李國英

（水利部黃河水利委員會，450003，鄭州）

根據(jù)黃河治理開發(fā)與管理事業(yè)發(fā)展的需求，同時考慮數(shù)字技術(shù)的發(fā)展水平，確立“數(shù)字黃河”工程建設(shè)“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略。

一、第一步：建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施和六大應(yīng)用系統(tǒng)

2001年7月，水利部黃河水利委員會提出建設(shè)“數(shù)字黃河”工程，經(jīng)過8年研究和開發(fā)建設(shè)，取得了豐碩成果。

一是按照“以我為主，博采眾長”的思路，提出了“數(shù)字黃河”三層體系構(gòu)架。第一層，以數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲等為主要內(nèi)容的基礎(chǔ)設(shè)施；第二層，以應(yīng)用服務(wù)器中間件、數(shù)據(jù)服務(wù)等為主要內(nèi)容的應(yīng)用服務(wù)平臺；第三層，以防汛減災(zāi)、水量調(diào)度、水資源保護(hù)、水土保持等為主要內(nèi)容的應(yīng)用系統(tǒng)。2002年編制完成了《“數(shù)字黃河”工程規(guī)劃》，2003年4月得到水利部批復(fù)。

二是在《“數(shù)字黃河”工程規(guī)劃》指導(dǎo)下整合已有信息系統(tǒng)，重點(diǎn)開展了基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，“數(shù)字黃河”工程框架基本建成。

基礎(chǔ)設(shè)施方面，進(jìn)行了水文測驗現(xiàn)代化升級，完善了數(shù)據(jù)觀測采集體系；結(jié)合公網(wǎng)和專網(wǎng)完善了黃河通信網(wǎng)絡(luò)，建成了計算機(jī)骨干網(wǎng)和廣域網(wǎng)，建成了覆蓋地域廣泛的視頻異地會商系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲的軟硬件環(huán)境日趨完善，基本形成了“數(shù)字黃河”的信息高速公路，有效支持了應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用。

應(yīng)用系統(tǒng)方面，開展了防汛減災(zāi)、水資源管理與調(diào)度、水土保持、水資源保護(hù)、建設(shè)管理、電子政務(wù)等六大應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)。如今，“數(shù)字黃河”工程已廣泛應(yīng)用于黃河治理開發(fā)與管理的主要業(yè)務(wù)領(lǐng)域，為保障黃河防洪安全、改善流域生態(tài)環(huán)境、維持黃河健康生命發(fā)揮了重要作用，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)環(huán)境效益。運(yùn)用“數(shù)字黃河”的水資源管理與調(diào)度系統(tǒng)，成功實(shí)施了黃河水資源精細(xì)調(diào)度管理，確保了黃河不斷流，多次成功向天津、青島、白洋淀等城市和地區(qū)調(diào)水，為保障生活、生產(chǎn)、生態(tài)用水發(fā)揮了重要作用。運(yùn)用“數(shù)字黃河”的防汛減災(zāi)系統(tǒng)模擬制定調(diào)水調(diào)沙調(diào)度方案，并在實(shí)施過程中根據(jù)反饋信息進(jìn)行滾動優(yōu)化調(diào)整，為成功實(shí)施9次調(diào)水調(diào)沙提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

三是研究制定了 “數(shù)字黃河”工程標(biāo)準(zhǔn)體系，編制了具有黃河特點(diǎn)的60余項“數(shù)字黃河”工程標(biāo)準(zhǔn)和辦法，主要包括信息采集、信息傳輸、信息存儲、數(shù)據(jù)管理和地理空間信息、建設(shè)管理等，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開發(fā)、信息資源共享、工程有序建設(shè)和科學(xué)管理提供了保障。

“數(shù)字黃河”工程的研究和實(shí)踐，形成了大規(guī)模數(shù)字流域有關(guān)規(guī)劃、建設(shè)、管理、應(yīng)用等方面的系統(tǒng)化思想，創(chuàng)建了黃河特色的數(shù)字流域建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系?！皵?shù)字黃河”工程在黃河治理開發(fā)與管理的各項工作中已發(fā)揮了重要的作用，成為不可或缺的科技支撐平臺。

雖然“數(shù)字黃河”工程建設(shè)已取得顯著的成績，但目前還存在著基礎(chǔ)設(shè)施不完善、應(yīng)用服務(wù)平臺建設(shè)滯后、綜合會商支撐能力薄弱等問題。目前，國家已批復(fù)實(shí)施 《黃河下游近期防洪非工程措施初步設(shè)計報告》和《黃河水量調(diào)度管理系統(tǒng)項目建議書》，“數(shù)字黃河”工程的基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用系統(tǒng)作為重要內(nèi)容列入其中，應(yīng)以此為契機(jī)，進(jìn)一步完善“數(shù)字黃河”工程的基礎(chǔ)設(shè)施和防汛減災(zāi)、水量調(diào)度、水資源保護(hù)等應(yīng)用系統(tǒng)，繼續(xù)建設(shè)應(yīng)用服務(wù)平臺，力爭在2010年基本實(shí)現(xiàn) “數(shù)字黃河”工程“第一步”發(fā)展目標(biāo)。

二、第二步：建設(shè)以六大數(shù)學(xué)模型為主體的數(shù)學(xué)模擬系統(tǒng)

為提高“數(shù)字黃河”工程的決策支持能力，黃河水利委員會2006年提出將數(shù)學(xué)模型研發(fā)作為“數(shù)字黃河”工程的核心，明確了建設(shè)以黃土高原土壤侵蝕、水庫聯(lián)合調(diào)度、河道水沙演進(jìn)、河口演變、冰凌預(yù)報、污染物輸移擴(kuò)散等六大模型為代表的黃河數(shù)學(xué)模擬系統(tǒng)。為保障數(shù)學(xué)模擬系統(tǒng)的持續(xù)研發(fā)和應(yīng)用集成，確定了“首席專家＋團(tuán)隊”的研發(fā)機(jī)制，編制了《“數(shù)字黃河”工程數(shù)學(xué)模擬系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃》。

在已有工作基礎(chǔ)上，各團(tuán)隊刻苦攻關(guān)，六大數(shù)學(xué)模型研發(fā)和應(yīng)用取得新的進(jìn)展。正式啟動了黃土高原水土流失數(shù)學(xué)模型研發(fā)，搭建了模型系統(tǒng)的研發(fā)框架，初步研發(fā)了相關(guān)數(shù)學(xué)模型。進(jìn)一步完善了三門峽、小浪底、陸渾、故縣4庫水沙聯(lián)合調(diào)度模型，有力支持了黃河防汛預(yù)案的編制和調(diào)水調(diào)沙期間的水庫聯(lián)合調(diào)度?；就瓿闪嘶贕IS的黃河下游二維非恒定流水沙模型，為下游河道洪水演進(jìn)、河道沖淤分布、防洪減災(zāi)風(fēng)險分析、調(diào)水調(diào)沙方案決策提供了科學(xué)支撐。黃河口模型、冰凌預(yù)報模型、水污染物輸移擴(kuò)散模型等模型研發(fā)，也取得了一定的進(jìn)展。

數(shù)學(xué)模型是自然現(xiàn)象和自然規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)，其研發(fā)水平的高低主要取決于對自然現(xiàn)象及其規(guī)律的認(rèn)識和掌握程度。今后一個時期，要進(jìn)一步加大對基礎(chǔ)理論的研究，努力夯實(shí)模型研發(fā)的理論基礎(chǔ)，提高模型研發(fā)的支持水平。

對于黃土高原水土流失數(shù)學(xué)模型研發(fā)，目前仍有許多基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)問題尚未解決，包括不同類型區(qū)水土流失機(jī)理、坡面徑流運(yùn)動規(guī)律及侵蝕機(jī)理、坡—溝泥沙輸移關(guān)系、溝道重力侵蝕規(guī)律等。其中缺少可用的觀測數(shù)據(jù)是影響研發(fā)工作的主要因素之一。因此，要加快“模型黃土高原”工程建設(shè)，搭建有效的水土流失科學(xué)試驗研究平臺，豐富科研觀測數(shù)據(jù)，為黃土高原水土流失數(shù)學(xué)模型的研發(fā)提供基礎(chǔ)支持。

水庫群聯(lián)合調(diào)度模型研發(fā)，要針對小浪底水庫洪水泥沙實(shí)時調(diào)度和黃河水沙調(diào)控體系聯(lián)合運(yùn)用的要求，加強(qiáng)水庫泥沙沖淤變化規(guī)律和水庫群多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)控理論與技術(shù)研究，盡快完善不同空間層次的水庫水沙過程模擬模型，建設(shè)以小浪底水庫為中心的水庫群水沙多目標(biāo)模擬和聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度模型，為在更大空間尺度上實(shí)施水沙調(diào)控對接和延長水庫攔沙使用年限提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

河道水沙演進(jìn)模型研發(fā)，要加強(qiáng)河道水沙運(yùn)動規(guī)律、特別是游蕩型河段河勢變化規(guī)律的研究，在基本完成的下游河道二維水沙數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，完善河勢變化過程模擬功能，為制定科學(xué)的調(diào)水調(diào)沙和實(shí)時調(diào)度方案以及下游河道治理方案提供技術(shù)支持。

黃河水資源保護(hù)數(shù)學(xué)模型研發(fā)，要重點(diǎn)研究流域主要城市和工礦區(qū)入河污染物預(yù)測、黃河重點(diǎn)河段的水質(zhì)預(yù)警預(yù)報、突發(fā)性污染事故下污染物的輸移擴(kuò)散過程及其影響等模型。黃河是多沙河流，與一般的清水河流不同，污染物在多泥沙水體中的輸移擴(kuò)散機(jī)理極其復(fù)雜，加之黃河水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)不足，水質(zhì)預(yù)警預(yù)報模型的研發(fā)難度較大。要建立聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊，挖掘利用現(xiàn)有的監(jiān)測數(shù)據(jù)，深入研究多沙河流水環(huán)境動力學(xué)的關(guān)鍵問題，耦合水質(zhì)、河道水沙數(shù)學(xué)模型，以滿足生產(chǎn)急需。同時，要研究提出進(jìn)一步優(yōu)化監(jiān)測站網(wǎng)的措施，加強(qiáng)原型黃河水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取與積累。

寧蒙河段冰凌預(yù)報模型研發(fā)，雖然取得了一些研究成果，但依然滿足不了防凌調(diào)度、利用桃汛洪水沖刷降低潼關(guān)高程等生產(chǎn)需求。影響冰凌預(yù)報數(shù)學(xué)模型研發(fā)的主要難點(diǎn)，一是原型觀測數(shù)據(jù)監(jiān)測體系不完善，無法獲取建模需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；二是冰凌洪水形成機(jī)理的研究還沒有突破。因此，要盡快建設(shè)完善這一河段的水文測驗體系，加大冰凌洪水形成機(jī)理研究力度，在此基礎(chǔ)上建立數(shù)學(xué)模型。

河口數(shù)學(xué)模型研發(fā)，要加大河口演變規(guī)律的研究力度，特別是要深入研究不同入海流路海洋動力與河流動力的關(guān)系、海洋動力分布規(guī)律及輸沙能力的研究，在此基礎(chǔ)上，建立符合黃河河口演變特點(diǎn)的數(shù)學(xué)模型。

此外，還需要進(jìn)一步完善黃河洪水、徑流、泥沙預(yù)報模型，在已建立的黃河中下游水量調(diào)度模型的基礎(chǔ)上，研究建立黃河龍羊峽以下干流及主要支流水量調(diào)度模型，完善流域水資源優(yōu)化配置模型和其他流域規(guī)劃模型。

與此同時，黃河及相關(guān)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展特點(diǎn)和流域生態(tài)系統(tǒng)演變規(guī)律的研究要同步開展，積極探索研究開發(fā)黃河流域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展預(yù)測及水資源需求、生態(tài)系統(tǒng)水資源模擬等模型。力爭到2015年，實(shí)現(xiàn)“數(shù)字黃河”工程“第二步”發(fā)展目標(biāo)，即基本建成黃河數(shù)學(xué)模擬系統(tǒng)和可視化集成平臺。

三、第三步：建設(shè)自然—經(jīng)濟(jì)—生態(tài)耦合系統(tǒng)

預(yù)測未來，經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)發(fā)展的系統(tǒng)性越來越強(qiáng)，關(guān)聯(lián)度越來越大，黃河治理開發(fā)與管理的重大決策方案無法脫離經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)相互關(guān)聯(lián)的有機(jī)整體，無不受到這一巨系統(tǒng)中多維視角的綜合考量。因此，研究論證、決策黃河治理開發(fā)與管理的發(fā)展規(guī)劃、重大方案及重大水利工程，要求必須將黃河自然系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)、流域生態(tài)系統(tǒng)作為一個有機(jī)整體，在這個大系統(tǒng)的背景下，進(jìn)行多方案的模擬和比選。

我們長期致力于研究河流自然系統(tǒng)，即河流的洪水、徑流、泥沙及其變化、河道水沙演進(jìn)、河道沖淤和河勢演變、水利工程等，但對經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)、流域生態(tài)系統(tǒng)相對陌生，已建的“數(shù)字黃河”工程基本上沒有包括經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展信息及流域生態(tài)系統(tǒng)信息，使得我們制定方案、決策過程缺乏多維視角，不僅影響了方案的全面性，而且也影響了方案的有效性。因此，“數(shù)字黃河”工程僅考慮河流自然系統(tǒng)是不夠的，還應(yīng)考慮與黃河治理開發(fā)與管理有關(guān)的經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)和流域生態(tài)系統(tǒng)，以提高流域綜合管理和決策的前瞻性、科學(xué)性與系統(tǒng)性。

在黃河水資源管理與調(diào)度上，要合理配置水資源，提高水資源的利用效率，在科學(xué)合理的前提下，千方百計地提高供水保障能力以促進(jìn)流域及相關(guān)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展。但黃河流域?qū)儋Y源性缺水地區(qū)，水資源供需矛盾日益尖銳，為了統(tǒng)籌考慮生活、生產(chǎn)、生態(tài)用水，必須實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度，建立水資源開發(fā)利用的三條“紅線”，對水資源的使用提出限制標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模超出了水資源承載能力時，應(yīng)對經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)模劃定以水資源為約束條件的 “紅線”。為此，需要進(jìn)行兩個方面的研究，一是無水資源約束條件下，黃河流域各省（自治區(qū)）和相關(guān)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會不同的發(fā)展水平對黃河水資源的需求，以及向黃河排放的污水和其他污染物的情況；二是在維持黃河健康生命的前提下，黃河流域各省（自治區(qū)）和相關(guān)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會可以達(dá)到的發(fā)展水平。目前“數(shù)字黃河”工程已建設(shè)的水資源管理與調(diào)度系統(tǒng)，可以進(jìn)行徑流預(yù)報、調(diào)度方案編制、枯水調(diào)度，實(shí)現(xiàn)了黃河水資源的統(tǒng)一調(diào)度。但以往我們對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和流域生態(tài)系統(tǒng)需水方面研究得較少，對需水量的合理性無法作出準(zhǔn)確、科學(xué)的評估與預(yù)測。為進(jìn)一步保證水資源管理的科學(xué)性、有效性和合理性，不但要建立完善的水資源聯(lián)合調(diào)度模型，還需要建立經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和流域生態(tài)系統(tǒng)需水預(yù)測模型，對供水和需水兩個方面都要進(jìn)行深入研究，力爭達(dá)到對水資源需求的把握更全面、更詳細(xì)、更準(zhǔn)確。

從長遠(yuǎn)看，解決黃河資源性缺水問題，支撐流域經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展，維持黃河健康生命，需要建設(shè)南水北調(diào)西線及其他跨流域調(diào)水工程。在南水北調(diào)西線工程的論證中，受水區(qū)的論證決定了項目的必要性，而受水區(qū)的用水需要，應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)等各個方面。具體地說，其供水對象，除了沿黃城市、能源基地外，還要考慮為黃河河道補(bǔ)充生態(tài)環(huán)境水量，尤其是補(bǔ)充部分輸沙水量。為此，要進(jìn)行兩方面的研究，一是如果不調(diào)水，由于黃河水資源短缺，對黃河流域及相關(guān)地區(qū)農(nóng)業(yè)、工業(yè)發(fā)展、人民生活水平、流域生態(tài)系統(tǒng)的影響；二是如果調(diào)水，研究不同調(diào)水方案、不同配置方案對農(nóng)業(yè)、工業(yè)發(fā)展、人民生活水平提高、流域生態(tài)系統(tǒng)改善的作用。為科學(xué)論證南水北調(diào)工程的投入時機(jī)、調(diào)水規(guī)模、水量配置、調(diào)水對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的作用等，都要通過經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)模型和流域生態(tài)系統(tǒng)模型的模擬，才能進(jìn)行科學(xué)決策。

為了維持黃河河流生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，要進(jìn)行生態(tài)調(diào)度，努力實(shí)現(xiàn)黃河功能性不斷流。目前我們對黃河河流生態(tài)系統(tǒng)研究不多，對群體生物、主體生物及其生存和繁衍規(guī)律認(rèn)識不夠，難以形成系統(tǒng)和主導(dǎo)研究方向。因此，要求建立生態(tài)系統(tǒng)模擬模型，對生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行模擬，提出生態(tài)調(diào)度的時間、水量以及過程，為科學(xué)開展生態(tài)調(diào)度提供支持。

為了維持黃河健康生命，支持流域經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展，要求治黃工作的立足點(diǎn)要體現(xiàn)河流自然系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)并重，黃河規(guī)律性的探索要體現(xiàn)自然規(guī)律與經(jīng)濟(jì)規(guī)律并重，水量調(diào)度要體現(xiàn)供水管理與需水管理并重，水資源管理要體現(xiàn)用水保障與劃定水資源約束“紅線”并重，流域治理要體現(xiàn)除害興利與維持河流健康生命并重。因此，要全面系統(tǒng)地研究黃河自然系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)、流域生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展變化規(guī)律，在構(gòu)建完善的河流自然系統(tǒng)的同時，努力構(gòu)建黃河流域及相關(guān)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)和流域生態(tài)系統(tǒng)，并逐步實(shí)現(xiàn)自然系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)、流域生態(tài)系統(tǒng)的耦合（簡稱“自然—經(jīng)濟(jì)—生態(tài)耦合系統(tǒng)”），使“數(shù)字黃河”能夠全面支持黃河治理開發(fā)與管理的各項業(yè)務(wù)工作。

構(gòu)建黃河流域經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)的主要任務(wù)，是通過采集黃河流域及相關(guān)地區(qū)農(nóng)業(yè)、工業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)及人口增長及其分布等數(shù)據(jù)并存儲于“數(shù)字黃河”工程的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，開發(fā)流域經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，模擬預(yù)測流域經(jīng)濟(jì)不同發(fā)展階段與水資源的需求關(guān)系、水資源與經(jīng)濟(jì)社會協(xié)調(diào)發(fā)展的關(guān)系，將重要治黃方案和重大水利工程論證置于經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的大系統(tǒng)中，進(jìn)行多方案模擬、比選，為科學(xué)決策提供支持。

構(gòu)建黃河經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)，一是要研究建立完善的黃河流域經(jīng)濟(jì)和用水統(tǒng)計指標(biāo)體系，為流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化提供保證。要發(fā)揮流域管理機(jī)構(gòu)的自身優(yōu)勢，研究建立流域機(jī)構(gòu)與?。ㄗ灾螀^(qū)）、部門信息資源共享機(jī)制，充分利用流域各?。ㄗ灾螀^(qū)）擁有的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展數(shù)據(jù)。二是要深入研究不同行業(yè)、不同產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)格局下經(jīng)濟(jì)發(fā)展對水資源的需求，研究預(yù)測不同節(jié)水方案和不同經(jīng)濟(jì)增長情景下經(jīng)濟(jì)和水資源需求的增長趨勢，研究水資源約束條件下經(jīng)濟(jì)增長情況。三是建立黃河流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和水資源需求動態(tài)模型，開發(fā)宏觀經(jīng)濟(jì)預(yù)測、水資源需求、水資源投入產(chǎn)出、人口增長預(yù)測、土地利用與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長、節(jié)水與需水預(yù)測等系列模型。

構(gòu)建流域生態(tài)系統(tǒng)的主要任務(wù)，是通過先進(jìn)的監(jiān)測手段采集黃河河流生態(tài)系統(tǒng)的濕地及分布，水生物種類、數(shù)量、棲息地等相關(guān)數(shù)據(jù)，分析生態(tài)系統(tǒng)演變特點(diǎn)和變化趨勢，研究黃河生態(tài)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)價值、環(huán)境價值，建立生態(tài)系統(tǒng)模擬模型，為生態(tài)系統(tǒng)的良性維持、實(shí)現(xiàn)黃河功能性不斷流提供決策支持。

黃河源區(qū)是黃河主要的來水區(qū)和水源涵養(yǎng)區(qū)。要利用衛(wèi)星遙感、GPS等現(xiàn)代化監(jiān)測技術(shù)，建立完善的河源區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，及時掌握和科學(xué)預(yù)測河源區(qū)生態(tài)情勢演變，為保護(hù)源區(qū)生態(tài)系統(tǒng)提供決策支持。

黃河河口濕地具有重大的生態(tài)價值，在我國生物多樣性維持中具有重要地位。建立河口生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測體系，利用衛(wèi)星遙感、GPS等現(xiàn)代化監(jiān)測技術(shù)，采集河口生態(tài)系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)，包括動植物多樣性、濕地變化數(shù)據(jù)，建立生態(tài)需水?dāng)?shù)學(xué)模型，研究預(yù)測不同時段的需水量和需水過程，為實(shí)施河口生態(tài)調(diào)度、逐步實(shí)現(xiàn)黃河功能性不斷流、維持生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)提供支持。

將建立黃河“自然—經(jīng)濟(jì)—生態(tài)耦合系統(tǒng)”作為“數(shù)字黃河”工程長遠(yuǎn)發(fā)展方向，不僅將極大地豐富“數(shù)字黃河”工程的科學(xué)內(nèi)涵，也將極大地擴(kuò)展“數(shù)字黃河”工程的發(fā)展空間。建成完善的信息基礎(chǔ)設(shè)施、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)學(xué)模擬系統(tǒng)和應(yīng)用服務(wù)平臺，可以為構(gòu)建黃河“自然—經(jīng)濟(jì)—生態(tài)耦合系統(tǒng)”創(chuàng)造基礎(chǔ)條件。隨著黃河數(shù)學(xué)模擬系統(tǒng)的建成，就能夠?qū)崿F(xiàn)對黃河自然系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)、流域生態(tài)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模擬，在此基礎(chǔ)上，通過進(jìn)一步完善應(yīng)用服務(wù)平臺，到2020年前后，基本建立黃河自然—經(jīng)濟(jì)—生態(tài)耦合系統(tǒng)。依托這種河流自然、經(jīng)濟(jì)社會、流域生態(tài)耦合系統(tǒng)的“數(shù)字黃河”，就可以進(jìn)行黃河治理開發(fā)與保護(hù)的重大工程、重大方案的論證和決策，從而實(shí)現(xiàn)黃河治理開發(fā)與管理的現(xiàn)代化。