《International Journal of Water Resources Development》：Using smart water technologies to support community water governance: a systematic review of global literature and implications for South Africa
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智能水技术（SWT）越来越多地被用于改善水管理和基础设施效率。本研究系统性地综述了关于SWT与社区水治理之间关系的全球文献，特别关注与南非相关的经验教训。遵循PRISMA-P指南，该综述综合了来自同行评审和灰色文献来源的证据。研究结果表明，智能技术可以支持水治
智能水技术（SWT）越来越多地被用于改善水管理和基础设施效率。本研究系统性地综述了关于SWT与社区水治理之间关系的全球文献，特别关注与南非相关的经验教训。遵循PRISMA-P指南，该综述综合了来自同行评审和灰色文献来源的证据。研究结果表明，智能技术可以支持水治理系统中监测、透明度和决策的改进。然而，有效实施取决于制度能力、社区参与以及能够有意义地利用技术数据以实现可持续和气候适应性水管理的治理结构。
**论文解读：智能水技术与社区水治理的系统综述——以南非为焦点**
**研究背景与问题**
全球范围内，水资源短缺和气候变异对可持续发展构成重大挑战，尤其在非收益水（NRW）损失高、基础设施老化和需求增长的地区。智能水技术（SWT），包括智能水表、物联网（IoT）传感器、自动泄漏检测和云监控平台，被视为提升水管理效率和透明度的有力工具，并与可持续发展目标（SDG）6.4（提高用水效率）相呼应。然而，技术的成功不仅依赖其自身能力，更取决于治理结构——即能否促进公平、参与性和适应性决策。社区主导的水治理（community-led water governance）强调地方利益相关者、社区和机构在水资源管理和监督中的主导作用，可增强透明度、问责制和本地所有权。在南非，基础设施老化、非收益水损失超过35%等问题突出，多个市政当局已开始尝试部署SWT以改善监测、需求管理和收入回收。尽管如此，现有文献多聚焦于技术性能或制度方面，对SWT如何融入社区水治理的交叉研究极为有限。为此，研究人员开展这项系统综述，旨在回答三个核心问题：（1）哪些SWT最常用于水管理？其在南非如何部署？（2）SWT生成的数据如何支持社区水治理和决策？（3）全球经验能为南非利用SWT强化社区水治理提供哪些启示？该论文发表于《International Journal of Water Resources Development》。
**主要关键技术方法**
本研究采用系统综述方法，遵循系统综述和荟萃分析优先报告条目（PRISMA-P）指南。文献检索覆盖Scopus、Web of Science、Google Scholar等数据库，以及南非地方政府协会（SALGA）和水研究委员会（WRC）等机构的灰色文献。检索词包括“社区水治理”、“智能水技术”等，并通过布尔运算符“OR”和“AND”组合。纳入标准为同行评审论文及相关的政策报告、行业简报等，最终筛选出32项研究。研究样本来源多元，涵盖南非、坦桑尼亚、乌干达、美国、意大利、中国等国家及全球系统综述。质量评估聚焦于研究是否回答综述问题以及是否涉及智能技术与社区治理的整合。综合技巧包括主题分类、结果表格化和概念映射图。
**研究结果**
结果部分围绕四个主题展开：
1. **南非智能水技术在社区水治理中的整合**
通过分析Masia和Erasmus（2023）的问卷调查（涉及豪登省市政当局），发现尽管88%的参与者知晓水资源保护策略，但仅17%报告实际部署了智能水表。Telukdarie等人（2025）记录了约翰内斯堡水务公司部署智能水表与自动水平衡系统，实现了实时泄漏检测、压力监测和需求预测，降低了非收益水并节约了成本。Fell等人（2019）在弗兰斯胡克开发了低成本物联网流量传感器，使用开源声纳部件测量河流水位，解决了破坏和盗窃问题。Visser等人（2020）在开普敦学校开展随机对照试验，将智能水表与行为“助推”和宣传活动结合，使用水量减少15–26%，优于全球平均的12.15%。灰色文献（如NEPAD 2023、ITWeb 2025、GreenCape 2022）进一步证实了智能水表大规模推广的效果，但指出投资回报（ROI）分析需考虑非货币收益及非收益水减少。
2. **社区水治理模型分析**
通过综述Tantoh和McKay（2021）、Adams和Zulu（2015）等研究，发现社区水治理模型如用水户协会（WUA）和社区水管理系统（CBWMS）能够提升供水可靠性和气候适应性。Adams和Zulu（2015）在马拉维的研究指出，社区-公共合作伙伴关系改善了水供应，但富裕家庭可能“捕获”社区，导致参与不平等。Acharibasam等人（2023）强调原住民领导治理的重要性，发现其将水资源管理范围扩展到人类用水以外的文化价值。Hannah等人（2021）在肯尼亚发现，尽管水委员会设有性别配额，但男性仍主导决策，表明结构性不平等持续存在。研究方法以定性为主，样本量从16人（柬埔寨研究）到360人（肯尼亚）不等，凸显了当地利益相关者纳入的关键作用。
3. **智能水技术与物联网的全球应用**
通过综述Ramos等人（2023）、Aivazidou等人（2021）等文献，发现智能水技术包括配备压力和流量传感器的智能管道、自调节压力网络、以及基于云计算的监控与数据采集（SCADA）系统。Gupta等人（2023）区分了压力、pH和流量传感器在泄漏监测、水质监控和需求预测中的不同作用。Radhakrishnan和Wu（2021）评估了无需外部电源的压电和热电传感器，适用于偏远地区。Luciani等人（2019）开发的智能水表算法识别家庭泄漏准确率超过90%。然而，高初始成本、数据互操作性问题及网络安全风险（Okoli和Kabaso 2022）仍是主要障碍。
4. **智能水技术对社区水治理的有效性**
通过分析Foggitt等人（2024）、DiCarlo等人（2023）和Dai等人（2025）的研究，发现智能技术整合可带来知识生产、管理、责任分配等方面的治理转变。Foggitt等人（2024）的系统综述指出，在“水智慧社区”中，智能技术促进了规划规则的修订和居民参与。DiCarlo等人（2023）对美国社区水系统的定量研究发现，大型社区更易采用智能技术，但人工智能（AI）和数字孪生等先进工具采用率较低。Dai等人（2025）对新加坡和中国的混合方法研究表明，智能技术增强手动系统性能，减少非收益水并改善污染控制，但面临高投资成本、数据互操作性和网络安全挑战。
**讨论与结论**
讨论部分总结指出，SWT的效能最终取决于其所嵌入的治理结构。南非案例显示，结合行为干预（如“助推”和透明计费）能显著提升效果；但高资本成本、安全关切和社区认同不足是主要障碍。社区治理模型（WUA、CBWMS等）可增强供水可靠性，但需防范精英捕获和性别失衡。全球经验强调，技术工具必须与社区参与互补，而非取代。直接评估技术-治理整合的研究有限，但已显示其促进规划修订和居民参与的潜力。结论部分翻译如下：
“本研究证明，智能水技术通过提供及时可靠的信息以支持决策过程，具有显著改善水治理的潜力。本研究借鉴全球经验并聚焦南非背景，强调了技术革新与制度能力、利益相关者参与及有效治理框架相结合的重要性。总之，尽管智能水表、物联网传感器和自动监控系统已在减少非收益水、提高效率和改善计费准确性方面展现出可衡量的效益，但其成功最终取决于能够赋权社区并建立信任的治理框架。智能水技术并非万能药，而必须补充社区主导的水治理和管理，以确保行为改变和制度适应。通过应对高昂的初始成本、数据管理风险和有限的社区认同等持续挑战，政策制定者和从业者可以释放技术的全部潜力，以增强水管理的韧性、公平性和可持续性。将这些努力与更广泛的社会政治优先事项和可持续发展目标（SDGs）相结合，对于确保智慧水治理为南非及其他地区的气候适应和长期水安全做出贡献至关重要。”
