黄河自古以来就是一条桀骜不驯的忧患之河，协调好黄河流域人水关系，实现人水和谐共生，是新时代黄河保护治理的迫切需求。为协调好黄河流域人水关系，系统总结了人水关系的演变历程，阐述了研究背景和意义，提出了总体研究思路；从认知、理论、方法和实践4个层面梳理了目前存在的关键问题，包括作用机理与演变机制的认知不足、理论基础及和谐共生理论研究仍欠缺、监测-评估-模拟-调控研究仍需深化、多层次和谐共生路径尚需拓展；明确了重点研究领域，涉及河流伦理、智能感知装备、水平衡、提升路径、阈值调整、“四水四定”、模拟器、水网构建、工程布局、高质量发展等方面；结合关键问题和重点领域，给出了协调好黄河流域人水关系的策略并进行了展望。研究成果有助于加深对黄河流域人水关系的理解和认识，为处理好人与水的关系、贯彻落实黄河重大国家战略提供科学支撑。

随着气候变化和城市化进程的不断推进，城市洪涝风险日益加剧，建立应急避难场所对于减轻洪涝灾害至关重要。以郑州市金水河分洪管道工程为例，分析河道分洪措施对洪涝灾害的削减效果，结合洪涝风险评估结果构建应急避难选址模型，并采用多目标粒子群优化算法求解。结果表明：在10、50、200 a一遇降雨情景下，分洪工程显著减小了洪水深度和影响面积，但在“7·20”特大暴雨情景下，分洪效果较为有限。洪涝高风险区域主要集中在研究区城市化程度较高的东北部，尽管分洪工程在4种降雨情景下对洪涝风险有所缓解，但在“7·20”特大暴雨情景下，整体风险仍然较高。在实施河道分洪措施后的“7·20”特大暴雨情景下，结合洪涝风险评估结果进行多目标优化选址，确定了13个最佳避难场所位置，平均疏散距离为471.9 m，能够覆盖研究区域97.3%的人口。

高比例新能源接入电网给电力系统的运行带来巨大挑战，多能互补调度成为消纳新能源的有效方式。阐述了多能互补调度的特征，从新能源功率预测、风光不确定性量化、多能互补系统容量规划以及多能互补调度4个方面开展相关理论和方法的介绍。在新能源功率预测与不确定性量化方面，概述了物理方法、统计方法和组合预测方法，介绍了基于概率解析法、鲁棒区间法和场景分析法3种风、光不确定性量化理论。在多能互补容量规划方面，提出了基于传统电源规划和基于灵活性评估的容量规划方法，并以黄河流域和雅砻江流域为例，概述了大型流域水风光、水风光储的容量规划理论。在分析多能互补调度特征的基础上，总结了短期调度、长期调度的建模和求解方法。

小浪底水库运用以来黄河河口年来沙量减少至1.6亿t，河道总体呈冲刷趋势。然而，2018—2021年相对丰水条件下河道冲刷后的快速回淤、河长延伸已接近1996年汛前最大值，2024年汛后历时10 a的稳定分汊消失和沙嘴两侧多条大规模汊沟出现，表明清8汊河已进入不稳定阶段。根据河口流路具有在潮区界附近出汊的自然特征，建议实施黄河河口清水沟和刁口河流路同时行河。古贤水库修建使得未来一定时期内进入河口的水沙条件有利于同时行河。设计水沙情景下，清水沟年径流量为125亿m3能够实现略有冲刷或冲淤平衡；刁口河分流90亿m3，通过开挖并维持375 m宽的主槽，能够实现2 000 m3/s流量条件下不淤积。同时行河有利于提高社会公众对刁口河流路保护的意识，合理配置泥沙空间分布，提高输往深海泥沙的比例，减轻现行清水沟流路的防洪压力。具体方案实施中要考虑对清水沟生态流量和近海生态水量可能造成的影响。

郑州作为全国的公路、铁路以及航运枢纽中心，在发展枢纽经济的背景下，水功能网建设对于郑州都市圈的高质量发展至关重要。基于国家战略与区域规划，通过对郑州都市圈范围内现有城市防洪规划、城市现代水网建设规划、灌溉规划以及《河南省内河航道与港口布局规划（2022—2035年）》《郑州都市圈水资源保障和水利设施建设规划》等有机结合，提出了郑州都市圈水功能网综合提升策略。主要目标是在保障水安全和水环境安全的前提下，通过提升水资源的高效利用和航运用水保证率，打造郑州都市圈通江达海高等级航道，为发展枢纽型经济提供强有力支撑，塑造河南发展新格局。

十大孔兑地区生态系统脆弱和水资源短缺，已成为制约黄河流域生态保护和高质量发展的核心问题。传统水资源概念主要关注江河湖水、地下水等人类可直接利用的水体，忽视了植被自然生长需水主体即降水转化的土壤水。鉴于此，突破传统水资源内涵的局限性，提出了广义水资源理论框架，聚焦于广袤植被可直接利用的水分，将植被可有效利用的土壤水纳入水资源范畴，通过量化植被生长与自然水循环之间的动态关系，以破解干旱半干旱地区生态系统缺水的困境。该理论框架重新界定了干旱区水资源植被承载力的科学基础，并通过耦合水文过程、土壤蓄水能力与植被适应性，构建了水资源动态平衡的理论框架，提出了以水定绿的生态建设策略，建立了水资源承载力分区体系，制定了差异化植被配置方案与雨水高效利用技术路径。广义水资源理论为十大孔兑地区植被建设提供了基础性理论突破与可操作的实践方案，也为黄河流域在水资源刚性约束背景下实现高质量发展提供了重要的科学支撑与范式指引。

流域水风光一体化开发是践行低碳、绿色发展理念的重要举措。然而，当前气候变化加剧，导致清洁能源波动性增大、未来发电潜力不确定性升高、一体化基地的生态环境效益难以准确预估，给流域清洁能源高效利用和生态保护造成诸多挑战。为此，以黄河上游茨哈峡水风光一体化基地为研究对象，运用分位数映射法、CNN-LSTM-Attention深度学习预测模型和改进的风光电理论出力计算方法，筛选研究区适用的高精度未来气候模式数据，预测一体化基地规划运行期（2035—2065年）的水风光电逐日平均出力及其多时间尺度互补性，预估一体化基地的生态环境效益。研究结果发现：1）2035—2065年，预测水电、风电、光伏年均发电量分别为101.30亿、11.87亿、437.85亿kW·h。4种SSP情景下，茨哈峡水电站日均入库流量分别增加0.97、1.74、1.25、1.99 m3/s，水电日均理论出力平均上升2.23 MW,风电、光伏日均理论出力平均下降0.29、0.80 MW。2）水风、水光、风光、水风光组合的年发电量相关系数分别为-0.22、0.18、-0.10、-0.03，水风组合的年际互补性更强,年内冬季互补性显著。3）水风光电年均可替代551.02亿kW·h燃煤发电，减碳0.48亿t/a，风光发电替代燃煤发电可实现节水1.08亿m3/a。此外，预计一体化基地下垫面的潜在蒸散发量年均减少284.56 mm，生态系统净初级生产力（NPP）年均增加97.04 gC/m2。

在气候变化与快速城市化影响下，城市洪涝问题日益严峻，韧性城市建设成为应对这一挑战的重要途径。梳理了城市洪涝多过程耦合模拟、社会响应机制和韧性评估的研究进展，以山西省晋城市西河排水片区为研究区，将场次暴雨洪涝水文水动力过程与系统涌现特征纳入基于系统动力学的韧性演化框架，实现融合自然-社会属性的洪涝韧性动态评估，结果表明：随着降雨重现期延长，排水系统负荷显著增大，人口和建筑物风险持续上升，城市洪涝韧性增量呈现不断下降的演化特征。

水资源安全风险评价是沟通水资源安全风险理论认识与防御实践的桥梁，科学、合理、有效的水资源安全风险评价方法研究一直是水资源安全风险防御理论和实践研究领域中的前沿和难点。在分析由水资源安全致险因子危险性、孕险环境孕险性、抗险措施抗险性、承险体脆弱性和水资源安全损失风险5个子系统及其指标作用关系形成的区域水资源安全风险传导关系结构基础上，系统梳理了评价目标、评价对象、评价指标集、评价指标测度的确定，定性指标定量化，单指标评价函数、评价指标权重和综合指标评价函数的确定以及评价结果的合理性分析等区域水资源安全风险评价方法实现过程中存在的问题。评价方法系统要素中评价对象a、评价指标b和评价目标c分别对应亚里士多德三段论逻辑结构中的小项、中项和大项，由评价对象和评价指标组成的评价论据关系ab、评价指标和评价目标组成的评价论证关系bc、评价对象和评价目标组成的评价结果关系ac，分别对应亚里士多德三段论逻辑关系结构中的小前提、大前提和结论关系，区域水资源安全风险评价方法的底层逻辑就是完整的亚里士多德三段论的逻辑推理过程，评价论据关系ab、评价论证关系bc和评价结果关系ac组成了该逻辑推理过程的三段论关系结构。通过ab与bc的关系合成作用ac=ab@bc，既可实现三段论推理、得到评价结果关系ac，进行水资源安全风险评价实证分析，又可检验评价结果的合理性，形成水资源安全风险评价过程的计划-执行-检查-处理戴明循环。通过不断更新、完善评价方法，可为不断深化上述基于三段论关系结构的区域水资源安全风险评价方法研究提供普适的研究途径，在资源环境风险评价及其他相关评价方法构建中具有推广应用价值。

在全球水资源短缺与区域经济发展不平衡的背景下，中国省际虚拟水流动中“资源输出地承担环境成本、经济输入地获取发展红利”的非公平现象显著。基于2017年中国多区域投入产出表，构建“虚拟水强度-增加值率”关联模型，结合象限分析与公平性指数，量化31个省份19个行业的虚拟水流动的公平性失衡问题。研究发现：东部沿海形成“虚拟水输入-高附加值输出”的高效模式，中西部资源型产业面临“高耗水-低回报”困境，新疆农业等案例证明节水技术与高附加值产业可破解公平性矛盾。本研究可作为跨区域生态补偿与产业结构优化的量化依据。

以我国典型的土壤侵蚀敏感区黄河流域为研究对象,通过构建融合InVEST-USLE、RF、XGBoost、Attention-LSTM的多模型框架，基于2000—2023年多源遥感与气候数据，模拟2024—2050年6种未来情景下土壤侵蚀动态演变，系统评估气候变化与生态修复措施的耦合影响，揭示土壤侵蚀的驱动机制与调控阈值。结果表明：1）降水量是土壤侵蚀的关键驱动因子，植被调控效应具有显著阈值特征；2）模型识别出土壤侵蚀具有明显的“近时主导”特征，且长时间序列预测效果更优；3）情景模拟显示，高排放路径下若无生态修复，土壤侵蚀模数将持续增大，而高强度生态修复可显著减轻土壤侵蚀，但减蚀效益存在滞后性。研究成果为黄河流域水土保持分区治理与动态调控机制提供了定量支撑，建议将关键阈值和时滞效应纳入未来生态治理政策框架，以提升区域生态管理的精准性和有效性。

陕北榆林市蕴藏着优质的煤炭资源，然而大规模的煤炭开采对地区水资源造成了严重破坏。以榆林市矿区为研究对象，构建相对风险模型（RRM），通过划分84个风险单元，量化产业发展、采空塌陷、地下水疏干等风险源对社会用水压力、下垫面、植被生态、水资源量4类受体的胁迫效应。基于风险值对数归一化和自然间断点分级，将研究区划分为五级风险区，并提出差异化保护策略。结果表明：采空塌陷是主要风险源（贡献52%风险值）；下垫面和植被生态为主要风险受体（风险值占比分别为35%和28%）；一级风险区需优先实施工程修复与疏干水利用，五级风险区需受到关注，并划定生态缓冲带。

人工智能（AI）在水资源管理中的应用，旨在解决水资源短缺、水环境污染和水生态退化等复杂问题，其核心思想是利用人工智能的数据处理、模式识别和预测分析等能力构建水资源管理的智能化解决方案。主要研究AI技术在水资源领域的发展现状、关键技术和实际应用效果，探讨其在水文预测与分析、水质监测与评估、水资源管理与优化3个核心领域的应用潜力。在综合研究的基础上分析AI在水资源管理中的主要算法以及典型应用，如长短期记忆网络（LSTM）、门控循环单元（GRU）、Transformer等模型在水文预测中的应用，卷积神经网络（CNN）等在水质监测中的应用，DDPG、DQN等在水库调度中的应用；讨论AI技术在水位预测、洪水预报、水质参数反演、智能灌溉等场景中的实际应用。展望了AI在水资源管理领域应用的未来发展方向，强调需要加强物理机制与数据驱动方法的融合，提高模型透明度，为构建智慧水资源管理体系提供技术支撑。

随着黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略的提出，黄河流域的相关研究日益丰富。梳理黄河流域高质量发展的内涵、水平测度与空间格局、制约因素、多维度研究、路径及未来方向等表明：黄河流域高质量发展的内涵不断丰富，从经济发展逐步向区域协调、乡村振兴、文旅融合等领域拓展；黄河流域高质量发展水平有所提升，其空间格局与城市行政等级密切相关；水资源利用效率低、产业结构调整与转型困难、科技创新能力不足是黄河流域高质量发展的制约因素；黄河流域高质量发展研究主要围绕产业结构优化、科技创新推动、城市与城市群建设、文旅融合等维度开展；黄河流域高质量发展的路径主要集中在强化生态环境与产业布局、促进经济结构转型升级、加快体制机制创新等方面；未来研究应着眼于多学科交叉研究、多维度耦合协调研究、多源数据综合集成研究、分区分级分类精细化政策研究等。

为科学评价河南省引黄受水区节水水平的时空特征、识别关键影响因素并揭示其空间均衡性，给优化水资源配置和制定差异化节水政策提供科学依据，构建包含综合、农业、工业、生活、生态5个维度共12项量化指标的节水评价指标体系，运用TOPSIS法对2014—2023年河南省引黄受水区14个地级市的节水水平进行了动态评估，并基于DEMATEL法与空间均衡分析方法，系统解析了节水水平的关键影响因素及其区域分异特征。结果表明：1）2014—2023年，河南省引黄受水区平均节水水平为Ⅳ级，处于较低水平，各地级市节水水平呈现显著的空间异质性；2）利用DEMATEL法分析识别出5个主要影响因素，按影响程度高低排序为计划用水覆盖率（C2）＞万元GDP用水量（C1）＞农田灌溉水有效利用系数（C5）＞万元工业增加值用水量（C7）＞节约用水量占比（C3）；3）研究区节水空间均衡度总体保持相对稳定，但随时间推移呈现轻微弱的下降趋势，反映出区域节水发展存在潜在失衡风险，应加强节水政策引导并优化水资源配置以保障可持续发展。

梯级水库群在发挥综合效益的同时，显著改变了河流碳氮循环路径，形成温室气体“源汇双重性”。系统综述了多沙河流梯级水库群温室气体源汇效应的研究进展与挑战。在监测技术方面，已有的通量箱法、涡度相关法等技术相互补充提升温室气体通量观测能力，声学调查和沉积柱法则优化了碳埋藏评估技术，但多源数据监测及数据融合精度仍制约源汇效应评估。源汇时空分布规律方面，温室气体通量呈现纵向梯度和垂向分层特征，消落带因干湿交替成为排放强化区；梯级水库系统通过延长水力停留时间、改变溶解氧状态及有机质组成，引发温室气体累积效应。源汇影响机制方面，泥沙通过异重流输移提供有机碳源，再悬浮扰动影响氧化还原微环境；水动力条件直接影响CO2扩散效率、CH4冒泡路径及N2O硝化/反硝化过程。在黄河等高含沙河流中，悬浮泥沙促进水柱产甲烷菌增殖，形成独特排放模式。优化调控方面，温室气体模型从经验统计向机理-机器学习融合方向发展，但现有多目标优化模型仍缺乏对水-沙-温室气体耦合机制的量化。针对以上问题，亟须构建黄河中游梯级水库群温室气体源汇效应跟踪观测体系，解析温室气体源汇时空变化规律与影响因素，阐明水-沙-温室气体相互作用的生物地球化学过程，优化梯级水库群水沙调控模式。

黄河流域小流域综合治理是落实黄河流域生态保护和高质量发展国家战略的重要环节。针对流域内阶梯式地貌、气候-植被过渡带特性及级联生态脆弱性引发的治理问题，从3个角度分析了小流域综合治理的核心矛盾：在自然系统维度，体现为上、中、下游各自面临的资源与环境双重压力；在技术系统维度，体现为资源本底刚性约束与治理技术适配性滞后；在治理系统维度，体现为跨部门权责碎片化、跨区域协同能力薄弱及保护与发展目标失衡。在此基础上，提出了小流域综合治理困境的破解路径：构建水土保持-资源增效-生态恢复-气候适应的韧性提升路径，研发动态智能分区与数字孪生决策系统，设计跨域权责整合及水质-水量-泥沙三位一体补偿制度，建立生态产业化增值链与生态信用转化通道，为破解黄河流域小流域综合治理的系统性困境、探索小流域提质增效路径提供科学支撑。

为促进黄河流域水利事业的高效稳定发展，采用综合指数法测算黄河流域九省（区）2013—2022年水利新质生产力综合评价指数，基于MATLAB、ArcGIS 10.8和基尼系数分析时空演变特征，运用障碍度模型探讨了障碍因子。结果表明：1）黄河流域九省（区）水利新质生产力均呈波动增长态势，河南增幅最大，山西增幅最小；其中新劳动者综合评价指数河南增幅最大、青海增幅最小；新劳动对象综合评价指数青海增幅最大，山西增幅最小；新劳动资料综合评价指数宁夏增幅最大，甘肃增幅最小。2）黄河流域水利新质生产力的区域差异呈波动减小趋势；水利新质生产力呈东北—西南聚集格局，重心整体呈现向南迁移趋势（2021—2022年向东北迁移）；上游、中下游区域内基尼系数和上游—中下游区域间基尼系数分别呈倒N形、M形和倒N形波动减小趋势，区域内分异贡献率＞超变密度贡献率＞区域间分异贡献率。3）黄河流域水利新质生产力主要障碍因子区域差异显著，青海、四川、甘肃、宁夏、内蒙古、山西、陕西、河南、山东的第一大障碍因子分别为水利部门从业人数、教育支出占比、人均医疗保健支出、万元GDP用水量、固体废物排放量、固体废物排放量、年末供水综合生产能力、企业每百人使用计算机数、废气中二氧化硫排放量。基于研究结果，提出促进黄河流域水利新质生产力发展的建议。

为探讨伊河流域景观格局对土壤侵蚀的影响，给该流域新时期水土保持规划制定等提供参考，以2018—2022年为研究期，基于DEM、降水、土壤可蚀性、归一化植被指数、土地利用等数据，计算各类景观指数，采用中国土壤流失方程以10 m×10 m栅格为单元计算土壤侵蚀模数，以各子流域土壤侵蚀面积占比为因变量、以各子流域景观指数和社会经济因子为自变量，采用参数最优地理探测器计算各自变量及其交互作用对因变量的解释力，进而分析景观格局对土壤侵蚀的影响。结果表明：1）伊河流域土壤侵蚀面积减小、强度降低，但存在微度和轻度土壤侵蚀向高强度等级转化的风险；2）伊河流域景观斑块破碎化加剧，体现在耕地、林地、草地、建设用地、水域的斑块数量、斑块密度增大等，各地类的连通性减弱，耕地、草地、建设用地景观斑块形状趋于有序和规则化，林地、水域景观斑块形状趋于无序和复杂化；3）景观破碎化对伊河流域土壤侵蚀时空异质性有较大影响，体现在各地类斑块边缘密度、蔓延度指数、周长面积分形维数等景观指数对土壤侵蚀时空变化有较强的解释力；4）社会经济因子对土壤侵蚀时空异质性也有较大影响，人类活动对地表的扰动和改造使景观格局发生变化进而造成土壤侵蚀的时空变化，体现在社会经济因子与景观格局因子的交互显著增大了对土壤侵蚀时空变化的驱动力。

为探讨新质生产力在数字经济与工业用水效率关系中的作用以及数字经济对工业用水效率的影响，基于2013—2022年我国30个省（区、市）的面板数据，通过测度数字经济与新质生产力发展水平，并利用固定效应模型、中介效应模型以及空间溢出效应模型，探究数字经济对工业用水效率的影响。结果表明：数字经济对工业用水效率具有正向促进作用，且通过了一系列稳健性检验；新质生产力在数字经济和工业用水效率提升之间发挥了中介作用，数字经济通过推动新质生产力发展间接提升工业用水效率；空间异质性检验表明，西部和东北地区数字经济对工业用水效率具有正向效应，中部地区则具有负向效应。

地下水过量开采会引发一系列生态环境问题，实质是人为开采强度超出了地下水资源的承载能力，并缺乏及时有效的预警。为研究宿迁市宿城区地下水资源承载能力，解决以往研究未反映地下水双控的问题，以承载力为目标层，地下水资源的数量、质量、生态、社会属性为准则层，把本底、状态两个方面作为各准则层属性的指标层，由此建立三级评价指标体系。首先对水资源量、水环境质量、水生态影响三类准则层进行评价，选取其中最差的结果作为承载力初评结果，结合准则层社会经济水平评价结果对初评结果进行修正后得到最终评价结果。同时将地下水双控指标地下水开采控制总量和限采水位分别引入指标层地下水开采程度和区域地下水位控制程度的分析中，并对宿迁宿城区进行地下水承载力评价。评价结果显示，水文地质背景是影响地下水承载力本底的基本因素，而管理政策尤其是地下水双控管理的有效执行，对地下水资源承载力的发展趋势起到决定性的作用；通过引入地下水双控指标进行评价，能有效减少人为评估的随意性，更准确地反映区域地下水利用的实际状况。

为了解人民胜利渠灌区农业水资源安全现状，构建河南省人民胜利渠灌区农业水资源安全评价指标体系，采用序关系分析法和变异系数法确定综合权重，基于单指标量化、多要素综合和多准则集成的SMI-P法，从灌区子系统、生态子系统和水资源子系统3个维度对农业水资源安全进行量化评价。结果表明：2011—2020年，人民胜利渠灌区农业水资源安全指数呈波动增大趋势，安全等级为“基本安全”与“安全”，从2016年开始农业水资源安全状况显著改善；灌区子系统与生态子系统安全指数因设施升级、管理优化和生态保护力度加大而总体增大，但受制于当地水资源禀赋，水资源子系统安全指数相对较小且波动较大。未来应继续加强水资源科学调度与节水灌溉技术推广，优化渠系管理与生态保护措施，提升农业水资源利用效率，确保灌区农业可持续发展与粮食安全。