<正>黄河水利科学研究院(简称黄科院)作为核心参编单位高质量完成的《数字孪生水利专业模型集成与服务技术要求(SL/T 863—2026)》行业标准于2026年1月4日发布,4月4日实施。该标准作为我国数字孪生水利体系建设领域的重要技术成果,填补水利专业模型集成与服务标准化的空白,为数字孪生水利高质量发展提供统一技术指引。黄科院全程深度参与标准编纂,以扎实的技术沉淀确保了标准的科学性、实用性。
为探索重大国家战略区域绿色创新协同发展路径、给实施区域协调发展战略提供决策参考，基于2014—2022年我国4个重大国家战略区域(京津冀、长江经济带、长三角、黄河流域)22个省份的面板数据，采用超效率SBM模型、核密度估计、Dagum基尼系数及其分解方法测算各战略区域绿色创新效率并分析其动态演进情况和区域差异，得出如下主要结论：1)重大国家战略区域绿色创新效率整体呈上升趋势且仍有较大提升空间，4个战略区域绿色创新效率高低排序为长三角、京津冀、长江经济带、黄河流域；2)从各战略区域绿色创新效率动态演进情况看，研究期京津冀提升幅度最大、黄河流域提升幅度最小；3)重大国家战略区域绿色创新效率的总体差异主要由区域间差异所导致，尤其黄河流域与长三角之间的差异最为突出，且区域间的差异呈增大趋势；4)从各战略区域内绿色创新效率的差异看，黄河流域内发展不平衡问题最突出，其次为长江经济带，京津冀和长三角区域内差异相对较小。基于研究结论提出如下对策建议：1)构建绿色技术创新激励机制，加大绿色创新投入；2)完善绿色创新政策体系，激发多元主体活力；3)优化区域内部资源配置，破解“马太效应”;4)强化跨区域协同机制，缩小区域间差异。
为了探究宁夏水资源高效利用与多系统协同发展，以“四水四定”为理论框架，对不同情景下宁夏“水-生-能-粮”系统的耦合协调情况进行研究。选取“四水四定”变量，构建宁夏“水-生-能-粮”系统动力学模型，通过设定社会经济发展、用水效率提高、综合发展3种情景，预测宁夏“水-生-能-粮”系统变化情况并计算系统耦合协调度。结果表明：1)宁夏“水-生-能-粮”系统动力学模型具有较高可信度，通过调整不同参数，可预测2023—2030年宁夏水资源、生态、能源、粮食4个子系统之间的联系及变化情况。2)在社会经济发展情景下，宁夏处于经济上升和城镇化发展期，总人口、地区生产总值、城市建成区绿地面积、发电量等预测结果均呈现上升趋势；在用水效率提高情景下，总人口、地区生产总值等指标增速放缓，用水总量显著下降，非常规水利用量不断提升，耕地灌溉面积上涨较缓，农业用水量占比下降明显；在综合发展情景下，经济发展势头低于社会经济发展情景、高于用水效率提高情景，而用水状况优于社会经济发展情景、劣于用水效率提高情景，基本满足宁夏可持续发展要求。3)宁夏“水-生-能-粮”系统耦合协调状况总体良好，3种发展情景下的“水-生-能-粮”系统发展遵循“逐渐耦合—渐进协调”的演化路径，用水效率提高情景下“水-生-能-粮”系统耦合协调情况最优。
为提高地下水位预测精度，提出多级经验小波变换(MEWT)方法，并基于热量传递搜索(HTS)算法、库仑-富兰克林算法(CFA)、移动阻尼波算法(MDWA)、热交换优化(TEO)算法、晶体结构算法(CryStAl)、菲克定律优化算法(FLA)、能量谷优化(EVO)算法、雾凇优化算法(ROA)、传播搜索算法(PSA)、吸引-排斥优化算法(AROA)共十种“物理”算法和HKELM预测器，提出MEWT-HTS/CFA/MDWA/TEO/CryStAl/FLA/EVO/ROA/PSA/AROA-HKELM地下水位预测模型，并以云南省陈官、临安、东城水文站地下水位时间序列预测实例对各模型进行验证。首先，利用MEWT对地下水位时间序列进行二级分解；其次，基于各分量训练集构建HKELM超参数优化实例目标函数，利用十种“物理”算法对实例目标函数进行极值寻优；最后，构建MEWT-HTS/CFA/MDWA/TEO/CryStAl/FLA/EVO/ROA/PSA/AROA-HKELM模型对实例地下水位时间序列各分量进行预测和重构。结果表明：HTS/CFA/CryStAl/FLA/EVO/ROA/PSA/AROA寻优能力优于MDWA,明显优于TEO;MEWT-HTS/CFA/CryStAl/FLA/EVO/ROA/PSA/AROA-HKELM模型对陈官、临安、东城预测的平均绝对百分比误差(MAPE)分别为0.486 2%～0.341 2%、0.266 9%～0.222 4%、0.048 6%～0.044 8%,决定系数(DC)在0.999 9以上，具有理想的预测效果；十种“物理”算法寻优性能与十种模型预测精度具有较好的一致性，总体上算法寻优性能越强，获得的HKELM超参数越优，所构建的模型预测精度越高；MEWT具有分解效果好、分解分量少等优点，是一种简捷高效的分解方法。
为实现EPC模式下长距离供水工程建设管理可视化及业务精准研判，按照基础设施层—数字孪生平台—智慧应用层架构，构建工程设计-施工一体化数字孪生智能建造系统，系统融合设计-施工参数化正向设计技术、设计-施工模型转换与渲染技术、知识提取技术、工程进度数字孪生体系，在廊坊市“北三县”供水工程进行应用。应用结果表明：基于IFC标准与数据字典的深度语义映射协议，可实现设计BIM模型向施工BIM模型的转换，导出模型的几何精度、材质贴图保真度等5个关键指标值均超过90%;采用动态LOD与GPU实例化渲染的联合优化技术对模型进行渲染，优化模型的帧率和显存节省率提高；搭建项目级本地化知识库，使知识检索准确率达到92%。该系统能有效解决当前EPC供水工程的建管困境，实现工程高效化、智慧化运转。
为支撑黄河流域高质量发展，基于混合赋权法评估了黄河流域水资源高效利用水平的绿色度指数、协调度指数和效率度指数，以双重差分模型考察了2016年全国及黄河流域水权交易平台建立以来的政策冲击、多维度影响及政策融合效果，结果表明：水权交易提升黄河流域水资源高效利用绿色度指数效果显著，具体提高了6.540,协调度指数和效率度指数分别提高了1.243、1.972;从政策融合角度来看，节水政策、植树造林政策与水权交易政策融合显著提升了黄河流域水资源高效利用的绿色度，重点生态功能区转移支付政策和水权交易政策融合对于区域水资源高效利用的协调度有一定促进作用。
高效的渠系优化配水方案对于提高灌区灌溉水利用效率至关重要。针对新疆五家渠灌区渠道众多、渗漏损失量较大的现状，建立了以干、支两级渠系渗漏损失量最小、轮灌组内配水时间差最小为优化目标的配水模型，采用天牛群优化算法进行求解，并与粒子群算法求解结果进行对比分析。天牛群优化算法求解得到的轮灌组更具有实用性，配水时间由15.0 d缩短为8.7 d,缩短了42.00%;总渗漏损失量由11.06×105 m3减少至6.10×105 m3,减少了44.85%。天牛群优化算法比粒子群优化算法更具有显著的优势，能更好地满足灌区的配水需求。
为精准预测资源型缺水地区需水量并揭示其驱动机制，以典型的资源型缺水的太原市为研究对象，结合主成分分析(PCA)法、极端梯度提升树(XGBoost)模型与长短期记忆网络(LSTM),构建“特征降维-特征选择-时序校正”三阶段预测模型。首先，利用PCA法对11个原始指标进行降维处理，提取经济-工业-城镇化、农业-效率、自然-生态3类主成分；然后，采用XGBoost模型对主成分因子进行重要性排序与初步预测；最后，将PCA与XGBoost初步预测值共同输入LSTM网络，深度挖掘需水量序列的长期依赖性与非线性动态特征。结果表明：1)PCA-XGBoost-LSTM模型在测试集上平均绝对误差Ea为0.003,均方根误差Er为0.024,拟合优度R2为0.970,纳什系数η为0.930,其预测精度与稳定性均显著高于XGBoost、LSTM等单一模型。2)前3个主成分(PC1、PC2、PC3)的累计方差贡献率达到86.3%,反映出太原市资源型缺水的需水特征。3)敏感性分析得出GDP的弹性系数为0.76(<1),表明经济增长对水资源的依赖呈边际递减趋势；农田灌溉用水量的弹性系数(-0.85)绝对值最大，表明提升用水效率是缓解水资源供需矛盾的关键途径。
为助力北方缺水地区实现水资源精细化管控，基于DPSIR(驱动力-压力-状态-影响-响应)框架，构建水资源承载力评价指标体系，并运用博弈论组合赋权法和可拓云模型对2013—2022年长垣市水资源承载力进行评价。结果表明：1)研究期长垣市水资源承载力水平显著上升，由2013年的Ⅴ级(严重超载)提高到2022年的I级(可承载);2)绿化覆盖率、生态环境状况指数、产水模数和城市污水处理量是影响长垣市水资源承载力水平的关键因素；3)2018—2019年，长垣市水资源承载力水平出现突降，2020年以后恢复正常，主要是水资源总量下降、用水浪费和城市污水处理效率低引起的。通过分析各指标对水资源承载力的影响程度，为长垣市制定提高水资源承载力水平相关措施提供参考。
为了深入贯彻落实黄河流域生态保护和高质量发展战略部署，将新质生产力对绿色技术创新发挥的重要引擎作用落实到生态保护的具体过程中，选取2014—2023年黄河流域九省区面板数据，利用基准回归模型、中介效应模型、门槛回归模型等，并结合稳健性检验、内生性检验等方法，实证检验绿色技术创新赋能新质生产力对黄河流域生态保护的影响机理。结果表明：1)新质生产力能有效提升黄河流域的生态保护水平。2)新质生产力通过绿色技术创新推进黄河流域生态保护。3)新质生产力影响黄河流域生态保护的过程中，绿色技术创新发挥显著的门槛效应。4)黄河流域区域发展水平不同，新质生产力在影响黄河流域生态保护时存在显著的异质性。黄河流域应充分发挥新质生产力对生态保护的促进作用，不断完善促进绿色技术创新体系的政策，科学制定绿色技术创新投入强度，结合区域发展实际，实施差异化发展战略。