基于CiteSpace知識圖譜的我國水安全研究可視化分析

謝慶

摘要：水安全是確保國家各項重大戰略實施，以中國式現代化全面推進中華民族偉大復興的基礎支撐和關鍵保障。在以高水平安全護航高質量發展的現實需求下，水安全成為各界關注的重點。文章運用CiteSpace軟件對1999—2022年間CNKI中與水安全主題相關的839篇核心期刊進行文獻計量分析，基于文獻發表時序、研究團隊與機構識別、研究熱點與前沿問題的可視化分析，對水安全研究領域未來趨勢進行展望。研究發現，相關發文量穩步上升，熱點前沿問題具有階段性，但各大研究機構、團隊之間聯系較為薄弱。后續水安全研究需要在海綿城市建設、水環境修復技術與智慧平臺建設、水安全規章制度以及國家水安全學科建設等方面持續拓展。

關鍵詞：水安全；CiteSpace；可視化分析；熱點與趨勢

中圖分類號：C01? ?文獻標識碼：A? ?文章編號：1009-3605（2023）06-0040-09

一、引言

水安全關乎人民生命財產安全和國家長治久安，有力支撐和保障著經濟社會持續健康發展[1]。黨中央、國務院歷來高度重視水利建設，特別是黨的十八大以來，以習近平同志為核心的黨中央對于水安全保障作出了一系列重大決策部署，為我國經濟社會長期穩定繁榮奠定了堅實基礎。黨的二十大報告明確提出，以新安全格局保障新發展格局，強化重大基礎設施、資源等安全保障體系建設[2]。加強水安全領域相關研究，以高水平水安全格局保障我國高質量發展格局[3]，是筑牢中國式現代化水利之基，全面推進中華民族偉大復興的必然要求。目前，學界從水安全內涵、水安全保障能力提升、水安全評價和水安全學科構建等方面開展了廣泛研究[4-8]，研究內容豐富并逐步走向深入，但對現有成果研究現狀和演進態勢進行系統性梳理的文獻并不多見，在從量化和可視化角度對該領域研究熱點問題整理方面有所欠缺，這不利于分析水安全研究的整體狀況和后期研究的深入?；诖?，本文以1999—2022年發表在中國知網數據庫核心期刊上與水安全相關的學術文章為研究樣本，運用CiteSpace軟件對水安全領域的研究方向、各階段研究熱點和前沿問題進行分析，并對其研究發展趨勢進行展望。

二、數據來源與研究方法

（一）數據來源

本文所用分析文獻數據來源于中國知網數據庫（CNKI）中的核心期刊（EI期刊、CSCD期刊、CSSCI期刊和北大核心期刊）。以“水安全”為主題詞，以1999—2022年為時間范圍進行檢索，刪除會議稿、無作者信息與“本刊編輯部”文獻，最終獲取839條有效數據。

（二）研究方法

CiteSpace是由美國德雷賽爾大學計算機與情報學學院陳超美教授開發的一款文獻計量分析軟件，具有良好的可視化效果[9]。運用該軟件對國內水安全研究領域的發文數量變化、關鍵詞共現、聚類及突現進行分析，可生成直觀的知識圖譜從而展現該領域研究熱點與前沿問題。同時，根據高頻作者和研究機構圖譜可評價國內水安全研究領域研究團隊與科研人員的學術影響力，發現各學術團隊之間的不足之處。結合領域熱點變化過程、研究團隊之間不足與國內政策導向對未來研究熱點趨勢作出判斷，為后續研究提供參考。

三、文獻數據總體特征分析

（一）發文量趨勢

總體而言，1999—2022年期間我國水安全研究領域相關文獻的發文數量呈上升趨勢（圖1）。1999年以前，國內發表在核心期刊上的水安全領域的研究成果為零。直到1999年10月北京大學環境中心學者洪陽在我國水資源承載能力的基礎上討論了國內水安全問題，2000年3月荷蘭海牙通過了《21世紀水安全海牙宣言》以及同年8月瑞典斯德哥爾摩召開了“21世紀水安全”的世界水討論會后，學者們開始關注全球水安全面臨的危機，水安全研究才逐步進入國內學者的視野。隨著2002年水安全保障技術研究項目列入“十五”國家科技攻關計劃，2003年開始國內水安全研究文獻逐年增加并于2011年達到第一個研究高峰。經歷4年研究峰谷，2016年國內水安全研究文獻數量達到第二高峰。隨著水利行業與化學、物理、計算機科學等學科的跨學科交流增多，“海綿城市”概念的提出及相關政策的出臺，2017—2022年我國水安全領域研究文獻數量在波動中逐漸攀升。

（二）主要研究團隊

以作者為分析依據可以識別研究團隊合作交叉強度，并能夠很好地呈現核心研究人員的交流關系，從而分析評估研究人員在此領域的研究貢獻與學術影響力。在軟件中將時間以1年為單位劃分，選用“作者”為節點類型，運行軟件得到1999—2022年我國水安全研究學者發文結果。為了方便展現，表1中僅截取了發文量大于等于4篇的前18位作者的相關信息。

根據普賴斯定律，在水安全研究領域發文篇次大于3篇的為核心作者。從表1中可知，發文頻次較高的分別為左其亭、夏軍、劉新有、史正濤、金菊良所在的研究團隊。各團隊研究側重點有所不同：左其亭團隊重點關注水科學、水安全和其他學科的交叉研究以及戰略區域水安全評價體系框架構建；夏軍團隊側重對水安全概念的界定，并提出區域或流域水安全問題的思考與展望，同時注重大尺度分布式水文模型的研究應用；史正濤和劉新有團隊側重研究城市水安全內涵、進展、發展趨勢和評價指標體系，并采用不同原理的城市水安全評價方法；金菊良團隊主要對流域水安全評價方法進行了探討，基于不同理論構建流域水安全診斷評價模型。

根據中介中心性結果和作者發文圖譜（圖2）可判斷作者在該領域研究的活躍度和與其他學者的聯系緊密程度[10]。夏軍和左其亭的中介中心性為0.01且發文圖譜位于核心圈，其形成的節點聯系網最為緊密，表明兩位學者不僅在水安全研究領域發文量大，且與其他學者聯系相對密切，但范圍較小。其他學者中介中心性均為0且處于發文圖譜外圍，說明學者之間的聯系較少，尚未形成完整高效的學術溝通交流合作網絡。

（三）研究機構發文量

為了解我國水安全研究領域的主要研究機構，以及不同研究機構之間在學術上的合作程度和發文貢獻，在CiteSpace軟件中設置機構分析，選擇研究機構作為節點類型，運行軟件后生成我國水安全研究領域相關研究機構的合作網絡圖譜（圖3）和發文頻次表（表2）。

在圖3中，機構節點大小表示研究機構累計發文量的多少，各節點間連線代表研究機構間的聯系。從圖譜中可看出，該領域核心圈研究機構聯系相對密切，外圈許多機構合作很弱，基本獨自開展研究。該領域合作交流最頻繁的機構為中國水利水電研究院，其與中國科學院地理科學與資源研究所和南京水利科學研究院水文水資源與水利工程科學國家重點實驗室之間交流十分密切，因此其研究深度與廣度相對較高，文章產出量較大。河海大學是該領域研究主力之一，其水文水資源學院和商學院總計貢獻文獻15篇。云南師范大學旅游與地理科學學院總計發文13篇，但據圖3顯示，僅與云南省水文水資源局有一定聯系，同時表2所示其中介中心性為0，表明該機構主要進行獨立研究，與其他科研機構學術交流較少。

表2為水安全領域發文數量前13的研究機構。從時間序列來看，該領域三個階段主要研究機構有所不同。起步階段（1999—2006年），主要發文機構為中國水利水電科學研究院、中國科學院地理科學與資源研究所和水利部水利水電規劃設計總院。提升階段（2007—2015年），主要發文機構為南京水利科學研究院水文水資源與水利工程科學國家重點實驗室、云南師范大學旅游與地理科學學院、武漢大學水資源與水電工程科學國家重點實驗室、合肥工業大學土木與水利工程學院、河海大學商學院。發展階段（2016—2022年），主要發文機構為中國水利水電科學研究院流域水循環模擬與調控國家重點實驗室、上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司、中國城市規劃設計研究院、河海大學水文水資源學院和中國科學院大學。由此可見，研究主力從各大高校逐步向各大國家重點實驗室或設計院轉變。

綜上，我國水安全研究領域相關研究機構的合作交流聯系還較弱，尚未形成有機整體。合作研究大多來自同一院?；蛲坏貐^或具有相同學術背景的團隊，跨?？鐓^跨學科學術合作較為缺乏。因此，未來我國水安全領域各研究團隊合作的空間還很大。

四、研究熱點與前沿分析

（一）研究前沿分析

關鍵詞是對全文的高度凝練和概括，通過對關鍵詞的突現分析，可以進一步了解國內水安全研究的發展過程與前沿動向。突現值越高，代表該關鍵詞在某一段時間內出現過顯著增加的情況，是整個研究過程中相對重要的研究主體。通過分析各關鍵詞的出現和結束時間，得到每個時段國內水安全研究領域的研究熱點（圖4），為預測未來研究熱點提供引導。

通過圖4可以發現，我國水安全研究熱點有三個階段：第一階段（1999—2006年）：主要研究關鍵詞主要為“對策”“安全”“節水”“評價”“華北地區”“城市”，該階段討論主題主要可以分為地區水安全規劃、評價、節水保水措施、水安全整治對策四個方面。第二階段（2007—2015年）：該階段關鍵詞呈現出多元化的特點。有“集對分析”“安全評價”“水質”“指標”等水安全領域某一方面相關的研究新熱點，也有“水生態”“氣候變化”“用水安全”等涉及可持續發展理念方面的內容?！秶肄r業節水綱要（2012—2020年）》出臺后，以市政工程為主要研究方向的“水質”研究和以農業節水為主要研究方向的“水資源”研究開始成為熱點。第三階段（2016—2022年）：“海綿城市”“綜合治理”“生態修復”“規劃”等成為新的研究熱點。其中，“海綿城市”突發值高達16.84。在海綿城市建設的大環境背景下，區域綜合治理、生態修復和指標體系等相關研究分支進入了學者的研究視野，只有深入了解區域治理方法、生態修復手段與各地水安全當前薄弱環節，才能有針對性地構建海綿城市。

（二）關鍵詞聚類分析

在關鍵詞共現分析基礎上，選用軟件的LLR算法進行聚類分析，得到水安全研究領域關鍵詞聚類網絡圖譜（圖5）。

1.水安全概念。聚類0#“水安全”的研究從圖中水安全節點變化可以看出，其研究貫穿1999—2022年，至今仍然是水安全研究領域的熱門話題。當前對于水安全的理解大多是基于夏軍最初對水安全定義的延伸，即水安全是一個地區內維持人類生產、生活所需的足量且保質的水資源、確保社會免受水旱災害的侵蝕與水環境污染、保持流域內自然環境與人民生活狀況健康的能力。聚類#1“水資源”、#3“水質”、#10“虛擬水”是水安全定義的相關分支與拓展的研究熱點。

2.區域水安全建設研究。提升區域整體水安全度需根據外界條件變化情況，有針對性地對現有設施進行相關改造。聚類#5“氣候變化”是對部分外部條件變化展開的研究，主要包括氣候變化對我國水安全的影響與對策、氣候變化對我國農業用水安全細分領域的影響與對策、其他國家及地區應對氣候變化的研究等三個方面。聚類#4“海綿城市”、#9“應急調水”、#11“建設模式”是關于應對外部條件變化所開展的探索性與實踐性研究，主要包括海綿城市系統化方案編制思路、小范圍地區（<8km2）海綿系統設計、城市管網布設研究、城市水系規劃編制探索、城市建設模式實踐經驗與教訓等。

3.水安全建設應用效果評估。對區域水安全設施進行建設效果評估是加強城市水安全保障必不可少的環節。聚類#2“指標體系”和#7“保障體系”是水安全評價與保障體系建設的部分內容，評估指標體系構建基于PSR/DPSIR模型，水安全評價方法主要涉及層次分析法、邊際效應遞減原理、虛擬水理論、向量機、投影尋蹤法、可拓物元分析法等。

4.水安全學科建設。近幾年有學者著力開展水安全與經濟、工程、環境、計算機等相關學科深度交叉融合的研究。以聚類#12“人水關系學”為代表的相關學科建設研究日益增多，主要包括水安全學科體系構建探討、水科學交叉學科群建設探析、人水關系學科發展布局討論等。

五、水安全研究趨勢展望

水安全是糧食安全、能源安全、生態安全、生命健康安全等一系列關乎國家安全的基礎性支撐。隨著全球氣候變化和人類活動的持續影響，水資源、水生態、水環境治理面臨的壓力日益加劇，堅實可靠的水安全保障是生態文明建設的關鍵環節，更是全面推進中國式現代化的必然要求，水安全領域的相關研究未來將持續得到重視和發展?；谇拔南嚓P分析，我國水安全領域研究有以下幾大發展趨勢。

（一）海綿城市建設

改革開放以來，各大城市的急劇擴張、盲目建設和不合理規劃給城市治理埋下了種種隱患，特別是近年來極端天氣導致的城市內澇日益頻發，海綿城市建設尤為迫切。國務院辦公廳出臺《關于推進海綿城市建設的指導意見》，住建部印發《關于進一步明確海綿城市建設工作有關要求的通知》，政策文件的相繼出臺表明我國城市建設必須走一條兼顧發展和安全的科學道路。對于海綿城市建設，可從兩個方面開展研究：一是城市建設理念與自然水文特征響應基本一致，降低新材料、新工藝、新建筑對自然環境的影響，構建城市微循環系統；二是海綿設施建設要符合總體景觀格局設計思想，與水文化內核緊密結合，豐富我國水文化精神內涵。

（二）水環境修復技術與智慧平臺建設

隨著習近平生態文明思想的提出和豐富，我國越來越重視對綠水青山的保護修復。加強物理修復、化學修復、生態修復等技術研發既是現實所需，也是學界一直以來的研究重點。同時，搭建“全可視、全感知、全管理、全智能”的智慧水利信息化平臺是提升水安全保障能力的利器。如何通過智慧化平臺打通數據壁壘，實時掌握水位水量、污染濃度等各項水安全指標并及時處理，推動水安全信息化技術發展，這將是未來研究的熱點方向。

（三）水安全政策文件和規章制度完善

隨著對水安全問題認識的深入和保障能力提升的需求，近年來各級政府開始在水安全領域建章立制，制定了符合國家和各地實際情況的水安全保障規劃并完善了相關配套文件。未來研究將持續關注水利法律和政策宣傳教育、水污染防治、水域保護、生態流量監督、水行政執法以及水安全技術規范等政策制度建設，為我國水安全管理提供基本遵循和制度保障。

（四）國家水安全學科建設

近年來，王浩和左其亭等人提出將“國家水安全學”作為“國家安全學”的二級學科。建立和發展國家水安全學科是支撐國家安全的基石之一，為保障國家水安全提供重要理論支撐、技術指引和先進人才，同時也是完善國家安全學科建設的重要環節。國家水安全學科建設剛剛起步，跨學科、跨區域合作交流，多學科協同創新是大勢所趨，相關理論方法、應用實踐探索與學科邊界、提升國家水安全保障能力的軟硬件設施和國家水安全相關立法政策等方面的研究也將在未來得到進一步拓展。

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責任編輯：周 覓