生态文明背景下水利工程绿色运行管理模式研究

摘要：在生态文明建设深入推进的背景下，传统以工程安全和供水效益为核心的水利工程运行模式已难以满足生态保护和高质量发展的要求。绿色运行管理以生态优先、系统协同和智慧低碳为基本导向，将水生态健康与资源高效利用纳入运行全过程。本文从生态文明视角界定绿色运行管理的核心内涵，分析其系统性、生态性、智慧化和低碳化等特征，阐明其在理念、制度与技术层面的支撑基础。在此框架下，构建涵盖生态调度、绿色维护、智慧监测和机制创新的运行管理模式，提出通过完善制度体系、强化科技支撑、优化资金投入及提升管理能力等措施保障模式落地，旨在为我国水利工程运行从工程导向向生态友好型转变提供理论依据与实践路径。

关键词：生态文明；水利工程；绿色运行管理；生态调度；智慧水利

引言

随着生态文明建设全面推进，水利工程的运行管理正面临从传统“工程效益优先”向“生态保护与系统协同”转型的迫切需求。长期以来，水利工程在保障供水、防洪和灌溉等方面发挥了关键作用，但其运行方式在某些情况下扰动了河湖自然过程，加剧了生态系统脆弱性[1]。在水资源约束趋紧、水生态退化加剧的背景下，单纯强调工程功能已难以满足流域综合治理的新要求。绿色运行管理理念的提出，为水利工程运行提供了新的价值取向，即在保证工程安全与效益的同时，将水生态健康、自然节律维护与资源高效利用纳入核心目标。与传统模式相比，绿色运行更强调系统观念、流域尺度思维和生态适应性，要求在调度方式、设备运行、监测体系和管理机制等方面实现协同优化。因此，探索构建符合生态文明要求的绿色运行管理模式，不仅是提升水利工程运行质量与韧性的现实需要，也是实现水资源可持续利用和流域生态整体保护的重要路径。本文基于生态文明理念，系统分析绿色运行管理的内涵与特征，构建适应现代治理需求的运行管理框架，并提出相应实施策略，以期为我国水利工程绿色化转型提供理论支持和实践参考。

一、生态文明背景下水利工程绿色运行管理的内涵与特征

（一）绿色运行管理的内涵

水利工程绿色运行管理以生态文明理念为价值基础，将工程安全、水资源高效利用与水生态系统稳定性纳入统一管理框架。其核心在于以生态保护为约束，以资源高效配置为目标，以工程与自然系统协同为路径，通过运行方式优化、智能监管提升、维护方式改进，实现工程效益与生态功能的协调统一。绿色运行强调对水生态系统的适应性与保护性调控，通过模拟自然水文节律、维护生态需水结构、减少人为扰动，使工程在发挥防洪、供水、灌溉、发电等功能的同时维持河湖生命力[2]。绿色运行管理并非对传统管理的简单延伸，而是对运行理念、管理方式和调控机制的整体重构，使运行行为符合流域系统规律，促进工程运行向生态友好型、高效低碳型方向转变。

（二）绿色运行管理的基本特征

1.生态导向性

绿色运行管理以维护流域生态系统结构稳定和功能完整为根本导向。工程调度需兼顾生态需水、水生生物生境、河道形态稳定等要素，使运行方式顺应河湖自然属性，支持水生态系统自我调节与恢复。

2.系统统筹性

水利工程在流域整体中发挥作用，其运行必须置于水资源、水生态、水环境与水安全一体化格局中统筹考量。通过流域尺度的协同调度，可在跨区域、跨工程之间形成协调运行机制，减少片面调控造成的系统性生态风险。

3.数字赋能性

现代信息技术为绿色运行提供精细化支撑。数字孪生、水文大数据、生态监测物联网等技术使运行状态、生态指标与环境变化实时可感知，为调度方案的快速推演与优化提供可靠依据，使运行决策更具科学性与前瞻性。

4.低碳效率性

绿色运行坚持能源利用效率提升与碳排放约束并重。通过优化调度策略、提高设备运行效率、推广绿色能源应用，可降低运行过程的能源消耗与碳足迹，推动工程管理向资源节约型和环境友好型转变。

5.可持续导向性

绿色运行强调工程效用与生态安全的长期稳定，将水资源利用强度控制、生态功能恢复提升、工程寿命周期管理等因素纳入持续性目标体系，使工程资产、生态系统与社会需求形成动态均衡关系，保证工程在长期运行中保持良性、稳定与可持续状态。

二、水利工程绿色运行管理的理论基础与政策支撑

（一）生态文明理念的理论基础

水利工程绿色运行管理以生态文明建设为总体框架，其理论基础由系统生态学、可持续发展理念和人与自然生命共同体思想共同构成。系统生态学强调水生态系统要素在能量流动、物质循环和结构稳定性上的内在联系，要求工程运行顺应水文节律与生态过程，以保持流域整体功能的连续性和完整性。可持续发展理论将资源承载能力与环境恢复能力纳入工程管理约束，使工程供水、防洪、灌溉等功能的发挥建立在资源高效利用和生态负荷可控的前提上。人与自然生命共同体理念提升了生态安全在国家发展战略中的地位，将河湖生命力、流域生态稳定性和自然系统自组织能力视为工程运行的重要评价基准，使水利工程管理从以工程效益为中心转向以生态安全为核心的价值体系[3]。这三类理论共同构筑了绿色运行管理的价值基础、目标导向与科学依据。

（二）政策法规的支撑作用

现行政策法规体系从制度框架、运行规范与生态约束三方面为绿色运行管理奠定实施基础。《生态文明体制改革总体方案》从国家治理层面推动水资源节约、河湖生态保护和流域修复，为绿色运行确立了制度边界和治理方向。“十四五”水安全保障规划将智慧水利、生态水利建设纳入国家水安全战略，为工程调度方式、运行标准以及技术路径提供政策指引。《河湖长制条例》通过构建责任链条、协调机制与监管体系，使流域治理与工程运行形成制度性联动，促进工程运行目标与水生态保护目标同步落地。双碳目标政策体系将能源消耗、碳排放和绿色技术应用纳入水利领域管理要求，使工程运行在保障功能的同时承担节能减排职责，推动水利工程在运行层面实现低碳化与高效化[4]。政策体系的不断完善，使绿色运行管理具备制度化、标准化和可持续推进的治理基础。

三、水利工程绿色运行管理的重点内容与实现路径

（一）工程运行调度的绿色化转型

工程运行调度的绿色化以生态系统健康维持为核心目标，将生态需水规律、水文节律特征和流域生态约束纳入调度体系。生态调度的实施要求模拟天然径流过程，维持适宜的流量、流速、水位变化节律，使工程运行与鱼类繁殖、湿地补水、水生植被生长等关键生态过程保持协调。多目标调度模型在此基础上建立，通过引入生态效益函数、供水安全指标、能源利用效率等综合参数构建多维调度决策框架，使调度方案兼顾生态安全与工程效益。数据驱动的智能调度通过集成实时水文、生态监测和水质数据，构建动态优化算法，对流量调控、闸门启闭、库容分配实施过程控制，实现对环境变化和突发情势的即时响应。流域统一调度机制通过跨工程协同、跨区域联动和信息共享，形成全流域运行的一体化格局，降低单体工程对自然过程的干扰，提高水资源配置与生态系统稳定性的整体水平。

（二）工程设施的绿色维护与低碳运行

工程设施的绿色维护强调运行装备的高效化、节能化与生态友好性，要求在设备升级、运行管理与维护方式中贯彻绿色理念。节能型设备的替换与优化通过提高泵站效率、改进闸门控制系统与采用低能耗监测设施，减少运行过程的能源消耗并提高调控响应速度。清洁能源利用通过在管理区布设太阳能光伏组件、小型水能利用系统或风能装置，构建多元化清洁能源供给模式，减少对化石能源的依赖。绿色材料的使用将绿色施工理念延伸至运行维护阶段，采用可降解或环境影响低的材料进行设施更新，避免在检修过程中造成新的生态扰动。设备全生命周期管理以设备运行状态监测、健康评估与可靠性分析为技术支撑，通过精准维护策略延长设备服役周期，降低资源消耗强度，使工程运行保持稳定且符合绿色发展要求。

（三）智慧监测预警体系的构建

智慧监测预警体系以“工程状态—水文环境—生态健康”三维协同监测为框架，通过技术集成实现对工程运行与生态系统动态的全过程感知。生态监测指标体系构建起涵盖水质变化、水生态健康、生境结构、水文过程等多要素的指标网络，将水生态响应机制纳入工程运行监控范围。数字孪生水利平台通过构建实体工程与虚拟模型的双向映射，模拟不同调度策略、水情变化与生态过程之间的耦合关系，使管理人员能够在虚拟环境中推演生态影响并优化运行方案。物联网监测网络的布设覆盖水文站点、生态监测点、气象节点和运行设备，实现高频、实时的多源数据采集并构建全时段监控能力。生态风险预警模型依托大数据分析技术，对流量突变、水质异常、生境退化等敏感信号进行识别，通过阈值模型、趋势模型或机理模型实现早期预警，为工程运行提供前瞻性风险控制手段[5]。

（四）水利绿色运行的管理机制创新

管理机制创新面向流域整体治理需求，通过制度完善与组织创新构建支撑绿色运行的管理体系。流域协调管理机制依托跨部门联动平台与区域协调机制，形成信息共享、运行协同与责任共担的运行格局，避免分散管理导致的调度冲突和生态影响叠加。绿色运行评价体系以水资源利用效率、生态完整性指数、碳排放强度、工程运行可靠性等指标为评价基础，建立可量化、可对比的评价方法，为运行行为提供科学审查依据。公众参与与社会监督机制通过开放运行信息、构建公众反馈渠道与推进社会监测力量参与，增强管理透明度与社会共治水平，为生态保护形成外部监督压力。人才队伍与管理制度的现代化以提升专业化、智能化与生态化管理能力为目标，通过跨学科培训、岗位能力建设与制度规范优化，使管理体系与绿色运行需求形成长效耦合。

四、保障水利工程绿色运行管理落地实施的策略

（一）强化顶层设计与制度建设

绿色运行管理的落地依赖清晰的制度框架与规范体系，需要在国家与流域层面构建结构完整、层次分明的制度体系。顶层设计应以生态文明建设要求为指引，将生态约束、水资源承载能力、流域生态保护目标纳入工程运行制度之中。制度建设需统一运行标准、生态调度规范和绿色评价体系，使运行行为具备明确的法律依据和技术边界。各类法规、规程与指南之间需形成协调一致的执行体系，以减少政策碎片化对运行实践的影响，并通过制度刚性强化绿色运行的约束效力，实现政策要求与工程管理行为的有效衔接。

（二）加大科技创新投入与技术集成应用

绿色运行管理的高效实施依赖先进的监测技术、智能调度手段与生态分析模型，需要构建以科技创新为驱动的技术支撑体系。关键技术投入应聚焦智慧水利核心能力，包括数字孪生模型、水文与生态数据融合技术、智能控制算法以及高精度生态监测设备。技术集成的方向在于实现工程运行、生态反馈与风险预警的联动，通过多源数据共享与模型耦合形成“一体化感知—诊断—决策”闭环体系。技术体系的完善能够提升运行方案的精准性、前瞻性和生态适应性，使绿色运行具备可验证、可推演和可优化的技术基础。

（三）构建可持续资金投入机制

绿色运行管理需要长期与稳定的经费支持，其投入范围涵盖设备更新、生态调度成本、监测系统建设、智慧化平台维护和生态修复等内容。可持续资金机制应以财政资金为支撑，以专项资金、政府与社会资本合作模式、生态补偿机制等为补充，形成多渠道、多层次的投入体系。资金配置应遵循生态效益与工程效益并重的原则，将资金投向关键生态环节和运行瓶颈领域，提高投入产出比。同时，通过完善绩效评估机制，使资金使用透明化、规范化，以提高投资的精准性和有效性，保障绿色运行措施的持续推进[6]。

（四）提升管理人员的生态意识与专业能力

绿色运行管理要求管理人员具备生态保护理念、工程调度能力与信息化技术水平，需要构建与绿色发展目标相适应的复合型人才队伍。人员培养应强调生态流域观、水资源系统观与工程全生命周期管理理念，使管理实践能够兼顾工程功能与生态需求。专业能力提升应以跨学科培训为路径，强化水文—生态耦合知识、绿色调度方法、智能运维技术和生态风险识别能力。管理队伍建设还应配合激励机制和岗位能力标准，使技术能力、生态意识与管理职责形成一致性，提高管理行为的规范性和执行力，为绿色运行提供高素质的人才保障。

五、结语

生态文明背景下，水利工程运行正从安全与效益导向迈向生态友好与系统协同的综合治理新阶段。绿色运行管理以生态优先、系统统筹、智慧感知和低碳高效为核心，通过生态调度优化水文节律、智慧监管提升决策精度、低碳运维降低环境负荷、机制创新强化制度保障，使工程功能与生态系统稳定性形成协同增益。构建绿色运行体系，是推动水资源高效利用、保障水生态健康和实现人与水和谐关系的关键路径。未来，绿色运行管理将更加依托数字化技术、生态监测体系和流域一体化治理格局，在持续完善制度框架和技术体系的基础上，不断提升运行调控的生态适应性与系统韧性，为现代水利治理体系建设提供长久动力。（汤文静）