水利前沿技術(shù)

1、水利水電工程技術(shù)及學(xué)科前沿摘要：改革開放30 多年，現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢明顯加快，先進(jìn)的施工方法與技術(shù)得到前所未有的發(fā)展，施工企業(yè)迎來了黃金時機(jī)。在當(dāng)今倡導(dǎo)的建筑節(jié)能大環(huán)境下，施工企業(yè)只有對建筑施工方法和技術(shù)進(jìn)行革新，并將其運用到各類建筑項目中去，才能抓住機(jī)遇，在激烈的競爭中生存下去。但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水利施工不僅在技術(shù)方面不斷成熟，在水科學(xué)領(lǐng)域，也越來越重視水資源的可持續(xù)利用、重視保護(hù)生態(tài)環(huán)境、重視人與自然的和諧相處。本文分析了我國水電科學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀，選取了水資源可持續(xù)發(fā)展、南水北調(diào)工程等相關(guān)內(nèi)容，闡述了它們的現(xiàn)狀、問題和進(jìn)一步研究方向，并列舉了與其相關(guān)的一些技術(shù)，淺略探討我國水電施工技術(shù)和水電學(xué)

2、科的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：水利水電工程；水力學(xué)科發(fā)展趨勢；水利施工技術(shù)一、水利水電工程學(xué)科發(fā)展的總趨勢1 國際社會公認(rèn)的可持續(xù)發(fā)展的原則是水利科技發(fā)展的指導(dǎo)思想在水科學(xué)領(lǐng)域，高度重視水資源的可持續(xù)利用，高度重視保護(hù)生態(tài)環(huán)境，高度重視人與自然的和諧是水科學(xué)發(fā)展追求的目標(biāo)。可持續(xù)發(fā)展水利，首先是理念與觀念的突破，繼之是制度與技術(shù)支撐下的實踐，最根本的是堅持人與自然和諧相處。破解我國水資源的問題，具體針對四大水問題，又對應(yīng)四個核心要點：1）給洪水以出路，給河流以空間，科學(xué)調(diào)控洪水，合理利用洪水資源，從洪水控制轉(zhuǎn)向洪水管理，以解決我國洪澇自災(zāi)害嚴(yán)重的問題。2）建設(shè)節(jié)水型社會，著力于水資源管理的制度建設(shè)，強(qiáng)

3、化水資源合理配置和需水管理，提高水資源的利用效率與效益，從根本上解決我國水資源短缺的問題。3）充分利用大自然的自我修復(fù)能力，人工治理與生態(tài)修復(fù)相結(jié)合，生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會效益統(tǒng)籌兼顧，加快水土保持建設(shè)，以解決我國水土流失等生態(tài)問題。4）發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)，嚴(yán)格排污管理，加強(qiáng)水資源保護(hù)，維護(hù)河流健康，以解決我國水污染的問題。十年來，可持續(xù)發(fā)展水利已經(jīng)取得明顯成效，具體體現(xiàn)在：構(gòu)建長江防洪體系、緩解黃河斷流、規(guī)劃實施南水北調(diào)工程、修訂實施新的水法、建設(shè)節(jié)水型社會、維護(hù)河流健康、推進(jìn)民生水利建設(shè)、實施最嚴(yán)格的水資源管理制度（用水量控制與排污總量控制）等。新的可持續(xù)發(fā)展治水思路與水利發(fā)展框架已初步確定，今后的主

4、要任務(wù)是在新的時代背景下不斷豐富、深化、完善和落實。2 水利科技的發(fā)展，更加重視宏觀問題的探索，在更大的空間尺度和時間尺度上研究水的遷移、演變規(guī)律，特別是水與生態(tài)系統(tǒng)及社會經(jīng)濟(jì)之間的相互關(guān)系。對于河流的研究已經(jīng)不僅僅是水文學(xué)或者水力學(xué)意義上的河流，而是一個具有生命的流動的的生態(tài)系統(tǒng)。河流也不僅僅是孤立的自然河流，而是與人類社會經(jīng)濟(jì)交織在一起的自然社會經(jīng)濟(jì)復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的一部分。3 、學(xué)科間的交叉、融合、滲透，新的邊緣學(xué)科的產(chǎn)生，將是當(dāng)今水利科技發(fā)展的重要特征 。由于水既具有自然屬性，又具有經(jīng)濟(jì)屬性和社會屬性，單純研究水的自然屬性，就水論水，已經(jīng)難以解決水科學(xué)領(lǐng)域中的復(fù)雜問題。 僅僅就水論水，難有

5、重大突破。1）自然科學(xué)與社會科學(xué)的交叉，科學(xué)與技術(shù)的融合已經(jīng)成為科技發(fā)展趨勢。在水科學(xué)中，廣泛吸收生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、氣象學(xué)、農(nóng)學(xué)以及社會學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、法學(xué)和管理學(xué)的知識，發(fā)展新的邊緣學(xué)科和交叉學(xué)科，鼓勵多種技術(shù)的開發(fā)集成，將極大加快水利科技的發(fā)展。2）水問題本質(zhì)上是綜合性的，涉及水的自然屬性和經(jīng)濟(jì)、社會以及人文屬性，因而水問題的解決也應(yīng)該是綜合性的，研究范疇包括水問題、水系統(tǒng)和水管理三個核心問題。3）水問題是指人類社會與經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程中出現(xiàn)的人水關(guān)系不和諧現(xiàn)象及其對社會經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境的影響。水問題的科學(xué)基礎(chǔ)是指導(dǎo)致水問題形成與發(fā)展的人文因素與自然因素相互作用的模式、機(jī)理、過程和效應(yīng)。水利則是調(diào)整人

6、水關(guān)系進(jìn)而解決水問題的理論、技術(shù)和實踐的綜合。4）水系統(tǒng)是指流域地表水、地下水、土壤水、大氣水和生態(tài)系統(tǒng)的水，通過水循環(huán)動態(tài)地聯(lián)系在一起，形成的流域水系統(tǒng)。洪水與干旱是流域水系統(tǒng)的極端變化，流域缺水、水體污染和水生態(tài)系統(tǒng)退化三大水問題本質(zhì)上也是大規(guī)模人類活動引起的流域水循環(huán)及其伴生過程的異樣變化，水利工程是人類開發(fā)活動對流域水系統(tǒng)的作用與擾動。5）水管理是指對水系統(tǒng)實施科學(xué)管理，旨在研究流域水系統(tǒng)的歷史演變規(guī)律、現(xiàn)代變化特征和未來變化趨勢，揭示引起變化的原因，探討實施適度調(diào)控的理論與策略，構(gòu)建水資源高效利用的政策體系、管理機(jī)制和技術(shù)系統(tǒng)，實現(xiàn)水資源的可持續(xù)管理。4 高新技術(shù)的應(yīng)用將極大改變水利

7、科技的面貌。20世紀(jì) 70年代末開始的計算機(jī)應(yīng)用，使水利科技的研究手段大為提高。預(yù)計未來10年，信息技術(shù)和其它高新技術(shù)的應(yīng)用，會使水利科技的認(rèn)知能力、調(diào)控能力和輔助決策能力發(fā)生質(zhì)的變化。5 創(chuàng)新是水利科技發(fā)展的動力面對嚴(yán)重的全球水危機(jī)，各國都在立足創(chuàng)新，發(fā)展新理論，創(chuàng)立新模型，開發(fā)新技術(shù)。水科學(xué)發(fā)展日新月異我國的水問題的難度在世界上是獨一無二的，因此要在學(xué)習(xí)借鑒發(fā)達(dá)國家的科技成果的同時，更加注重我國的國情、水情，創(chuàng)造符合我國國情的水科學(xué)理論體系和水工程技術(shù)體系，擁有更多的自主知識產(chǎn)權(quán)和原始創(chuàng)新成果。二、主要內(nèi)容1 水資源的可持續(xù)利用1）問題背景及其重要性 水既是基礎(chǔ)性的自然資源和戰(zhàn)略性的經(jīng)濟(jì)資

8、源，又是生態(tài)環(huán)境的控制性要素。水資源短缺和時空分布不均是我國的基本國情。我國水利發(fā)展的現(xiàn)狀與經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的要求還有很大的差距。2）研究現(xiàn)狀與存在問題 水文學(xué)研究，在科學(xué)層面，已從水文循環(huán)的單個孤立環(huán)節(jié)向多尺度耦合過程發(fā)展，這是系統(tǒng)觀點在水文學(xué)中的反映。面向可持續(xù)發(fā)展的水資源價值觀和方法論的提出與初步形成，標(biāo)志著水資源學(xué)科開始步入其初步成熟階段。 我國水文水資源研究取得了很大成就，但與世界先進(jìn)水平相比，仍有一定差距。3）水資源持續(xù)利用與社會持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思考 首先要建立節(jié)流-建立型社會、節(jié)水型農(nóng)業(yè)、節(jié)水型工業(yè)、節(jié)水型城市；其次要進(jìn)行開源：一是調(diào)水，進(jìn)行跨流域調(diào)水，改變中間地帶水分布不均勻的

9、狀態(tài)比如進(jìn)行南水北調(diào)工程。二是蓄水。三是雨洪資源化，將雨水資源化、洪水資源化、咸水資源化等。2 防洪、抗旱與減災(zāi)1）現(xiàn)狀及問題水旱災(zāi)害歷來是威脅中華民族生存與發(fā)展的最為嚴(yán)重的自然災(zāi)害。20世紀(jì)的防洪以控制洪水為主要目標(biāo)，取得了巨大成績。但1998年大洪水及其后連年的干旱仍然暴露出我國防洪抗旱體系中的一些薄弱環(huán)節(jié)。與國外相對比，我國防洪抗旱減災(zāi)體系建設(shè)、科研計劃投入等方面，存在很大差距。到了21世紀(jì)，全社會強(qiáng)調(diào)以人為本、可持續(xù)發(fā)展、人與自然和諧等，人們對防洪工程體系合理布局、科學(xué)調(diào)度運用、更可靠的風(fēng)險分擔(dān)模式等要求大為提高，治水理念也由“控制洪水”轉(zhuǎn)向“洪水管理”，逐步規(guī)范人類自身調(diào)控洪水的行為

10、，并且努力增強(qiáng)自身適應(yīng)及承擔(dān)洪水風(fēng)險的能力。今天，在防洪減災(zāi)領(lǐng)域，人們思考的問題與追求的目標(biāo)，已經(jīng)不在局限于局部地區(qū)如何保障防洪安全，減少生命財產(chǎn)損失，維護(hù)社會安定與經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)發(fā)展，而是深入探討如何更為合理地處理區(qū)域之間、人與自然之間基于洪水風(fēng)險的厲害關(guān)系，爭取整體與長遠(yuǎn)的更大利益，在保障生命安全、減輕財產(chǎn)損失的前提下，通過承受適度分險與洪水資源化等途徑來保障供水安全、糧食安全與水生態(tài)環(huán)境安全，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境的協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展。2）戰(zhàn)略思考新時期，人類治水活動，既要遵循自然規(guī)律，又要遵循經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展規(guī)律： 人類的人類治水活動如果違背了自然規(guī)律，必將遭致大自然的報復(fù)； 人類的人類治水活動

11、如果違背了經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展規(guī)律，同樣將付出沉重的代價。水旱災(zāi)害是自然與人為因素交互作用的結(jié)果： 水旱災(zāi)害的風(fēng)險特性不僅取決于特定的自然地理環(huán)境與極端天氣情勢的出現(xiàn)，而且與人類活動密切相關(guān)； 隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，一方面在洪水與干旱風(fēng)險區(qū)中，人口與資產(chǎn)密度不斷提高及其脆弱性日益顯現(xiàn)，導(dǎo)致災(zāi)害損失的不斷增長，而無節(jié)制與盲目的人類開發(fā)行為還會危及生態(tài)環(huán)境，認(rèn)為加劇水旱災(zāi)害的風(fēng)險； 另一方面，洪水與干旱具有一定程度的可調(diào)控性，這是水旱災(zāi)害區(qū)別于地震、火山、颶風(fēng)、海嘯等其它自然災(zāi)害的重要特點； 防御與減輕自然災(zāi)害歷來是水利建設(shè)的重要任務(wù)。3）相關(guān)的前沿技術(shù)防洪抗旱決策支持技術(shù)1：洪水災(zāi)害的形成有孕育、發(fā)生、

12、發(fā)展、消退的過程, 相應(yīng)的人類的防洪減災(zāi)活動也有預(yù)防、預(yù)報、預(yù)警、抗洪、搶險、救災(zāi)與災(zāi)后恢復(fù)重建等各個環(huán)節(jié)。在此過程中有許多風(fēng)險與不確定因素會對決策產(chǎn)生影響。為配合國家防汛指揮系統(tǒng)的建設(shè), 防洪減災(zāi)研究所成立之初就設(shè)立了“防洪決策支持技術(shù)研究室” 。該室與相關(guān)研究室及外圍合作單位協(xié)作, 承擔(dān)完成了一批不同層次的決支持系統(tǒng)的研發(fā), 并形成了相應(yīng)的技術(shù)體系。防洪工程安全技術(shù)：防洪減災(zāi)研究所成立之初, 就設(shè)立了“防洪減災(zāi)工程技術(shù)研究室”，涉及堤防工程除險加固、防洪搶險、工程管理與安全評價等關(guān)鍵技術(shù)、防洪工程建設(shè)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn), 以及與生態(tài)景觀相結(jié)合的防洪工程建設(shè)新技術(shù)等研究方向。a)堤基管涌機(jī)理和防治關(guān)

13、鍵問題研究。開展了單層、雙層堤基管涌砂槽模型試驗, 提出了管涌發(fā)展動態(tài)模擬的概化數(shù)學(xué)模型, 開發(fā)了相應(yīng)的有限元計算程序, 實現(xiàn)了管涌發(fā)展的動態(tài)模擬;通過國內(nèi)外相關(guān)設(shè)計規(guī)范和研究現(xiàn)狀的分析評述, 對管涌搶險的合理范圍和蓋重合理寬度等提出了建議;對懸掛式防滲墻的作用和合理設(shè)計進(jìn)行了研究, 分析和評價了垂直防滲的效果;推導(dǎo)并給出了雙層堤基蓋重設(shè)計的理論公式, 對蓋重設(shè)計準(zhǔn)則進(jìn)行了比較研究, 并提出了建議。該項目取得的部分研究成果已在堤防工程設(shè)計規(guī)范的修訂中采用。水利部國科司組織的鑒定 b)崩岸防治技術(shù)。我國的河、湖岸線崩塌現(xiàn)象十分普遍, 嚴(yán)重威脅防洪大堤和人民生命財產(chǎn)的安全。護(hù)岸新技術(shù)在科研、設(shè)計、

14、施工和新材料等方面都開展了創(chuàng)造性工作, 包括室內(nèi)模型試驗、數(shù)值模擬等。 c)護(hù)坡新技術(shù)。護(hù)坡是保證堤防安全的重要單元, 也是堤防除險加固工程中的重要內(nèi)容。我國許多河道堤防護(hù)坡工程存在安全隱患, 或在完建后不久就發(fā)生塌滑等問題。通過成因分析, 探討了護(hù)坡結(jié)構(gòu)中墊層與反濾層設(shè)計以及波浪作用下護(hù)坡整體抗滑穩(wěn)定計算方法, 對國內(nèi)外堤防結(jié)構(gòu)設(shè)計理念與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計規(guī)范進(jìn)行了比較。d)防洪工程風(fēng)險評價技術(shù)。我國已形成以水庫大壩、堤防等工程措施構(gòu)成的防洪工程體系。但是這些工程有一定的防洪標(biāo)準(zhǔn), 也會因為自身的安全性給下游造成洪水災(zāi)害。工程安全評價是近幾十年來的綜合評價大壩、堤防等工程措施的安全性及其對下游威

15、脅程度的方法。在水利部重大項目“防洪減災(zāi)重大技術(shù)問題研究”中, 提出了防洪工程風(fēng)險評價的內(nèi)容框架, 對失事概率的估算方法、可靠度計算中隨機(jī)性的描述及參數(shù)獲取、防洪工程系統(tǒng)中的風(fēng)險度的計算、可靠性估算及風(fēng)險評價的應(yīng)用、風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)的制定等關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了探討, 特別強(qiáng)調(diào)了在借鑒發(fā)達(dá)國家經(jīng)驗的同時, 必須根據(jù)我國實際, 制定相應(yīng)的風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn)。3 農(nóng)村水利1）問題背景及其重要性農(nóng)業(yè)水利是農(nóng)村水利的主要內(nèi)容，它是以農(nóng)業(yè)增產(chǎn)為目的的水利工程設(shè)施，包括對農(nóng)業(yè)發(fā)展有利的各種水利問題。研究與農(nóng)業(yè)水利工程有關(guān)的地表水、地下水、土壤水分的轉(zhuǎn)化、運移過程和溶質(zhì)轉(zhuǎn)化遷移規(guī)律，通過灌溉排水工程設(shè)施改善農(nóng)田水分狀況和調(diào)節(jié)區(qū)域

16、水情分布，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的良好循環(huán)，消除水旱災(zāi)害，利用現(xiàn)代信息化工具和先進(jìn)的管理方法，科學(xué)合理地利用和保護(hù)水土資源，為發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和改善生態(tài)環(huán)境服務(wù)的綜合性學(xué)科。2）現(xiàn)狀及問題農(nóng)業(yè)用水一直是我國用水大戶，其用水量占國民經(jīng)濟(jì)總用水量的70%，長期由于技術(shù)與管理水平落后、灌溉設(shè)施老化失修、農(nóng)業(yè)用水科技含量與用水效率地下，全國農(nóng)業(yè)灌溉用水率為4050，與發(fā)達(dá)國家80利用率相差甚遠(yuǎn)。3）戰(zhàn)略研究重點與重大課題 農(nóng)業(yè)節(jié)水方面： 農(nóng)田尺度水分高效利用的應(yīng)用基礎(chǔ)研究 不同尺度節(jié)水效果關(guān)系研究 區(qū)域水土環(huán)境改善及農(nóng)業(yè)用水優(yōu)化配置技術(shù) 非常規(guī)水利用劣質(zhì)水資源化灌溉利用技術(shù) 雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)區(qū)水分的高效利用旱作農(nóng)業(yè)節(jié)水體系

17、 現(xiàn)代高效節(jié)水灌溉技術(shù)與設(shè)備升級 節(jié)水新材料與制劑研制 作物高效用水的生理學(xué)與分子生物學(xué)基礎(chǔ)農(nóng)田排水及農(nóng)業(yè)水環(huán)境 合理協(xié)調(diào)防洪與排澇的關(guān)系研究 澇漬綜合防御工程技術(shù)體系研究 信息技術(shù)應(yīng)用于洪澇漬防御 鹽堿地治理 田間化肥流失對水體污染的影響及其防治措施研究灌區(qū)現(xiàn)代化 灌區(qū)現(xiàn)代化管理體制機(jī)制研究 灌區(qū)用水管理測控技術(shù)及設(shè)備研究 數(shù)字灌區(qū)關(guān)鍵技術(shù)研究 灌區(qū)用水實時調(diào)度決策支持系統(tǒng)的開發(fā)農(nóng)村供水 農(nóng)村供水工程規(guī)模指標(biāo)體系研究 工程管理模式及供水水價研究 農(nóng)村飲用水衛(wèi)生技術(shù)模式研究和設(shè)備開發(fā)牧區(qū)水利 水草畜平衡與草原生態(tài)環(huán)境容量研究 牧區(qū)水資源合理開發(fā)科學(xué)配置安全利用關(guān)鍵技術(shù)研究 不同類型草地區(qū)域生態(tài)

18、需水綜合節(jié)水關(guān)鍵技術(shù) 牧區(qū)人畜供水指標(biāo)體系及用水安全保障技術(shù)研究 草原生態(tài)保護(hù)與草地水土保持綜合治理關(guān)鍵技術(shù)研究4）相關(guān)的前沿技術(shù)“節(jié)能型自由側(cè)翻式拍門”技術(shù)2目前國內(nèi)外中小型泵站采用的拍門主要是自由起落式, 這些拍門鉸軸多位于管口上方或其附近一般都不能擺脫重力的直接干擾。國內(nèi)個別泵站也有將拍門安裝在出水管口側(cè)壁上的。雖然避開了重力影響, 但在停泵閉門時需要外力配合而且難以做到適時、適度由武漢大學(xué)水資源與水電工程科學(xué)國家重點實驗室和湖南力威液壓設(shè)備有限公司共同研發(fā)的一種新型拍門-自由側(cè)翻式拍門較好地解決了這些問題。4 南水北調(diào)工程1）調(diào)水工程宏觀決策和長遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)研究 為滿足國家長遠(yuǎn)發(fā)展

19、的需求，全國范圍跨流域調(diào)水、優(yōu)化配置水資源的研究 跨流域調(diào)水量與受水區(qū)當(dāng)?shù)厮Y源及水利設(shè)施聯(lián)合補(bǔ)償調(diào)度、提高供水保證率的研究 水源地可調(diào)水量、對生態(tài)環(huán)境影響及補(bǔ)償機(jī)制的研究 節(jié)水與調(diào)水合理結(jié)合和配置的研究 解決南水北調(diào)受水區(qū)農(nóng)業(yè)缺水和地下水嚴(yán)重超采問題的研究 南水北調(diào)實施后，黃河流域水資源重新配置的研究 南水北調(diào)工程水價管理制度和價格體系研究 南水北調(diào)水權(quán)制度及水市場開發(fā)和宏觀調(diào)控研究2）東線工程防污治理與安全運行問題東線工程水污染防治技術(shù)及對策研究東線工程水質(zhì)水量監(jiān)測及預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)研究東線工程運行管理研究3）南水北調(diào)中線工程關(guān)鍵技術(shù)問題 中線工程輸水系統(tǒng)風(fēng)險分析及對策研究 長距離輸水系統(tǒng)水力

20、學(xué)研究 中線調(diào)水工程對生態(tài)環(huán)境的影響研究 長距離輸水系統(tǒng)通信及自動化監(jiān)控研究4）西線工程重大關(guān)鍵技術(shù)問題 西線調(diào)水對生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)影響研究 西線特殊環(huán)境下的地質(zhì)勘察技術(shù)研究 深埋超長輸水隧洞關(guān)鍵技術(shù)問題研究 高原寒冷缺氧地區(qū)工程設(shè)計、施工技術(shù)研究 西線調(diào)水管理機(jī)制和經(jīng)濟(jì)評價研究5）施工過程中的一些前沿技術(shù)“地球物理綜合勘探技術(shù)3”南水北調(diào)西線深埋藏隧洞圍巖結(jié)構(gòu)探測工程,由于工區(qū)地處高原, 地形起伏大, 隧洞埋深比較大,給地球物理勘測工作帶來了很大難度。這就需要地球物理工作者找出適合的地球物理方法。對于南水北調(diào)西線工程而言, 首先應(yīng)該考慮的地球探測指標(biāo)是探測深度。CSAMT 技術(shù)探測深度可達(dá)

21、1 2 km ,并且可靈敏地發(fā)現(xiàn)斷層, 這有利于解決南水北調(diào)西線一期工程中的深埋藏大隧洞的工程地質(zhì)勘探中所面臨的工程技術(shù)問題。例如, 可以探測深部構(gòu)造的發(fā)育特征且探測結(jié)果具有較高的準(zhǔn)確性, 為分析工程地質(zhì)問題提供基礎(chǔ)性資料, 從而很好地指導(dǎo)鉆探等勘探手段的野外工作布置, 具有很好的應(yīng)用前景。5長江黃河開發(fā)治理與生態(tài)保護(hù)1）現(xiàn)狀與問題黃河治理與生態(tài)保護(hù)中的突出問題： 洪水威脅依然是心腹之患 水資源供需矛盾十分突出 黃土高原水土流失嚴(yán)重 水環(huán)境惡化尚未得到有效遏制 2）指導(dǎo)思想 黃河治理的指導(dǎo)思想是：堅持全面規(guī)劃、統(tǒng)籌兼顧、標(biāo)本兼治、綜合治理的原則，實行興利除害結(jié)合、開源節(jié)流并重、防洪抗旱并舉。把

22、防洪作為黃河治理開發(fā)的一項長期而艱巨的任務(wù)，把水資源的節(jié)約和保護(hù)擺到突出位置，把水土保持作為改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、生態(tài)環(huán)境和治理黃河的一項根本措施。以黃河堤防不決口、河道不斷流、水質(zhì)不超標(biāo)、河床不抬高和努力維系黃河健康生命為戰(zhàn)略目標(biāo)。 3）相關(guān)的前沿技術(shù)建立“ 六水” 循環(huán)系統(tǒng)的水分運動規(guī)律和調(diào)控技術(shù)4，系統(tǒng)研究大氣降水與土壤水，引黃灌溉水與土壤水，土壤水與植物水，植物水與大氣水， 土壤水與地表水，土壤水與地下水等水分運動規(guī)律和調(diào)控機(jī)理，提高水分利用效率。6水環(huán)境與流域生態(tài)的保護(hù)和修復(fù)1）我國水環(huán)境與水生態(tài)現(xiàn)狀 江河湖庫污染日趨嚴(yán)重 河湖濕地萎縮、生態(tài)功能衰退 地下水超采與污染嚴(yán)重 水土流失問題突

23、出2）本領(lǐng)域水利科技存在的主要問題 在水環(huán)境與流域生態(tài)的保護(hù)和修復(fù)方面缺乏基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性和原創(chuàng)性研究。 在水環(huán)境治理的應(yīng)用技術(shù)方面，大多數(shù)是引進(jìn)和消化國外的技術(shù)，自主創(chuàng)新技術(shù)能力較差。 尚未形成完整的水域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系和信息共享機(jī)制。 3）對科技發(fā)展的需求 應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面：不同流域河流生態(tài)恢復(fù)目標(biāo)和任務(wù)的確定，水利水電工程生態(tài)環(huán)境效應(yīng)及評價方法研究 ，城市化發(fā)展對土地利用方式的改變所引起的水環(huán)境與生態(tài)問題的研究 ，洪水資源利用、防洪減災(zāi)與生態(tài)保護(hù)有機(jī)結(jié)合 ，水環(huán)境與水生態(tài)價值等涉及生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)方面的研究。 技術(shù)方法方面：區(qū)域和流域尺度上水污染防治體系的建立，城鎮(zhèn)生活污水治理技術(shù)、農(nóng)業(yè)非點源污

24、染控制技術(shù)及地下水污染治理技術(shù) ，水資源與土壤資源的同步高效合理利用與保護(hù)，水土保持科學(xué)技術(shù)體系的建立，生態(tài)環(huán)境友好的水利水電工程的規(guī)劃設(shè)計方法和調(diào)度運行模式，水域生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)研究與開發(fā)。 4）戰(zhàn)略研究重點與重大課題 流域水生態(tài)系統(tǒng)狀況分析及發(fā)展趨勢預(yù)測 與生態(tài)友好的水利水電工程技術(shù) 流域水環(huán)境保護(hù)與生態(tài)建設(shè)規(guī)劃方法研究 水土保持 流域水污染控制及生態(tài)修復(fù)的技術(shù)與管理 水管理隨著水資源開發(fā)利用水平的提高、對水環(huán)境的重視，不斷進(jìn)行改革、發(fā)生變化。 重視地下水的管理，控制對地下水的超采，開展人工回灌地下水； 推廣節(jié)水技術(shù)，重視提高用水效率；重視廢污水的回收利用； 注重水的生態(tài)環(huán)境價值與美學(xué)價值

25、；重視水利工程對環(huán)境造成的負(fù)面影響，并努力恢復(fù)生態(tài)環(huán)境5）相關(guān)的前沿技術(shù)基于河流平衡的技術(shù)集成5研究河流的水流、物質(zhì)流、能量流、生物信息流對生態(tài)系統(tǒng)平衡的耦合作用，分析水工程建設(shè)的影響和干擾，探討變化水資源與水工程的水文再調(diào)控對生態(tài)影響和修復(fù)的途徑與技術(shù)。通過大數(shù)據(jù)、系統(tǒng)分析及地理信息技術(shù)應(yīng)用，開展河湖工程建設(shè)的環(huán)境水文和河流生態(tài)影響的變化模擬、影響途徑和干擾途徑識別、耦合影響判定與修復(fù)控制體系研究，構(gòu)建水動力與多介質(zhì)環(huán)境綜合模型，全面提升水功能保護(hù)和修復(fù)的技術(shù)支撐水平；借助遙感方法、地理信息技術(shù)、景觀生態(tài)學(xué)方法等，研究水干擾影響下的生態(tài)系統(tǒng)演變趨勢，研究影響的綜合性壓力-脅迫-結(jié)果及反作用等

26、系統(tǒng)評價技術(shù)，構(gòu)建水工程干預(yù)、水變化誘導(dǎo)的生態(tài)系統(tǒng)影響與調(diào)控管理技術(shù)；開展敏感目標(biāo)生物棲息地水干擾及水文關(guān)鍵驅(qū)動要素影響途徑與作用的研究，重視傳統(tǒng)生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、水文學(xué)、地貌學(xué)與現(xiàn)代景觀生態(tài)的理論融合和學(xué)科聯(lián)合，實現(xiàn)技術(shù)和方法創(chuàng)新。7大壩的環(huán)境影響與安全問題1）大壩工程的環(huán)境問題截至目前我國已建各類大壩8.5萬座，水庫總庫容近4580億m3，這些工程設(shè)施在國家社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著巨大的保障作用。但是也對生態(tài)與環(huán)境帶來一些負(fù)面影響。如何趨利避害，處理好開發(fā)與保護(hù)的關(guān)系，建設(shè)與生態(tài)友好的水利水電工程，運用已建的水庫設(shè)施既謀經(jīng)濟(jì)效益又兼顧生態(tài)效益服務(wù)，成為我國水利水電建設(shè)面臨的緊迫重要課題2）大壩工程的安全問題由于建設(shè)大壩的歷史因素，我國大壩工程存在著大量質(zhì)量隱患，據(jù)1999年統(tǒng)計，我國病險水庫約占水庫總數(shù)的36.3%。亟需建立并完善一套完備的水庫大壩風(fēng)險管理體系。我國目前對大壩運行的管理已逐漸形成初步、有效的制度。但是，由于我國大壩數(shù)量巨大，為數(shù)眾多的中小型大壩工程并未納入上述辦法的管理范圍。病險水庫的整治工作重點主要放在工程措施上。大壩安全風(fēng)險管理研究處于起步階段。 3）戰(zhàn)略研究重點與重大課題 大壩工程環(huán)境評估方法研究 筑壩河流的生態(tài)補(bǔ)償技術(shù)研究 大壩建設(shè)