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极端天气背景下AI赋能关中乡村雨水收集与水安全保障路径研究
文章字数：3134
摘要：本文聚焦极端天气频发背景下关中乡村地区水资源短缺问题，探讨利用人工智能技术优化雨水收集系统及水安全保障的创新路径。研究表明，基于人工智能的智慧水务体系能够显著提高雨水收集效率，实现水资源精准调配与管理，为乡村水安全提供坚实保障。本文重点提出了AI赋能关中乡村水安全保障的政策建议和实施路径，为地方政府和相关部门制定水资源管理政策提供参考。
关键词：极端天气；人工智能；关中乡村；雨水收集；政策建议
一、AI赋能雨水收集的实践与成效
国内方面，浙江省和海淀区在AI赋能雨水收集方面均取得了显著成果。浙江省通过2023年审查通过的《浙江省数字孪生水网建设先行先试实施方案》，构建了数字孪生流域和工程，利用AI技术对降雨信息进行实时分析与预测，实现了部分流域的预报调度一体化，提高了雨水收集精准性和资源利用率，为城市绿化、工业用水和生态修复提供了可持续水源[1]。而海淀区则依托“水务大脑”和智慧气象技术，结合AI算法与气象雷达数据，建立了强降水精准预测和实时监测网络，在2023年7-8月暴雨期间，该系统通过智能雨水调蓄池对强降雨进行错峰调蓄，不仅保障了城市安全，还实现了大量雨水的有效收集和再利用，其智慧气象系统实现了未来2小时内逐6分钟降水的精准预测，暴雨预警提前量达到147分钟，显著提升了区域雨水收集的预见性和主动性，缓解了城市用水压力，同时减轻了城市排水系统负担[2]。
国际方面，澳大利亚墨尔本大学与维多利亚州政府合作的“智能雨水收集系统”项目，利用机器学习算法分析30年历史降水数据和实时气象信息，为农村社区提供精准的雨水收集方案，该系统在维多利亚州干旱地区的试点表明，雨水资源利用效率提升了61.8%，储水成本降低了28.5%[3]。新加坡公共事业局开发的“智能水管理系统”，整合AI与物联网技术，实现了对水资源的全周期智能管理，其中雨水收集子系统可根据气象预测数据自动调整收集策略，系统上线后，新加坡城市雨水收集效率提高了53.4%，水质合格率达到99.7%[4]。
二、政策建议与实施路径
（一）顶层设计与资金保障政策。制定智慧水务顶层设计是推进AI赋能关中乡村水安全保障的关键。省级政府应牵头制定《关中地区乡村智慧水务发展五年规划》，将AI赋能雨水收集纳入乡村振兴战略和气候适应性整体框架，明确到2030年关中乡村地区智能雨水收集系统覆盖率达到65%以上的发展目标。同时，完善水资源智能化管理法规体系，修订《陕西省水资源管理条例》，出台《关中地区智能雨水收集利用管理办法》，建立跨部门协作机制。在资金保障方面，设立省级“智慧水务建设专项资金”，对乡村智能雨水收集系统建设给予30%-50%的补贴；推行“以奖代补”机制，根据系统绩效评估结果给予奖励；允许将智慧水务项目纳入地方政府专项债券支持范围。创新金融支持模式，开发“智慧水务贷”金融产品，鼓励银行机构创新抵押方式，设立政府担保基金降低融资风险。探索市场化激励机制，建立水权交易制度，试点“碳汇+水效”双积分制度，鼓励企业以“收益分成”方式参与建设，形成多元化、可持续的资金支持体系。
（二）技术支持与产业发展政策。强化科技创新是提升关中乡村水安全保障能力的核心。建议设立“乡村智慧水务科技创新专项资金”，支持AI水务关键技术研发和应用示范；在省级科技计划中设立“极端天气下智能水资源管理”重点研究方向；支持建设3-5个“智慧水务创新实验室”，打造产学研用协同创新平台。同时，积极培育智慧水务产业链，制定《关中地区智慧水务产业发展行动计划》，培育智能传感器、边缘计算设备、水质监测设备等细分领域；建设“智慧水务产业园区”，吸引龙头企业入驻，形成产业集群；设立“智慧水务产业投资基金”，引导社会资本投入。加强技术标准建设，制定《乡村智能雨水收集系统技术规范》《AI水质监测系统建设标准》等技术标准，建立智能水务设备质量认证体系，确保设备安全可靠、数据准确有效。推动技术成果转化与应用，建立“乡村智慧水务技术需求与成果对接平台”，推行技术经理人制度，选派技术专家驻村指导智慧水务建设，支持企业与高校院所合作建立产业技术研究院，促进技术迭代升级，形成技术创新与产业发展良性循环。
（三）实施推广与运营维护政策。科学有序推进智慧水务建设是确保政策落地的重要环节。建议分类推进建设模式：对经济条件较好的乡村，采用“政府引导+市场主导”模式；对经济条件薄弱的乡村，采用“政府主导+社会参与”模式；对重点水源地和生态脆弱区，采用“政府全额投入”模式。选择50个典型村庄开展智慧水务试点示范，打造可复制可推广的“智慧水村”样板，建立分层级的示范工程体系，定期组织现场观摩和经验交流活动，促进先进经验横向推广。建立长效运营机制，构建“政府监管+企业运营+村民参与”的三位一体运营模式，探索“物业化”管理方式，引入专业企业负责系统日常运营维护，建立智能水务设施公共维修基金，确保系统长期稳定运行。加强人才培养与能力建设，在高校设立“智慧水务工程”专业方向，在农业职业院校开设“智能水务技术”专业课程，建立“乡村水务管理员”制度；对县乡水利部门工作人员开展智慧水务专题培训，建立移动培训平台，组建“智慧水务技术服务团”，定期深入乡村开展技术指导和服务，为智慧水务建设提供人才保障。
（四）社会参与与共治政策。多元参与机制是保障智慧水务系统持续高效运行的关键。建议创新水资源协同治理机制，建立“政府主导、村民主体、企业参与、社会支持”的多元共治格局，成立“智慧水务村民理事会”，参与系统建设和运营管理决策，引入第三方评估机制，定期评估智慧水务系统运行效果和社会效益。强化数据共享与信息公开，建设省级“智慧水务大数据平台”，实现水资源数据跨部门共享，开发面向公众的水资源信息公开应用程序，定期发布《关中地区乡村水资源状况报告》，接受社会监督。建立水资源保护激励机制，实施“水资源保护积分制”，村民参与水资源保护和监测可获得积分，兑换生活物资或现金奖励；开展“水资源管理示范户”评选活动，给予荣誉和物质奖励；将水资源保护成效纳入村干部考核指标，与绩效挂钩。加强知识传播与意识培养，编制通俗易懂的《智能雨水收集使用手册》，利用村村通广播、短视频等形式，普及水资源保护和智能利用知识，在中小学开展“珍惜水资源”主题教育活动，培养全社会水资源保护意识，形成全民参与、共建共享的智慧水务发展新格局。
三、结束语
推进AI赋能关中乡村雨水收集与水安全保障体系建设，是应对极端天气挑战、保障乡村水安全的重要举措。从国内外实践案例来看，人工智能技术可有效提升雨水收集效率和水资源管理水平，为关中乡村地区提供了可行的技术路径。各级政府应高度重视，加强顶层设计，完善政策体系，保障资金投入，创新实施机制，培养专业人才，广泛动员社会力量，合力构建智能化、精准化、韧性强的乡村水安全保障体系。通过政策推动和技术创新双轮驱动，AI赋能的智慧水务体系将成为乡村振兴和可持续发展的重要支撑，为推动关中乡村地区农业现代化、生态文明建设和乡村宜居宜业提供坚实的水资源保障。在未来实施过程中，应坚持问题导向、技术创新、因地制宜和多方协同的原则，不断完善政策体系，创新实施机制，确保AI赋能关中乡村雨水收集与水安全保障路径切实可行、落地有效，为关中乡村地区实现“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的水资源管理新格局作出积极贡献。
四、参考文献
[1] 浙江省水利厅. 2023年浙江省智慧水利建设成果报告[EB/OL].(2024-03-10)[2025-03-14].http://slt.zj.gov.cn/art/2024/3/10/art_1229123058_58902468.html.
[2] 北京市水务局. 北京市海淀区“海绵城市“建设评估报告[R].2024-01-15.
[3] The UniversityofMelbourne.In-telligentStormwaterRecoverySystemsforRuralCommunities[R/OL]. (2023) [2025- 03-14].https://research.unimelb.edu.au/publica-tions/water-resources/isrcs-2023.
[4] Singapore Public UtilitiesBoard.SmartNation,SmartWater,AnnualReport2023[R/OL].(2023)[2025-03-14].https://www.pub.gov.sg/annualreports/2023.
基金项目：2025年度陕西省哲学社会科学研究专项课题“极端天气下基于雨水收集的关中乡村水安全路径研究”（编号2025YB0181）；西安翻译学院2022年度博士科研启动经费研究项目“乡村振兴战略下陕西农业自然资源评估与可持续发展研究”（编号：2022B02）
作者单位：西安翻译学院
关键词：极端天气；人工智能；关中乡村；雨水收集；政策建议
一、AI赋能雨水收集的实践与成效
国内方面，浙江省和海淀区在AI赋能雨水收集方面均取得了显著成果。浙江省通过2023年审查通过的《浙江省数字孪生水网建设先行先试实施方案》，构建了数字孪生流域和工程，利用AI技术对降雨信息进行实时分析与预测，实现了部分流域的预报调度一体化，提高了雨水收集精准性和资源利用率，为城市绿化、工业用水和生态修复提供了可持续水源[1]。而海淀区则依托“水务大脑”和智慧气象技术，结合AI算法与气象雷达数据，建立了强降水精准预测和实时监测网络，在2023年7-8月暴雨期间，该系统通过智能雨水调蓄池对强降雨进行错峰调蓄，不仅保障了城市安全，还实现了大量雨水的有效收集和再利用，其智慧气象系统实现了未来2小时内逐6分钟降水的精准预测，暴雨预警提前量达到147分钟，显著提升了区域雨水收集的预见性和主动性，缓解了城市用水压力，同时减轻了城市排水系统负担[2]。
国际方面，澳大利亚墨尔本大学与维多利亚州政府合作的“智能雨水收集系统”项目，利用机器学习算法分析30年历史降水数据和实时气象信息，为农村社区提供精准的雨水收集方案，该系统在维多利亚州干旱地区的试点表明，雨水资源利用效率提升了61.8%，储水成本降低了28.5%[3]。新加坡公共事业局开发的“智能水管理系统”，整合AI与物联网技术，实现了对水资源的全周期智能管理，其中雨水收集子系统可根据气象预测数据自动调整收集策略，系统上线后，新加坡城市雨水收集效率提高了53.4%，水质合格率达到99.7%[4]。
二、政策建议与实施路径
（一）顶层设计与资金保障政策。制定智慧水务顶层设计是推进AI赋能关中乡村水安全保障的关键。省级政府应牵头制定《关中地区乡村智慧水务发展五年规划》，将AI赋能雨水收集纳入乡村振兴战略和气候适应性整体框架，明确到2030年关中乡村地区智能雨水收集系统覆盖率达到65%以上的发展目标。同时，完善水资源智能化管理法规体系，修订《陕西省水资源管理条例》，出台《关中地区智能雨水收集利用管理办法》，建立跨部门协作机制。在资金保障方面，设立省级“智慧水务建设专项资金”，对乡村智能雨水收集系统建设给予30%-50%的补贴；推行“以奖代补”机制，根据系统绩效评估结果给予奖励；允许将智慧水务项目纳入地方政府专项债券支持范围。创新金融支持模式，开发“智慧水务贷”金融产品，鼓励银行机构创新抵押方式，设立政府担保基金降低融资风险。探索市场化激励机制，建立水权交易制度，试点“碳汇+水效”双积分制度，鼓励企业以“收益分成”方式参与建设，形成多元化、可持续的资金支持体系。
（二）技术支持与产业发展政策。强化科技创新是提升关中乡村水安全保障能力的核心。建议设立“乡村智慧水务科技创新专项资金”，支持AI水务关键技术研发和应用示范；在省级科技计划中设立“极端天气下智能水资源管理”重点研究方向；支持建设3-5个“智慧水务创新实验室”，打造产学研用协同创新平台。同时，积极培育智慧水务产业链，制定《关中地区智慧水务产业发展行动计划》，培育智能传感器、边缘计算设备、水质监测设备等细分领域；建设“智慧水务产业园区”，吸引龙头企业入驻，形成产业集群；设立“智慧水务产业投资基金”，引导社会资本投入。加强技术标准建设，制定《乡村智能雨水收集系统技术规范》《AI水质监测系统建设标准》等技术标准，建立智能水务设备质量认证体系，确保设备安全可靠、数据准确有效。推动技术成果转化与应用，建立“乡村智慧水务技术需求与成果对接平台”，推行技术经理人制度，选派技术专家驻村指导智慧水务建设，支持企业与高校院所合作建立产业技术研究院，促进技术迭代升级，形成技术创新与产业发展良性循环。
（三）实施推广与运营维护政策。科学有序推进智慧水务建设是确保政策落地的重要环节。建议分类推进建设模式：对经济条件较好的乡村，采用“政府引导+市场主导”模式；对经济条件薄弱的乡村，采用“政府主导+社会参与”模式；对重点水源地和生态脆弱区，采用“政府全额投入”模式。选择50个典型村庄开展智慧水务试点示范，打造可复制可推广的“智慧水村”样板，建立分层级的示范工程体系，定期组织现场观摩和经验交流活动，促进先进经验横向推广。建立长效运营机制，构建“政府监管+企业运营+村民参与”的三位一体运营模式，探索“物业化”管理方式，引入专业企业负责系统日常运营维护，建立智能水务设施公共维修基金，确保系统长期稳定运行。加强人才培养与能力建设，在高校设立“智慧水务工程”专业方向，在农业职业院校开设“智能水务技术”专业课程，建立“乡村水务管理员”制度；对县乡水利部门工作人员开展智慧水务专题培训，建立移动培训平台，组建“智慧水务技术服务团”，定期深入乡村开展技术指导和服务，为智慧水务建设提供人才保障。
（四）社会参与与共治政策。多元参与机制是保障智慧水务系统持续高效运行的关键。建议创新水资源协同治理机制，建立“政府主导、村民主体、企业参与、社会支持”的多元共治格局，成立“智慧水务村民理事会”，参与系统建设和运营管理决策，引入第三方评估机制，定期评估智慧水务系统运行效果和社会效益。强化数据共享与信息公开，建设省级“智慧水务大数据平台”，实现水资源数据跨部门共享，开发面向公众的水资源信息公开应用程序，定期发布《关中地区乡村水资源状况报告》，接受社会监督。建立水资源保护激励机制，实施“水资源保护积分制”，村民参与水资源保护和监测可获得积分，兑换生活物资或现金奖励；开展“水资源管理示范户”评选活动，给予荣誉和物质奖励；将水资源保护成效纳入村干部考核指标，与绩效挂钩。加强知识传播与意识培养，编制通俗易懂的《智能雨水收集使用手册》，利用村村通广播、短视频等形式，普及水资源保护和智能利用知识，在中小学开展“珍惜水资源”主题教育活动，培养全社会水资源保护意识，形成全民参与、共建共享的智慧水务发展新格局。
三、结束语
推进AI赋能关中乡村雨水收集与水安全保障体系建设，是应对极端天气挑战、保障乡村水安全的重要举措。从国内外实践案例来看，人工智能技术可有效提升雨水收集效率和水资源管理水平，为关中乡村地区提供了可行的技术路径。各级政府应高度重视，加强顶层设计，完善政策体系，保障资金投入，创新实施机制，培养专业人才，广泛动员社会力量，合力构建智能化、精准化、韧性强的乡村水安全保障体系。通过政策推动和技术创新双轮驱动，AI赋能的智慧水务体系将成为乡村振兴和可持续发展的重要支撑，为推动关中乡村地区农业现代化、生态文明建设和乡村宜居宜业提供坚实的水资源保障。在未来实施过程中，应坚持问题导向、技术创新、因地制宜和多方协同的原则，不断完善政策体系，创新实施机制，确保AI赋能关中乡村雨水收集与水安全保障路径切实可行、落地有效，为关中乡村地区实现“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的水资源管理新格局作出积极贡献。
四、参考文献
[1] 浙江省水利厅. 2023年浙江省智慧水利建设成果报告[EB/OL].(2024-03-10)[2025-03-14].http://slt.zj.gov.cn/art/2024/3/10/art_1229123058_58902468.html.
[2] 北京市水务局. 北京市海淀区“海绵城市“建设评估报告[R].2024-01-15.
[3] The UniversityofMelbourne.In-telligentStormwaterRecoverySystemsforRuralCommunities[R/OL]. (2023) [2025- 03-14].https://research.unimelb.edu.au/publica-tions/water-resources/isrcs-2023.
[4] Singapore Public UtilitiesBoard.SmartNation,SmartWater,AnnualReport2023[R/OL].(2023)[2025-03-14].https://www.pub.gov.sg/annualreports/2023.
基金项目：2025年度陕西省哲学社会科学研究专项课题“极端天气下基于雨水收集的关中乡村水安全路径研究”（编号2025YB0181）；西安翻译学院2022年度博士科研启动经费研究项目“乡村振兴战略下陕西农业自然资源评估与可持续发展研究”（编号：2022B02）
作者单位：西安翻译学院