江恩慧及其团队流域系统治理理论与技术研究的新探索

tangchengying 2025-02-28 热点新闻 2 次浏览 0个评论

围绕黄河流域系统治理过程中不同层面的实际问题，江恩慧及其团队从2000 年开始，先后在“十二五”国家科技支撑计划、国家自然科学基金重点项目、水利部公益性行业科研专项、“十三五”国家重点研发计划、国家自然科学基金黄河水科学研究联合基金等项目的支持下，以地球系统科学为基础，将人地系统聚焦于流域或区域，将视野从传统的河流泥沙动力学研究范畴拓展到流域系统层面，开展了一系列探索性研究。在黄河下游河道滩槽协同治理研究中，突出河道河流系统的整体性，把通过河道整治保障主河槽流路稳定与滩区社会经济、生态环境问题统筹考虑，厘清了滩和槽功能的博弈关系与协同效应；在黄河干支流骨干枢纽群泥沙动态调控关键技术研究中，围绕行洪输沙–生态环境–社会经济等河流系统功能多维协同的目标，揭示了水库高效输沙的水–沙–床互馈机理和下游河道河流系统多过程耦合响应机理，提出了泥沙动态调控潜力及实现途径等。这些成果从流域系统整体性角度出发，直接服务于黄河下游河道综合提升治理、黄河流域水沙调控的工程实践，取得了非常好的效果。

经过多年的探索与实践，江恩慧团队进一步凝练提出了流域系统科学的概念和基本框架，为黄河流域系统性的生态治理保护和社会经济高质量发展的协同推进，提供了一种全新的思维方法和理论依据，在黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略的实施过程中发挥重要的科技支撑作用。该项研究不仅局限于研究本身，其对促进自然科学与社会科学的交叉融合，丰富陆地表层系统科学、河流泥沙动力学等学科内容，也具有十分重要的意义。

傅伯杰? ? ? ?

中国科学院院士?

2023 年6 月9 日

《黄河流域综合治理的系统理论与方法概要》突出流域系统整体性，将黄河流域系统看作是一个由行洪输沙、生态环境和社会经济三大子系统构成的复杂巨系统，提出了流域系统科学框架体系，阐释了流域系统科学的内涵及关键科学问题，从基础支撑学科、系统科学理论与方法、流域系统治理集成研讨厅三个方面构建了流域系统科学的研究方法。在此基础上，针对黄河流域系统治理过程中不同层面的实际问题，构建了黄河流域生态保护和高质量发展战略研究的总体架构，提出了黄河水资源节约集约利用配置、黄河流域生态环境保护治理与良性维持、黄河下游河道滩槽协同治理、黄河三角洲地区综合治理与协调发展、黄河水沙调控的系统方法。该书研究思路与理论创新突出，为黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略实施的战略布局研究提供了科学实用的研究范式，具有重要的科学意义和实践价值。

随着国家“江河战略”进一步确立，建设“造福人民的幸福河”成为新时期黄河保护治理的战略目标。相信该书的出版将在黄河流域治理保护与管理中发挥重要的支撑作用，为我国“江河战略”的实施贡献智慧和力量。

王? ?浩? ? ? ?

中国工程院院士?

2023 年6 月9 日

我国河流治理与发达国家的历程相同，都经历了“自然利用—治理开发—严重破坏—修复保护”4 个阶段。当今社会各行各业都蓬勃发展，社会经济快速增长，人们对生态环境的改善日益重视。发达国家自20 世纪末期就开始的流域系统治理，进一步彰显了河流系统的理念，战略层面的《欧盟水框架指令》和实践层面的莱茵河流域治理、美国密西西比河流域治理等，都给我们许多启示，科研人员也应用系统理论方法开展了相关研究，但像黄河如此复杂的系统还鲜有人涉及。

治黄科研应用系统论的思想方法还处于起步阶段，特别是面对习近平总书记提到的“系统治理”思想，支撑黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略落地实施，还存在明显的不足。1995 年，钱学森先生在写给我院钱意颖、时明立同志的信中讲道：“（钱正英同志）给我讲了水利工作的复杂性，我的第一个认识是，比起治河，那发射人造卫星是件简单工作了！”先生还说道：“中国的水利建设是一项长期基础建设，而且是一项类似于社会经济建设的复杂系统工程，它涉及人民生活、国家经济”“对治理黄河这个题目，黄河水利委员会的同志可以用系统科学的观点和方法，发动同志们认真总结过去的经验，讨论全面治河，上游、中游和下游，讨论治河与农、林生产，讨论治河与人民生活，讨论治河与社会经济建设等，以求取得共识，制定一个百年计划，分期协调实施。这样，最终可能达到或接近自古以来人们心中的憧憬——‘黄河清’！”

我于1986 年参加工作，有幸直接参与黄河防汛、调水调沙、河道整治等生产实践，在感到自我欣慰的同时，收获更多的是感悟！为什么有些治黄决策得不到地方政府的支持？得不到老百姓的理解？为什么有时我们的重大项目在审批的过程中会遭遇部分质疑？为什么我们回首往事总结过去时总会感觉到些许遗憾？2004 年，受黄河水利委员会（以下简称黄委会）党组指派，我领衔黄委会相关科研力量开展小浪底水库运用后的黄河下游游荡型河道整治研究工作，首次从理论创新到方案制定开展了全链条的研究，得到了时任黄委会主任李国英的赞扬，2006 年底黄河下游游荡型河道新一轮整治工程按照我们的研究成果如期开工，该成果也因此获得大禹水利科学技术奖一等奖。我们在感到欣喜的同时，更感觉到科学研究要突出黄河下游河道河流系统的整体性，把滩区的社会经济问题、生态环境问题与河道整治保障主河槽流路稳定的问题统筹考虑，厘清滩和槽功能的博弈关系与协同效应。

经过多年的努力和思考，我们研究团队先后开展的国家自然科学基金重点项目“游荡性河道河势演变与稳定控制系统理论”、国家重点研发计划项目“黄河干支流骨干枢纽群泥沙动态调控关键技术”、中央公益性科研单位院所长基金项目“黄河下游滩槽协同治理架构及运行机制研究”，都是基于系统论方法开展的研究，《黄河流域综合治理的系统理论与方法概要》（江恩慧等著. 北京：科学出版社，2024.12）一书也正是基于这些研究成果，面对新时代黄河治理保护的战略需求应运而生。

对于河流系统而言，其子系统的划分方式可以有多种，体现了研究者对系统不同的理解方式、关注的焦点和拟解决问题的差异。当然，我们也可以按照舒姆的划分方法，将黄河划分为上游、中游、下游和河口子系统。实际上，黄委会多年秉承的“上拦下排、两岸分滞”调控洪水，“拦、调、排、放、挖”综合处理和利用泥沙措施，构建的水沙调控体系（包括上游水沙调控子体系、中游水沙调控子体系），在某种程度上就是这种划分模式，多年的科学研究也把黄河当作一个“从源到汇”的水沙通道，简化为一个可以利用牛顿力学理论来讨论的简单系统。

▲ 黄河流域不同功能子系统、不同因子间的竞争性与协同性示意图

▲ 黄河流域系统多时空尺度稳态转变示意图

当今，我们关注的是黄河流域生态保护和高质量发展的战略布局，这要求我们的视角必须从河流系统拓展到黄河流域系统，将其作为一个复杂的巨系统统筹考虑；而且按照流域系统的服务功能，将其划分为黄河干支流河流子系统、流域社会经济子系统、流域生态环境子系统，气候变化、水文过程、国家或相邻区域对黄河流域的需求等都成为流域系统可持续运行的约束条件。

借此，如果我们关注黄河下游游荡型河道整治和滩区治理综合提升问题，就要把该河段作为一个河流系统，并按照河流系统的功能将其划分为行洪输沙子系统、社会经济子系统、生态环境子系统。行洪输沙子系统要求黄河下游河道具有良好的滩–槽形态，主河槽相对稳定（或称相对稳定的基本流路），发挥基本的行洪输沙功能，确保防洪安全；社会经济子系统要求能够保障滩区180 万居民的生产生活安全，保障两岸及其他受水区供水安全，确保黄淮海平原社会经济稳定；生态环境子系统要求黄河下游河道、河口地区及近海所有生源要素循环、湿地时空分布等生源物质输运与生物地球化学过程、生态系统能够健康地可持续发展。

换句话说，我们必须根据拟解决的科学技术问题，把研究区域作为一个复杂的整体系统，将其划分为不同的功能子系统，应用系统科学的先进理论和分析工具，识别各子系统之间矛盾的本质，统筹协调、循证决策，长远谋划系统可持续发展战略布局与措施对策，实现人水和谐。

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《黄河流域综合治理的系统理论与方法概要》是“黄河流域系统治理理论与技术”丛书第一板块“黄河流域发展战略”的开篇之作，是研究团队集体智慧的结晶。参与本书编写和研究工作的成员多达百余人，全书由江恩慧负责统稿。本书重在抛砖引玉，希望引起所有关注黄河和直接参与者的重视，能够意识到黄河治理保护需要一个形而上的研究方法做支撑！

掩卷驻笔之际，我再次代表我的团队感谢顾问委员会及各位专家长期对我们科研工作的支持和帮助！感谢您的不吝赐教！感谢您的热情鼓励！你们是我在遭遇各种挫折时的定盘星，是我重新抖擞精神的激发器，促使我37 年不离不弃从事黄河研究，不遗余力地为黄河安澜、黄河科研贡献我的绵薄之力。