形成一套成熟的“灰绿结合”设施协同运行技术体系。

（二）生态水利技术在河道治理中的规模化应用

传统的河道治理往往采用“三面光”的硬质护岸，虽满足了行洪要求，却割裂了水陆生态联系，破坏了河流的自净能力。未来三年，生态水利技术将从试点走向规模化应用。在保障防洪安全的前提下，大力推广生态护坡、多孔质护岸、人工湿地、浅滩深潭等生态工法，恢复河道的蜿蜒性，为水生生物提供栖息地。在河道清淤疏浚过程中，需科学评估底泥的污染特性，采用环保疏浚方式，避免二次污染，并尽可能实现底泥的资源化利用。同时，在泵站和闸坝的建设改造中，应考虑增设生态流量泄放设施和过鱼通道，保障河流的纵向连通性和基本的生态需水，让工程设施在发挥除涝功能的同时，也成为城市生态廊道的有机组成部分。

（三）雨洪资源化利用的探索与实践

在应对洪涝灾害的同时，不应忽视雨水的资源属性。尤其是在水资源短缺的地区，如何将“涝水”转化为可利用的水资源，是体现管理智慧的重要方面。这要求我们在设施规划层面，适当增大雨水调蓄池的容积，或利用公园绿地、地下空间建设兼具调蓄和蓄水功能的雨洪利用设施。在调度管理层面，通过精准的预测和精细的调度，在确保防洪安全的前提下，利用水库、河道、洼淀拦蓄雨洪资源，回补地下水或用于生态景观、市政杂用。到2028年，应在若干典型区域开展雨洪资源化利用的示范工程，探索建立雨洪资源利用的水权分配机制和调度规程，实现防洪安全与供水保障的双赢。

六、体制机制创新：破解“九龙治水”与基层管护难题

（一）建立健全跨部门、跨区域的协同管理机制

防洪除涝涉及气象、水利、住建、应急、自然资源、交通等多个部门，流域上下游、左右岸、干支流涉及多个行政区域，“九龙治水”现象依然存在。破解之道在于构建制度化、常态化的协同机制。在信息层面，依托政务数据共享平台，推动气象预报、水文监测、雨情汛情、工程调度指令、积水点位等信息的实时互通共享。在决策层面，完善各级防汛抗旱指挥部的运行机制，明确各部门在预警发布、工程调度、应急抢险、人员转移等环节的具体职责，形成高效联动的决策闭环。在行动层面，推广流域内跨行政区域的联合河湖长制，定期开展联合巡查、联合执法、联合调度演练，确保在关键时刻上下游能够“一盘棋”行动，避免以邻为壑。

（二）健全基层管护网络与“最后一公里”响应机制

设施管理的“最后一公里”在社区、在乡村。大量的雨水口、检查井、边沟、小规模排水泵站分布在基层，如果管理不到位，将成为整个系统的短板。未来三年，应重点健全基层管护网络。在城市社区，落实物业公司或居委会对小区内部排水设施的维护责任，建立与市政管网的接口联动机制。在乡村，充分发挥村级河长和基层水利员的作用，建立网格化的巡查管护队伍。同时，利用信息化手段，开发面向公众的“随手拍”等小程序，鼓励公众参与设施问题的上报和监督，建立高效的群众举报响应和处置机制。当暴雨来临时，基层网格员、志愿者与专业抢险队伍协同作战，形成快速响应的“微循环”体系，确保在最短时间内处置积水险情，保障居民出行安全。

（三）完善法规标准与长效监督评估体系

制度保障是长效管理的基础。一是加快完善地方性法规，明确各类防洪除涝设施的产权归属、管理主体、管护标准和经费来源，特别是对老旧小区、无主管网等管理盲区，从法律层面明确兜底责任。二是健全技术标准体系，紧跟数智化发展需求，修订完善关于数字孪生建设、智能监测感知、数据共享接口等方面的技术标准，确保不同厂家、不同平台的设施能够互联互通。三是建立常态化的监督评估机制。上级水利部门应加强对下级政府和工程管理单位履职情况的监督检查，定期组织开展设施运行效能的第三方评估，并将评估结果与项目审批、资金安排挂钩。同时，引入人大监督、民主监督、舆论监督和公众监督，形成多层次的监督合力，推动各项管理措施真正落到实处、取得实效。

七、全球视野与国际合作

（一）国际前沿趋势借鉴：韧性城市与基于自然的解决方案

放眼全球，应对极端洪涝已成为各国共同的挑战。荷兰的“还地于河”项目、英国的“泰晤士河潮汐隧道”、新加坡的“活跃、美丽、洁净”水源计划，都体现了从单一工程防御向综合水管理与城市空间融合转变的趋势。其中，“基于自然的解决方案”备受推崇，强调利用森林、湿地、草原等生态系统的调蓄能力来减轻洪涝风险。中国的防洪除涝设施管理，应积极汲取这些国际先进经验，结合国情水情，探索本土化的NbS实践路径。例如，在流域尺度上，通过退耕还湿、恢复河湖连通性，增加自然蓄洪空间；在城市尺度上，将绿色屋顶、垂直绿化、雨水花园与建筑、道路、广场一体化设计，让绿色基础设施成为城市肌体的有机部分。

（二）中国方案输出与“一带一路”水安全合作

中国在近几十年的高速发展中，建成了世界上规模最大、覆盖范围最广的防洪除涝工程体系，在三峡工程、南水北调、小浪底等巨型水利工程的建设和运行管理上积累了丰富经验。同时，在数字孪生水利、智慧水务等领域也走在了世界前列。这些“中国方案”和“中国技术”对于广大发展中国家，特别是“一带一路”沿线国家，具有重要的借鉴意义。未来三年，应进一步加强水利技术标准、管理模式的国际化对接与翻译转化，鼓励国内设计咨询单位、施工企业、设备制造商、软件开发商抱团出海，积极参与全球水治理，为构建人类命运共同体贡献中国智慧和中国力量。通过举办国