发展水利新质生产力 做好科技创新大文章
The following article is from 中国水利杂志 Author 彭静
深入理解发展水利新质生产力的时代必然
习近平总书记指出，新质生产力是创新起主导作用，摆脱传统经济增长方式、生产力发展路径，具有高科技、高效能、高质量特征，符合新发展理念的先进生产力质态。从经济社会发展历程看，生产力的发展始终都是其根本动力和决定力量。历史上，生产力的每一次变革都对人类社会发展产生巨大的推动作用，并驱动生产方式的重大进步。习近平总书记强调，发展新质生产力是推动高质量发展的内在要求和重要着力点，必须继续做好创新这篇大文章。进入新发展阶段，立足全面小康的社会基础，客观要求我们必须加强涉水领域的颠覆性技术和前沿技术创新，努力推动形成新的水科技革命和水产业变革。这是迈入新征程，为以中国式现代化实现中华民族伟大复兴提供水安全保障的历史必然和时代必然。水利部部长李国英强调，推动新阶段水利高质量发展，比以往任何时候都更需要水科技创新的支撑和引领。这对发展水利新质生产力的科技活动和人才素质提出了新要求，时代赋予了水科技工作者重大使命、重要任务。要坚持治水思路，坚持创新驱动，深入理解发展水利新质生产力的科技创新内生要求，凝聚智慧力量，提供支撑引领。
深刻认识科技创新的核心要素地位
顾名思义，新质生产力表征着生产力各要素及其质态的革新。习近平总书记强调新质生产力的高科技特征，从底层逻辑上明确了科技创新在变革生产力各要素及其质态中的核心地位作用。发展水利新质生产力也不例外，无论是生产者、生产对象还是生产资料，都已发生深刻变革。进入新发展阶段，推动科技创新的使命愿景、投资强度、仪器设备、信息数据、人才素质、团队模式、市场需求、制度供给、技术条件等都发生了质变，必须深刻认识科技创新的核心要素地位，准确识变，科学应变，主动求变，以科技创新推动引领水利新质生产力发展。
以科技创新建构新的生产工具体系
新一轮科技革命，尤其是现代信息技术的迅猛发展，为面向新质生产力的水科技创新提供了新的技术引擎。云计算、大数据、量子技术、虚拟现实等技术与传统水科技的快速融合应用，尤其是以ChatGPT为代表的生成式人工智能的崛起，正在并还将继续孕育出一大批更加智能、高效、低碳、安全的新型生产工具。
水科技创新推动了水利技术的升级换代和产业升级。如技术方法从以往的主要依靠人力、单一功能设备、低效率、经验为主的分析、计算、决策模式，转变为具备多功能、自动化、精准调控、自我迭代、个性化定制和多场景应用的智能模式。以水循环演变特别是洪水演进的动力模拟算法为例，从原来依靠经验公式的估算，发展到今天能够处理复杂非线性问题、多物理场耦合的高保真度、高精度仿真模拟，实现了从基于基本守恒方程组的传统模型，向能够捕捉现实世界多要求、多过程，动态变化的复杂系统实时仿真演进。数据处理、模型构建和决策支持系统能获得更为精准、更高效率的结果，从而更好满足日益增长和多样化的生产需求。迭代过程也同步推动水科技不断数字化、网络化、智能化，进而为更充分地利用大数据、人工智能等新一代通用型信息和互联技术提供技术生态，推动加快研发新一代具有自主知识产权的通用性水科技模型工具体系。
以科技创新配置新的生产资料体系
在新一轮科技革命和产业变革大背景下，数据量和算力呈爆炸式增长，数据已成为驱动经济社会发展新的生产力要素。而海量数据的要素化要求，即数据清理、聚合和标准化过程，则促进了算力在发展水利新质生产力中的要素潜能。
感知技术的飞速发展为水领域的算据获取和算力提升提供强大驱动力，也为解决传统上主要依靠物理机制的水问题解决方案开辟了利用数据和图像要素的新路径。如高分辨卫星遥感、无人机、无人船、智能传感器等现代遥感监测手段，为河流保护治理和水行政监管提供了先进感知手段，显著提升了数据和图像获取和存储能力。5G、北斗、星网（链）等信息网络和AI技术的快速发展，又为数据和图像的生产资料要素化提供了现实可能。如深度学习、神经网络、知识图谱等高科技，实现了数据的深度挖掘和迭代应用；云计算、边缘计算、人工智能大模型、量子计算等高科技，又使得算力的提升速度远超摩尔定律增速，助推算力基础设施加快升级。在这一方面，水科技创新要锚定数字化场景目标，加快构建“天-空-地”一体化水感知网，分级构建全国统一、功能区划动态更新的数据底板，夯实算据基础，进一步提升算力水平，加快提升新质生产力资料配置效率及全要素生产率。
以科技创新建构新的生产函数
马克思认为，各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产。创新的本质是建立一种新的生产函数。技术变革重塑了生产工具，重塑了生产资料要素，彻底摆脱了传统生产模式，必将重构新的生产函数，形成新的增长路径，催生新产业新业态，从而推动生产力向更先进的型态和质态演进，推动社会跨入数字经济新时代。
数字经济新的要素特征，就是数据要素的高热度和高速度，以及通过新的生产工具和新的生产资料共同加持，产生新的生产函数。优化的生产要素型式、优配的生产要素效率，让各类新生产要素加速流向新质生产力，带动生产主体、生产工具、生产对象和生产方式的体系化变革，使得生产函数从线性增长、曲线增长跃升为超指数形式，推动生产力实现质的有效提升和量的合理增长。
抢抓机遇，发挥好科技创新的战略支撑作用
党的二十大作出了全面建成社会主义现代化强国的战略部署，要求“加快实施创新驱动发展战略”“加快实现高水平科技自立自强”，明确了科技创新的战略支撑地位。要心怀“国之大者”，坚持使命导向，找准水科技创新在发展水利新质生产力中的目标定位，努力实现水领域高水平科技自立自强。
以建设国家水网为使命导向
习近平总书记强调，水网建设起来，会是中华民族在治水历程中又一个世纪画卷，会载入千秋史册。国家水网是国家基础设施体系的重要组成，发挥着统筹解决水灾害、水资源、水生态、水环境问题，保障国家水安全的重要作用。水利部将实施国家水网重大工程作为推动新阶段水利高质量发展的六条实施路径之一，锚定“系统完备、安全可靠，集约高效、绿色智能，循环通畅、调控有序”的发展目标，以联网、补网、强链为重点，持续推进国家水网建设。国家水网是由自然河湖水系和引调排蓄工程耦合而成的一个复杂巨系统，具有鲜明的创新驱动特征，其建设运行要依托大量新材料、新技术、新装备、新模式的研发与应用，这些都是新质生产力在水利领域的具体体现。
中国水利水电科学研究院聚焦国家水网建设的基础理论、工程建设和运行调度开展全面研究。在基础理论方面，丰富发展“自然－社会”二元水循环理论，深入研究气候变化和人类活动影响下流域水资源演变、新发展阶段经济社会和生态环境用水需求规律、水资源分布与国土空间布局适配性等，探讨其物理学和经济学原理。在工程建设方面，研发适应复杂环境条件的高性能绿色水工材料及自修复、自组织机制，以及水网工程结构群全过程智能建造技术等，支撑重大水网工程高质量建造。在工程运行调度方面，研发气象水文-水动力一体化智能预报技术、水量－水力－水质－水生多要素协同调控技术、综合风险识别－预警－处置系统控制技术等，保障国家水网工程安全可持续运行。
以建设数字孪生水利为核心路径
习近平总书记强调，发展数字经济意义重大，是把握新一轮科技革命和产业变革新机遇的战略选择。要充分发挥海量数据和丰富应用场景优势，促进数字技术和实体经济深度融合，赋能传统产业转型升级，催生新产业新业态新模式，不断做强做优做大我国数字经济。
水利部将推进数字孪生水利建设作为推动新阶段水利高质量发展的实施路径和重要标志之一。李国英部长指出，要按照“需求牵引、应用至上、数字赋能、提升能力”的原则，大力推进数字孪生流域、数字孪生水网、数字孪生工程建设。要以数字化、网络化、智能化为主线，以数字化场景、智慧化模拟、精准化决策为路径，以算据、算法、算力建设为支撑，强化对物理流域、水网、工程的全时空、全过程、全要素的数字化映射、智能化模拟、前瞻性预演，实现与物理水利同步仿真运行、虚实交互、迭代优化，进而筑牢雨水情监测预报“三道防线”，构筑具有预报、预警、预演、预案功能的数字孪生水利体系。
聚焦提升水监测感知能力和数字孪生水利建设需求，中国水利水电科学研究院全方位开展科技创新实践。在系统感知方面，基于北斗卫星导航等信息监测技术，开展“天-空-地”一体化监测系统及软硬件平台建设，实现了多源数据从实时模拟、数据获取、预处理到信息智能提取、动态评估的一体化快速流程式处理，为雨水情监测预报“三道防线”的构筑提供了重要技术支撑。在系列模型方面，开展中国水利水电科学研究院“Sky”系列模型建设，持续推进不同层级流域、水网、工程数字孪生模型研发攻关，初步建立全国地下水通用模型、水资源调配模型、全国土壤侵蚀模型、智慧化流域产汇流及洪水预报模型、泥沙通用数学模型等专业模型，形成涵盖物理机理、过程应用、数据驱动3类50余项专业模型体系，建立“SkyDI（数智水科）”模型工具箱，目前正在大量应用过程中持续率定模型参数、优化算法，不断提升模型精度。在AI方面，开启基于数值模拟和知识驱动的“SkyGPT”水业务大模型研发，并取得了初步成果。
以健全水利标准体系为推动引领
习近平总书记强调，要以高标准助力高技术创新，促进高水平开放，引领高质量发展。水利部把水利技术标准体系建设作为发展新质生产力的主要着力点。李国英部长指出，要深刻认识水利技术标准对加快发展水利新质生产力、扎实推进水利高质量发展的导向性、引领性、推动性、基础性作用。水利技术标准体系是发展水利新质生产力、推进水利高质量发展的重要基础，是促进创新成果应用的重要载体，通过规范水利勘测、规划、设计、施工、建设和运行全生命周期，引领水利新质生产力发展，促进水利行业生产关系进一步优化。
聚焦水安全保障四大能力提升和国家重大战略需求，对标发展新质生产力要求，查找水利技术标准体系的空白弱项，助力完善水利技术标准体系。推动标准化与科技创新协同发展，强化水资源、水灾害、水工程等关键技术领域标准攻关，加速数字孪生水利、幸福河湖评价、水旱灾害“四预”、水网工程智能建造、水土保持碳汇、非常规水资源开发利用等新方向标准供给和质量提升。有序推进国家水资源计量站建设，有效填补水利行业水资源领域国家专业计量站空白，强化水利行业量值传递溯源能力，提升水利计量管理水平。着力推进标准“走出去”，申报ISO水土保持与工程泥沙标准化技术委员会秘书处并承担相关工作，积极推动中国标准在国际工程应用，推进优势领域国际标准研制，增强我国水利标准国际话语权。
以建构河流伦理为文化自觉
习近平总书记指出，人与自然是生命共同体，人类必须敬畏自然、尊重自然、顺应自然、保护自然，强调要让河流恢复生命、流域重现生机。这些论述科学回答了如何实现人与河流和谐共生的重大问题，确立了河流在人水关系中的道德主体地位，指引新时代中国治水取得历史性成就。李国英部长在2023年联合国水大会提出倡议，要“尊重自然界河流生存的基本权利，把河流视作生命体，建构河流伦理，维护河流健康生命，实现人与河流和谐共生”，引起热烈反响。建构河流伦理，是深入贯彻习近平生态文明思想，落实党的二十大提出的“推动绿色发展，促进人与自然和谐共生”要求，是系统总结我国江河保护治理实践经验、传承弘扬中华先进水文化的时代需要，是辩证认识与正确处理新型人水关系的指导哲学，是发展水利新质生产力的文化基因。
中国水利水电科学研究院高度重视河流伦理研究工作，创新多学科集智攻关机制，汇聚水资源、防洪减灾、水生态环境、农村水利、水利史水文化、水利国际合作等领域专家智慧，研究河流伦理建构理论。遵循把自然界河流视作生命体，尊重河流生存与健康基本权利的伦理必然，研究提出人与河流关系的价值取向、道德准则、责任义务和行为规范，强化规划、治理、调度、管理等制度约束，结合典型案例，深入阐述我国治水实践中河流伦理的具体价值体现，重点总结在习近平生态文明思想指引下复苏河湖生态，建立健全河湖长制，推动长江、黄河立法等经验成效。为推动河流伦理价值观念成为广泛共识、维护河流健康生命成为观念自觉、复苏河流生态环境成为行为自觉贡献力量，赋予水文化新内涵，引领水利新质生产力新发展。
以培育新质人才队伍为根本任务
习近平总书记强调，要按照发展新质生产力要求，畅通教育、科技、人才的良性循环，完善人才培养、引进、使用、合理流动的工作机制。加快形成新质生产力，创新是核心要素，本质是人才驱动。李国英部长强调，推动新阶段水利高质量发展任务繁重艰巨，急需更多高素质专业化水利人才，要全方位培养、引进、用好水利人才，让水利事业激励水利人才，让水利人才成就水利事业。人才是生产力中最能动、最具决定意义的因素。发展水利新质生产力，对水科技工作者提出了更高要求，需要能够引领世界科技前沿、在颠覆性科学认识和技术创造方面作出重大突破的顶尖科技人才，需要在基础研究和关键核心技术领域的战略科学家和大批后备人才队伍。
以新阶段水利高质量发展需求为导向，努力营造具有全球竞争力的引才、育才、用才环境，全力激发人才创新活力，提升科技创新内生动力，为发展水利新质生产力注入人才动能。面向全球，通过“全职+柔性”双通道模式，以更加积极有效的政策靶向引才，精准延揽，重点补充发展水利新质生产力急需的高精尖专业人才。
系统布局，分层分类培养支持人才成长，滚动实施“五大人才”计划，以创新领军人才和创新团队为引领，以基础研究、技术开发、产品研发“三型”人才为骨干，以青年人才为源头活水，加强国际复合型人才培养和优秀人才引进，构建全链条人才培养体系。探索构建“项目－团队－平台”和“成果－评价－激励”多要素联动和成果分类评价机制，推进“放权松绑”，充分赋予首席科学家在科研路线选择、团队组建等方面的自主权和优先权，加强新技术赋能管理服务，减轻青年科技人才非科研负担，激发科技人才创新活力。
结语
习近平总书记强调，发展新质生产力，必须进一步全面深化改革，形成与之相适应的新型生产关系。水科技创新要不断深化对新质生产力的理论认知和实践指导，深刻认识发展水利新质生产力的本质要求，把握好发展原则。
坚持党的领导
要深入贯彻落实习近平总书记“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”治水思路，关于治水重要论述精神和发展新质生产力重要指示批示精神，锚定为以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业提供有力的水安全保障总目标，对标水利部党组提出的“四大能力”提升和六条实施路径，全面提升水科技创新能力，确保水科技创新工作始终沿着习近平总书记指引的方向前进。
坚持使命导向
要始终坚持“四个面向”，认真落实创新驱动发展战略，以国家战略需求为导向，强化基础理论研究、重大科技问题攻关和技术服务保障，重视科技创新和产业创新的贯通融合，加强科技创新与标准体系的贯通融合。加快形成贯通产学研用的水科技创新完整链条，加快科技成果向现实生产力转化，为发展水利新质生产力提供坚实水科技支撑。
坚持先立后破
新质生产力不是对传统生产力的颠覆，要从实际出发，把握好“立”与“破”的关系，因地制宜，分类指导，根据自身资源禀赋、人才配置、科研基础、平台条件等，推动新技术改造提升，创新建构新的技术应用场景。
坚持制度保障
持续推动科技创新与制度创新“双轮驱动”，破解科技创新体制机制制约。优化水科技创新生态环境和资源配置，以重大项目实施和水科技创新集群建设为依托，构建跨学科、跨领域、跨部门的优势力量集智攻关新模式，更广泛调动人才积极性、主动性、创造性，不断塑造新的竞争优势。
坚持人才驱动
人才是第一资源，是发展新质生产力的核心驱动力。要打造与新质生产力发展相匹配的水科技人才队伍，深化人才管理和使用制度改革，优化科研经费使用、管理方式和科技评价制度，充分发挥科研人员创新潜力，健全以创新价值、能力、贡献为导向的水科技人才评价体系。
坚持开放共享
推动自主创新与开放创新协同共进，用好全球水科技创新资源。要更加主动融入全球水治理体系，深化水科技多双边交流，进一步提升水科技合作的深度和广度，共建共享发展水利新质生产力的共性技术和创新生态，为推动构建人类命运共同体贡献中国水智慧和解决方案。
来源丨《中国水利》2024年第6期
作者丨彭静 （中国水利水电科学研究院党委书记、院长，正高级工程师）
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