水利水電工程學科前沿

水利水電工程學科前沿工程碩士專業(yè)學位課程主講人：田斌教授國際背景水資源問題，不僅是我國可持續(xù)開展的重大課題，也是世界范圍的重大課題。自20世紀70年代以來，聯(lián)合國先后召開：?聯(lián)合國人類環(huán)境會議?〔1972〕?聯(lián)合國環(huán)境與開展會議?〔1992〕?可持續(xù)開展世界首腦會議?〔2002〕?關于人類環(huán)境的斯德哥爾摩宣言?、?人類環(huán)境行動方案??關于環(huán)境與開展的里約熱內盧宣言?、?21世紀議程??關于可持續(xù)開展的約翰內斯堡宣言?、?可持續(xù)開展世界首腦會議實施方案?。分別通過了：這三次具有歷史意義的會議在全世界范圍內確定了可持續(xù)開展的根本思路。2002年在南非召開的可持續(xù)開展世界峰會上，一致通過將水資源危機列為未來十年人類面臨的最嚴重挑戰(zhàn)之一。聯(lián)合國提出的可持續(xù)開展的5個主題－水、能源、健康、農業(yè)和生物多樣性，水問題列為首位。聯(lián)合國環(huán)境方案署2002年在?全球環(huán)境展望?上指出，“目前全球一半的河流水量大幅減少或被嚴重污染，世界上80個國家或占全球40％的人口嚴重缺水。?世界資源報告?指出，到2021年，世界人口從目前的63億增加到75億，將有1/2的人口在用水緊張的狀態(tài)下生活。對于河流的研究已經不僅僅是水文學或者水力學意義上的河流，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，而是與人類社會經濟交織在一起的自然－社會－經濟復合生態(tài)系統(tǒng)的一局部。國際社會公認的可持續(xù)開展的原那么是水利科技開展的指導思想。在水科學領域，高度重視水資源的可持續(xù)利用高度重視保護生態(tài)環(huán)境高度重視人與自然的和諧是水科學開展追求的目標。對策：政治意愿－立法管理－體制機制手段－科學技術

在此背景下世界各國致力于解決水資源平安問題，建立高效、公平、統(tǒng)一的水資源管理體制是世界各國解決當前水資源危機的主要方向。國家需求水資源供需矛盾突出，水資源利用效率低下洪澇災害依然嚴重水環(huán)境不斷惡化隨著我國經濟的高速開展，在水資源方面呈現(xiàn)出水問題已經成為我國迫切需要解決的戰(zhàn)略性問題和重大瓶頸問題。國家需求水問題本質上是綜合的，涉及水的自然屬性與經濟、社會以及人文屬性，因而，水問題的解決也應該是綜合性的，研究范疇包括水問題、水系統(tǒng)、水管理三個核心概念。水問題是指人類社會與經濟開展進程中出現(xiàn)的人水關系不和諧現(xiàn)象及其對社會經濟與生態(tài)環(huán)境的影響。堅持人與自然和諧相處及其派生的人水關系原那么是分析與破解水問題的核心要點，這是科學認識和創(chuàng)造性地解決中國水問題的出發(fā)點。水問題的科學根底是指導致水問題形成與開展的人文因素與自然因素相互作用的模式、機理、過程及效應。水利那么是調整人水關系進而解決水問題的理論、技術與實踐的總合，水利事業(yè)總是在正確的治水理念和思路的指引下，伴隨制度創(chuàng)新和科技進步而不斷開展。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，構成流域水系統(tǒng)。洪水與干旱是流域水系統(tǒng)的的極端變化，流域缺水、水體污染和水生態(tài)系統(tǒng)退化三大問題，本質上也是大規(guī)模人類活動引起的流域水循環(huán)及其伴生過程的異常變化，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。國家需求水管理是指對水系統(tǒng)實施科學管理，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、未來變化趨勢，揭示引起變化的原因，探討實施適度調控的理論與策略，構建水資源高效利用的政策體系、管理機制與技術系統(tǒng)，以實現(xiàn)水資源的可持續(xù)管理。以上三個核心概念構成了解決流域復雜水問題的共同科學背靜與關鍵科學問題國家需求國家需求水是根底性的自然資源和戰(zhàn)略性的經濟資源，我國明確地提出了水資源可持續(xù)利用是支撐我國經濟社會開展的戰(zhàn)略性問題，而保障防洪平安、解決水資源短缺、改善水環(huán)境與水生態(tài)已經成為我國水利長期而艱巨的重要任務。在未來的水資源研究中，要高度重視對宏觀戰(zhàn)略問題的探索，在更大的時空尺度上研究水、生態(tài)系統(tǒng)、社會經濟之間的關系；要高度重視自然科學、工程技術，以及社會、人文科學的交叉、融合與滲透，綜合性、創(chuàng)造性地解決中國水問題；要高度重視高新技術特別是信息技術的應用，以水利信息化帶動和實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用。國家需求根底性的自然資源是指水是一種母體資源和核心資源，既是水能資源、水生物資源以及旅游資源等資源的重要載體，也是土地、礦產多種資源開發(fā)利用的保障條件。戰(zhàn)略性的經濟資源是指水是經濟社會開展不可替代的根底支撐，既是農業(yè)的命脈，也是工業(yè)的血脈，還是國家綜合國力的重要表達。水與生態(tài)系統(tǒng)之間關聯(lián)緊密，不可分割，各種要素相互作用，互為因果，水量與水質的變化對生態(tài)環(huán)境十分敏感，生態(tài)環(huán)境的改善離不開水的保障?；谶@些認識，世界各國都把糧食、石油、水稱做三大戰(zhàn)略資源。我國也明確提出了水資源可持續(xù)利用是支撐我國經濟社會開展的戰(zhàn)略問題，而保障防洪平安、解決水資源短缺、改善水環(huán)境與水生態(tài)已經成為我國水利長期而艱巨的重要任務。我國的地理位置特殊，地形地貌復雜多樣，氣候呈季風性，雨熱同期，洪旱災害頻繁發(fā)生，水資源人均占有量低且時空分布不均，再加上社會經濟高速開展，水資源開發(fā)利用方面出現(xiàn)了不少的問題與矛盾。水多：洪澇災害頻繁仍是我們的心腹大患；水少：水資源短缺仍然是社會經濟開展的制約因素；水臟：水環(huán)境惡化尚未得到有效控制；水渾：水土流失與生態(tài)退化的趨勢沒有根本改變。國家需求能源、環(huán)境、資源是一個國家長期生存和開展必不可少的物質資源，當代國家的威脅主要來源于資源短缺。隨著我國經濟的快速開展，水資源平安日益成為關系我國可持續(xù)開展和國家平安的根底性與戰(zhàn)略性問題。溫家寶總理在接受?Science?雜志主編采訪時談到：中國政府制定了?國家中長期科學和技術開展規(guī)劃綱要〔2006－2021年〕?，強調根底科學領域和前沿技術研究，把開展能源、水資源及環(huán)境保護技術放在優(yōu)先位置。應對全球氣候變化與面對節(jié)能減排的巨大壓力，我國政府向國際社會鄭重承諾，到2021年，非化石能源在我國一次能源中的比重將提高到15％，其中9％的份額需要靠水電來完成。水電在我國能源結構中占有重要的戰(zhàn)略地位。到2021年，我國水電裝機容量將到達3.8億kW，將重點開發(fā)黃河上游、長江中上游、紅水河、瀾滄江等十三大水電基地。目前，我國仍面臨洪澇災害頻繁、水資源短缺日益突出、水土流失十分嚴重、水污染未得到有效控制等挑戰(zhàn)。國家將擴大西電東送、建設南水北調工程、實施長江流域水電開發(fā)與生態(tài)環(huán)境建設等列為我國水利水電事業(yè)建設的重點，以保障防洪、糧食、供水、水環(huán)境、水生態(tài)平安，促進經濟社會與人的全面開展。國家需求2002年在南非約翰內斯堡召開的全球可持續(xù)開展峰會上達成水電是可再生能源的重要方式的共識；2003年世界第三次水資源論壇部長級會議宣言指出：認識到水電作為可再生清潔能源的地位，應在考慮環(huán)境可持續(xù)開展和社會公平等的條件下開發(fā)其潛能；2004年波恩可再生能源國際大會發(fā)表的政治宣言中特別定義，水電屬于可再生能源資源和技術的重要內容；2004年由聯(lián)合國經濟社會事務部、中國國家發(fā)改委、世界銀行主辦的聯(lián)合國水電與可持續(xù)開展國際會議，發(fā)布了?水電與可持續(xù)開展北京宣言?，明確了水電在可持續(xù)開展中的戰(zhàn)略地位，提出未來之路是促進環(huán)境友好的、對社會負責的和經濟可行的水電開展。要應對水資源領域的重大挑戰(zhàn)，我國必須依靠科技進步來實現(xiàn)水資源的合理開發(fā)、高效利用、優(yōu)化配置、全面節(jié)約、有效保護和綜合治理，充分發(fā)揮科學技術在我國水利開展中第一生產力的巨大作用。水利水電工程學科開展總趨勢1、國際社會公認的可持續(xù)開展的原那么是水利科技開展的指導思想。在水科學領域，高度重視水資源的可持續(xù)利用高度重視保護生態(tài)環(huán)境高度重視人與自然的和諧是水科學開展追求的目標。水利水電工程學科開展總趨勢可持續(xù)開展水利，首先是理念與觀念的突破，繼之是制度與技術支撐下的實踐，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，又對應四個核心要點：給洪水以出路，給河流以空間，科學調控洪水，合理利用洪水資源，從洪水控制轉向洪水管理，以解決我國洪澇自災害嚴重的問題。建設節(jié)水型社會，著力于水資源管理的制度建設，強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。充分利用大自然的自我修復能力，人工治理與生態(tài)修復相結合，生態(tài)、經濟和社會效益統(tǒng)籌兼顧，加快水土保持建設，以解決我國水土流失等生態(tài)問題。開展綠色經濟，嚴格排污管理，加強水資源保護，維護河流健康，以解決我國水污染的問題。十度年來，可持續(xù)開展水利已經取得明顯成效，具體表達在：構建長江防洪體系、緩解黃河斷流、規(guī)劃實施南水北調工程、修訂實施新的水法、建設節(jié)水型社會、維護河流健康、推進民生水利建設、實施最嚴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)開展治水思路與水利開展框架已初步確定，今后的主要任務是在新的時代背景下不斷豐富、深化、完善和落實。2、水利科技的開展，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)及社會經濟之間的相互關系。水利水電工程學科開展總趨勢水利水電工程學科開展總趨勢對于河流的研究已經不僅僅是水文學或者水力學意義上的河流，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，而是與人類社會經濟交織在一起的自然－社會－經濟復合生態(tài)系統(tǒng)的一局部。3、學科間的交叉、融合、滲透，新的邊緣學科的產生，將是當今水利科技開展的重要特征。由于水既具有自然屬性，又具有經濟屬性和社會屬性，單純研究水的自然屬性，就水論水，已經難以解決水科學領域中的復雜問題。僅僅就水論水，難有重大突破。水利水電工程學科開展總趨勢水利水電工程學科開展總趨勢自然科學與社會科學的交叉，科學與技術的融合已經成為科技開展趨勢。在水科學中，廣泛吸收生態(tài)學、環(huán)境科學、氣象學、農學以及社會學、經濟學、法學和管理學的知識，開展新的邊緣學科和交叉學科，鼓勵多種技術的開發(fā)集成，將極大加快水利科技的開展。水利水電工程學科開展總趨勢水問題本質上是綜合性的，涉及水的自然屬性和經濟、社會以及人文屬性，因而水問題的解決也應該是綜合性的，研究范疇包括水問題、水系統(tǒng)和水管理三個核心問題。水問題是指人類社會與經濟開展進程中出現(xiàn)的人水關系不和諧現(xiàn)象及其對社會經濟與生態(tài)環(huán)境的影響。水問題的科學根底是指導致水問題形成與開展的人文因素與自然因素相互作用的模式、機理、過程和效應。水利那么是調整人水關系進而解決水問題的理論、技術和實踐的綜合。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。水管理是指對水系統(tǒng)實施科學管理，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，探討實施適度調控的理論與策略，構建水資源高效利用的政策體系、管理機制和技術系統(tǒng)，實現(xiàn)水資源的可持續(xù)管理。水利水電工程學科開展總趨勢4、高新技術的應用將極大改變水利科技的面貌。20世紀70年代末開始的計算機應用，使水利科技的研究手段大為提高。預計未來10年，信息技術和其它高新技術的應用，會使水利科技的認知能力、調控能力和輔助決策能力發(fā)生質的變化。5、創(chuàng)新是水利科技開展的動力面對嚴重的全球水危機，各國都在立足創(chuàng)新，開展新理論，創(chuàng)立新模型，開發(fā)新技術。水科學開展日新月異。水利水電工程學科開展總趨勢水利水電工程學科開展總趨勢我國的水問題的難度在世界上是獨一無二的，因此要在學習借鑒興旺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理論體系和水工程技術體系，擁有更多的自主知識產權和原始創(chuàng)新成果。建壩與拆壩建壩是人類控制和利用河流的最常見方式。壩的建設、維護、運行、管理和可能的撤除，都屬于涉及河流的十分重要的科學和策略范疇。建壩的理由：休閑與生態(tài)水能利用消防和農場蓄水水力發(fā)電防洪航運供水灌溉廢物處置水利水電工程學科開展總趨勢水利水電工程學科開展總趨勢建壩與拆壩拆壩的理由：結構老化：對于老壩來說，結構維修費用占正常運行維護費用的主要局部，精心維護和更新改造可以延長大壩壽命，維護不善或無視維護將縮短大壩壽命。理論上講，只要精心維護壩就可永久使用。老壩老壩的維護與加固需要投入大量資金，以使其處于平安與良好的運行狀態(tài)。在某些情況下，撤除或許是經濟合理的一種必然選擇。平安與保衛(wèi)：壩的平安與保衛(wèi)是考慮拆壩的主要因素。國家發(fā)布有大壩平安條例，公眾越來越關注大壩平安問題，使得大壩業(yè)主必須確保大壩平安運行。大壩潰決揮使下游產生生命、財產、環(huán)境、生態(tài)等損失與災害。在某些情況下，躲避災害風險，撤除會比其它措施更為簡單。水利水電工程學科開展總趨勢建壩與拆壩拆壩的理由：經濟效益衰減：在許多情況下，大壩各設施成舊，原設計的功能已不能再發(fā)揮，失去了原有的經濟價值，但投入經費〔維修、保險等〕仍在繼續(xù)發(fā)生，往往撤除費用比恢復其功能及加固維修費用小得多。有時，大壩業(yè)主可通過拆壩消除潛在責任?！?11〞恐怖事件后，不僅引起人們對大壩公共平安的關注，也重新引起對拆壩的興趣。增加休閑的時機：建壩與水庫使水上休閑成為可能，大壩撤除后，水庫不復存在，但消除了大壩對河流的分割，會形成更加天然的水流條件，可能改變與改善下游的休閑條件。生態(tài)系統(tǒng)修復：大壩撤除后，原先被水淹沒的河道得到恢復，下游河段可能恢復到更自然的狀態(tài)，改善了水生生物的漫游區(qū)域，重組了河流生態(tài)系統(tǒng)。大壩撤除后河流自身和河流中的物種能否自我恢復是需認真思考的問題。主要內容：一、水資源的可持續(xù)利用二、防洪、抗旱與減災三、農村水利四、南水北調工程五、長江黃河開發(fā)治理與生態(tài)保護六、水環(huán)境與流域生態(tài)的保護和修復七、大壩的環(huán)境影響與平安問題八、水資源水環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)與信息共享平臺一、水資源的可持續(xù)利用

一、水資源的構成地球為一個水球，71%為水〔97%海水，3%淡水〔2.997%冰川形式，0.003%水為陸地水〕天然水資源中，海中占97.4%，大氣中9.6%，陸地水2.6%水資源涵義：是指可資利用或有可能被利用的水源，這種水源當有足夠的數(shù)量和可用的質量，并在某一地點為滿足某種用途而得以利用。水資源：通常是指在一定的經濟技術條件下，可以比較容易被人類利用的可以逐年恢復的淡水資源，包括水量、水域和水能功能.水循環(huán)：指海洋和大陸外表的水分受大的輻射熱作用，蒸發(fā)上升到大氣中，與大氣中的水分一起，在一定條件下，有凝結成降水，重新落到地表，又蒸發(fā)或流入海水的過程。參與水循環(huán)的水為流動的動態(tài)水源。一、水資源的可持續(xù)利用二、主要水文要素的時空變化1、水氣輸送：循環(huán)作用受大氣環(huán)流和季風作用,中國大陸上空氣水汽的主要不給來自南方的海洋，主要的水汽輸出為東向輸出2、降水：在地區(qū)時空上都有變化3、蒸發(fā)：蒸發(fā)能力：充分供水條件下有地表向大氣中散逸的水量陸面蒸發(fā)：經陸地外表和植物蒸發(fā)量蒸發(fā)能力的地區(qū)分布不同、年內年際變化不同一、水資源的可持續(xù)利用一、水資源的可持續(xù)利用三、主要河流、冰川及湖泊特征值1、河流與冰川：大多分布東、南部，西北河流稀少，并有較大范圍的無流區(qū)。中國冰川西藏-60%新疆-34%2、湖泊：陸地封閉的天然水體。有五大湖區(qū)：青藏高原、東部平原、蒙新高原、東北平原及山地、云貴高原湖區(qū)。四、地表水資源量地表水：河流、河口、湖泊、海、濕地〔冰川〕組成。中國的淡水資源2。8億立方米，占世界7%，在加拿大、巴西、俄羅斯之后，但人均為82位，還不如以色列。大氣降水是我國河川徑流的主要補給水源河川徑流地帶性、年內、多年的變化有隨機性五、地表下水資源量地下水分為深層和淺層一、水資源的可持續(xù)利用水資源的條件及問題一、水資源較豐富，人均畝均占有量缺乏二、水資源分布不平衡，與土地資源及經濟開展的格局很不匹配三、水資源的年內年際變化大，水旱災害頻繁四、地下水是中國北方地區(qū)的重要水源，但補給量有限，應合理開發(fā)利用。五、泥沙含量高、水土流失嚴重。六、水資源污染日益嚴重七、水資源中的水能資源一、水資源的可持續(xù)利用1、問題背景及其重要性水既是根底性的自然資源和戰(zhàn)略性的經濟資源，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根本國情。我國水利開展的現(xiàn)狀與經濟社會可持續(xù)開展的要求還有很大的差距。水文學和水資源學是水資源可持續(xù)利用的科學根底?，F(xiàn)在面臨著諸多全球和地區(qū)問題的挑戰(zhàn)，其重要性已具有了更豐富的內涵。社會經濟開展對科技的需求一、水資源的可持續(xù)利用

2、研究現(xiàn)狀與存在問題水文學研究，在科學層面，已從水文循環(huán)的單個孤立環(huán)節(jié)向多尺度耦合過程開展，這是系統(tǒng)觀點在水文學中的反映。面向可持續(xù)開展的水資源價值觀和方法論的提出與初步形成，標志著水資源學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，但與世界先進水平相比，仍有一定差距。一、水資源的可持續(xù)利用

3、開展戰(zhàn)略與研究需求戰(zhàn)略措施主要包括：提高用水效率和效益，實現(xiàn)水污染防治和污水再生利用，建設節(jié)水防污型社會；實施跨流域調水和多種水源的優(yōu)化配置；實現(xiàn)與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調的水資源和水能開發(fā)利用戰(zhàn)略；以及實現(xiàn)人與洪水協(xié)調共處的防洪減災戰(zhàn)略等。一、水資源的可持續(xù)利用

開展任務：為國家防洪減災提供水文水資源科技支持；為國家糧食平安、供水平安、生態(tài)平安提供水文水資源依據(jù)；為環(huán)境保護、實現(xiàn)人與自然和諧相處提供水文水資源知識。一、水資源的可持續(xù)利用

戰(zhàn)略重點：節(jié)水防污型社會建設與水平安保障重大課題：1、流域水資源演變規(guī)律與科學調控2、水文條件變遷與水域生態(tài)系統(tǒng)演替的耦合關系3、水資源承載能力、合理配置和科學調度戰(zhàn)略研究重點與重大課題

一、水資源的可持續(xù)利用

4、水資源循環(huán)再生利用、綜合節(jié)水和水資源高效利用技術5、地下水資源的開發(fā)利用與保護6、水管理問題7、水工程規(guī)劃設計中的水文水資源問題一、水資源的可持續(xù)利用水資源持續(xù)利用與社會持續(xù)開展的戰(zhàn)略思考一、節(jié)流-建立節(jié)水型社會二、開源三、雨洪資源化四、水資源管理一、水資源的可持續(xù)利用一、節(jié)流-建立型社會節(jié)水型農業(yè)節(jié)水型工業(yè)節(jié)水型城市一、水資源的可持續(xù)利用二、開源1、調水：跨流域調水，改變中間地帶水分布不均勻的狀態(tài)南水北調小流域調水2、蓄水一、水資源的可持續(xù)利用三、雨洪資源化1、雨水資源化2、洪水資源化3、咸水資源化二防洪、抗旱與減災在全球氣候變化與我國經濟社會持續(xù)開展的大背景下，水旱災害依然是我國水利面臨的重大問題之一。一方面，局部地區(qū)極端水旱災害的發(fā)生趨于頻繁，洪旱災害造成的損失日益加重；另一方面，支撐經濟社會開展的水平安保障要求不斷提高，同時，社會對水旱災害的脆弱性也日益顯現(xiàn)，各種巨大自然災害發(fā)生后的次生災害與衍生災害鏈的問題日益突出。中小流域洪水災害、城市暴雨水災、山洪及伴生滑坡、泥石流災害、凌汛的危害均在加重；同時，旱災影響范圍在南方與北方都在擴展?！笆濞暺陂g，我國水旱災害的防治依然面臨艱巨的任務，必須全面加強民生水利建設，進一步增強對水旱災害的調控能力，增強對突發(fā)性巨大自然災害的應急相應能力，并通過對治水方略的適時調整來增強經濟社會開展對水旱災害的適應能力。二防洪、抗旱與減災武漢1931年大洪水〔1931〕1998年長江大洪水直接經濟損失1000億元二防洪、抗旱與減災洪、旱災害當前仍是制約我國經濟社會開展的重要自然災害二防洪、抗旱與減災巴基斯坦洪水泛濫二防洪、抗旱與減災二○○二年八月德國東部與南部暴雨持續(xù)，引發(fā)洪水，至少有一萬七千人撤離薩克森邦，數(shù)十人被困在家中，薩克森邦大局部地區(qū)的電力與線路中斷，德國火車也停止駛入該區(qū)德勒斯登大站二防洪、抗旱與減災2002年8月捷克洪水對居民區(qū)構成威協(xié)2002年8月捷克首都布拉格遭受多個世紀以來最嚴重的洪災二防洪、抗旱與減災2002年8月黑海洪災造成至少五十八人死亡2002年8月菲律賓洪水為患十四死四失蹤1、現(xiàn)狀及問題水旱災害歷來是威脅中華民族生存與開展的最為嚴重的自然災害。20世紀的防洪以控制洪水為主要目標，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)。與國外相比照，我國防洪抗旱減災體系建設、科研方案投入等方面，存在很大差距。社會經濟開展對科技的需求二防洪、抗旱與減災二防洪、抗旱與減災提到“防洪減災〞大家并不陌生，回憶過去50年，我國大規(guī)模興建水庫、修筑提防、整治河道、開辟蓄洪區(qū)等，形成了前所未有的防洪除澇工程體系，為20世紀人類社會的繁榮和開展發(fā)揮了重要的支撐和保障作用。這一時期，圍繞著防洪工程的大規(guī)模建設，主要研究大型防洪樞紐工程的規(guī)劃理論、設計標準、計算方法、建造技術、洪水預報調度的理論與技術等，治水理念主要是如何“控制洪水〞。支撐水利科技開展的根底學科以自然科學中的理、工科為主。二防洪、抗旱與減災到了21世紀，全社會強調以人為本、可持續(xù)開展、人與自然和諧等，人們對防洪工程體系合理布局、科學調度運用、更可靠的風險分擔模式等要求大為提高，治水理念也由“控制洪水〞轉向“洪水管理〞，逐步標準人類自身調控洪水的行為，并且努力增強自身適應及承擔洪水風險的能力。今天，在防洪減災領域，人們思考的問題與追求的目標，已經不在局限于局部地區(qū)如何保障防洪平安，減少生命財產損失，維護社會安定與經濟的平穩(wěn)開展，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險的厲害關系，爭取整體與長遠的更大利益，在保障生命平安、減輕財產損失的前提下，通過承受適度分險與洪水資源化等途徑來保障供水平安、糧食平安與水生態(tài)環(huán)境平安，促進經濟、社會、環(huán)境的協(xié)調和可持續(xù)開展。二防洪、抗旱與減災20世紀90年代后期以來，世界進入一個水旱災害頻發(fā)并重的階段。從1986－2006年間全球自然災害傷亡分布來看，亞洲占71.1％，非洲占11.7％，美洲占9.4％，歐洲占7.5％，大洋洲占0.3％。從1986－2006年間全球洪水災害傷亡分布來看，亞洲占83.7％，非洲占2.7％，美洲占12.4％，歐洲占0.7％，大洋洲占0.5％〔與洪水相關的災害包括洪水、滑坡、風暴潮等〕。從統(tǒng)計來看，亞洲是自然災害，尤其是洪水災害最為嚴重的地區(qū)。洪水與干旱是全球影響范圍最廣、對人類的生存與開展危害最為顯著的自然災害〔1975－2005年間全球遭受到的自然災害中，洪水占50.8％，干旱占33.1％，風暴占11.9％，地震占1.6％等〕。二防洪、抗旱與減災全球氣候變化對水旱災害的影響二防洪、抗旱與減災二防洪、抗旱與減災1994年湘江大洪水二防洪、抗旱與減災隨著流域內人口的增長與經濟的開展，有水量與用水保證率的需求急劇增長。20世紀50年代至90年代，海河流域入海年徑流量減少了77％，黃河流域的入海年徑流量也減少了70％，淮河流域的入海年徑流量也減少了26％。農田受災面積也呈增加趨勢，從上世紀50年代的15000畝增加到25000畝。二防洪、抗旱與減災水旱災害損失增長的成因分析盡管20世紀中，人類修建了規(guī)?？涨暗姆篮榭购倒こ腆w系，但是，及時在興旺國家，水旱災害損失的絕對值依然呈上升趨勢。水旱災害損失的增長不僅與氣候變化及其伴隨的極端事件頻發(fā)密切相關，而更重要的原因是社會面對水旱災害的脆弱性日益呈現(xiàn)。自19世紀末以來，全球氣溫處于上升的總趨勢。大量觀測資料說明，在此背景下，一方面局部地區(qū)高強度暴雨襲擊引發(fā)稀遇洪水事件有明顯增加的趨勢；另一方面，受干旱影響的范圍在擴展，一些降雨量超過1000mm的地區(qū)，近年來也頻發(fā)干旱警報。二防洪、抗旱與減災20世紀的顯著特點：人口增長與城市化在20世紀，尤其是二戰(zhàn)結束后的半個多世紀中，社會文明與科技進步使得世界人口從16億激增到60億，世界城市人口占總人口的比例從10％陡增至50％。二防洪、抗旱與減災人口爆炸、人水爭地是水災害損失增長的內因之一。二防洪、抗旱與減災我國經濟快速開展、洪水風險區(qū)中資產密度提高是水災害損失增長快速的另一內因。二防洪、抗旱與減災二防洪、抗旱與減災認識一：不要以為過去沒有發(fā)生的，今天也不會發(fā)生。二防洪、抗旱與減災認識二：不要以為大洪水發(fā)生后，近期就不會發(fā)生。臺灣1996年賀伯臺風引發(fā)水災號稱百年不遇，而2000年、2001年接踵而來的象神臺風與納莉臺風，又分別引發(fā)了據(jù)稱是200年與400年一遇的洪水。賀伯臺風引發(fā)暴雨成災象神臺風引發(fā)水災納莉臺風引發(fā)暴雨成災二防洪、抗旱與減災認識三：不要以為修建了防洪工程后，大洪水就不會發(fā)生。流經布拉格市的伏爾塔瓦河在干流上幾乎首尾相連地修建了8座大中型水庫，形成了梯級開發(fā)的狀態(tài)，總庫容達16.78億m3，其中防洪庫容1億m3。2002年8月1日起的連日暴雨致使從8月12日起，由于到達危險水位，各水庫相繼進入緊急泄洪狀態(tài)。布拉格市三條地鐵全部進水受淹，2003年3月才完全恢復通車。二防洪、抗旱與減災認識四：不要以為大城市防洪標準高，就可以確保平安。近年來，世界上一批大城市遭受特大暴雨襲擊－1999年，日本博多、東京地下室內淹死人；2000年，日本名古屋市堤防潰決；2001年，臺北遭受臺風暴雨，基隆河泛濫成災；韓國漢城地下鐵道水流成河，城內電死19人；美國休斯敦受熱帶風暴襲擊；2002年，捷克首都布拉格、德國歷史文化名城德雷斯頓遭受暴雨洪水襲擊；2003年，南京暴雨成災，大量地下藏儲受淹；……2007年，濟南、重慶、鄭州、西安等一批城市暴雨成災二防洪、抗旱與減災新時期我國防洪抗旱形勢的根本估計在現(xiàn)代社會中，水旱災害問題不僅依然存在，而且表現(xiàn)得更為復雜，同時社會開展的平安保障需求會越來越高。我國作為快速開展中的人口大國，區(qū)域之間、人與自然之間基于水的脆弱平衡必將受到更大沖擊，支撐與保障全面建成小康社會，必將面臨大量的治水新問題，防治水旱災害是長期的艱巨任務，對此，必須有清醒的估計。到本世紀中葉，我國人口估計將增長到15－16億，對糧食與土地的需求會進一步增大，利用洪水高風險區(qū)域土地不可防止，人與水爭地以及人與生態(tài)系統(tǒng)爭水的矛盾將更加突出；中小河流治理的任務依然繁重。到本世紀中葉，我國城市人口占總人口的比重可能由本世紀初的37％上升到60％，城市中小河流整治與現(xiàn)代社會中“城市型水患〞的防治將日益重要，治理難度與所需要的投入將大為增加；保障城市供水平安的要求進一步提高，城市水源地建設與城市周邊地區(qū)經濟開展的矛盾加劇。江河流域自然調蓄洪水與河道行洪的能力下降，洪水期同流量水位抬高，小流量高水位現(xiàn)象更加頻繁，堤防被迫不斷加高，洪水風險有增大的趨勢；干旱期由于江河流量減小，又不得不開發(fā)更多的水源。如何擺脫治水中惡性循環(huán)的窘境，建立人與自然間良性互動的新型關系成為迫切需要。二防洪、抗旱與減災新時期我國防洪抗旱形勢的根本估計現(xiàn)代社會對供水、供電、供氣、交通、通訊等網絡系統(tǒng)的依賴性越來越大，一旦遭受水旱災害，影響范圍將遠遠超出實際受災范圍，間接經濟損失甚至會超過直接經濟損失，災后重建負擔顯著增加。隨著社會經濟的開展，人民生活水平的提高，面對重大水旱災害，人們將不僅要求確保生命平安，最大限度地減少損失，而且要求大災之后能夠根本維持或盡快恢復正常的生活、生產次序，全社會的防洪抗旱平安保障需求不斷提高，防洪抗旱平安保障的難度大大增加。21世紀初期，我國以水災害加劇、水資源短缺、水環(huán)境惡化等為標志的水危機仍將趨于惡化；人與自然之間、區(qū)域之間基于洪水風險的厲害關系更為敏感，價值觀念的差異與利害關系的沖突使得不同治水方案之間矛盾更加難以協(xié)調。受全球氣候變化的影響，降水的時空分布會表現(xiàn)得更加不均勻，極端異常水情、旱情可能出現(xiàn)得更為頻繁，使得已有的防洪抗旱工程體系難以到達規(guī)劃建設的預定標準，使得水利工程體系的合理調度變得更加困難；突發(fā)性暴雨山洪與大范圍的持續(xù)干旱得危害加劇；流域梯級開發(fā)中高壩增加，以發(fā)電等經濟目標為主的業(yè)主利益對調度的影響，使得各業(yè)主紛紛研究出臺動態(tài)汛限水位及年度汛后提前蓄水方案，對秋汛防洪風險加大。二防洪、抗旱與減災新時期我國防洪抗旱形勢的根本估計隨著我國經濟社會開展與綜合國力的增強，國防洪抗旱體系建設的投入能力會相應增強，氣象預報技術不斷進步，預報精度不斷提高，為防洪調度與決策提供了有力技術支撐。通過加強管理，有望提高全社會對水旱災害的抗御能力、承受能力、應急反響與恢復重建能力。徐乾清院士指出:防洪減災的本質塑性是在人類與洪水相互競爭生存空間與開展空間的矛盾對立中尋求平衡點，并以此位中心建立防洪減災對策和有效措施。盡管今天由于快速開展我們遇到的治水新問題，一些興旺國家在他們快速開展的階段也曾不同程度地遇到過，但是，由于國情的差異，我們既不可能直接照搬他們的成功經驗，也不能簡單超前引進興旺國家最新的治水理念，因此，我們現(xiàn)代水利的開展，必須從自身的國情出發(fā)，走自主創(chuàng)新之路。二防洪、抗旱與減災中國防洪減災的背景只有具備了抗御洪水災害的能力，才能實現(xiàn)社會的可持續(xù)開展防洪減災能力是維護社會穩(wěn)定、促進經濟社會開展的根底隨著社會經濟的不斷開展，洪水災害的損失越來越大，防洪形勢更加嚴峻中國防洪減災的任務支撐經濟社會可持續(xù)開展，必須建立有效的防洪減災保障體系有效控制常遇洪水，保障經濟社會正常運行對超標準大洪水應制定可行對策建立有力、有效的災后保障體系二防洪、抗旱與減災中國防洪策略的根本依據(jù)洪水特性季風氣候背景決定了我國具有洪水頻發(fā)的特性特大洪水形成于雨洪惡劣的時空遭遇—降雨具有從下游向上游延伸的特性〔從梅雨季節(jié)開始〕洪水年季變化大—每年防大洪水洪水過程峰高量大—蓄滯洪區(qū)重要

二防洪、抗旱與減災中國防洪策略的根本依據(jù)資源環(huán)境特性人多地少，人類活動劇烈—流域治理的重要性水資源短缺，洪水徑流比重高—上游多建有水庫水土流失嚴重—耕地少，砍伐、開墾活動多人水爭地矛盾突出—圍墾活動使河道行洪能力缺乏，人口多，糧食問題社會經濟條件經濟實力較弱，防洪投入缺乏—非工程措施的重要性〔預報、轉移、調度、災后重建〕開展的階段性與體制的優(yōu)越性二防洪、抗旱與減災中國防洪策略的根本依據(jù)防洪減災的戰(zhàn)略要點氣候與自然環(huán)境決定了年年防洪—年年洪水頻發(fā)，年年面對洪水威脅人多地少，人水爭地—是最根本的矛盾防洪減災的核心：確保七大江河流域下游100萬Km2的區(qū)域防洪平安防洪減災的重大問題：防御流域性特大洪水洪水與水資源短缺并存—堅持建干支流水庫堤防：防中等洪水及一般性洪水的重要措施—按河水位+子堤可加高程度控制洪水情勢日趨危險—人類活動劇烈，流域下墊面發(fā)生較大改變經濟能力薄弱，防一般性洪水與防特大洪水相結合非工程措施的重要性二防洪、抗旱與減災我國防洪體系的根本評價防洪體系包括防洪工程體系、非工程體系和管理體系等。我國的防洪體系可以從這三個方面進行評價。防洪工程體系建設。新中國成立以來，按照“蓄泄兼籌，以泄為主〞和“除害興利〞相結合的方針，對大江大河進行了大規(guī)模的治理，初步形成了江河干支流的控制性樞紐工程、河道堤防工程、蓄滯洪區(qū)為主體的防洪工程體系。據(jù)2021年水利開展統(tǒng)計公報，當前全國已建成江河堤防29.14Km，修建各類水庫87151座，水庫總庫容7064億m3。另據(jù)?國家蓄滯洪區(qū)修訂名錄〔2021年1月7日〕?，國家對蓄滯洪區(qū)進行了較大的調整，調整后的國家蓄滯洪區(qū)名錄共有98處，調蓄能力約為1000億m3?？傮w看來，我國大江大河防洪工程體系已初步建成，根本上可以防御常遇洪水。但仍存在一些突出問題：①由于地質條件復雜，防洪工程存在薄弱環(huán)節(jié)，規(guī)劃的防洪重點工程尚未全部完建，局部河段防洪標準偏低；②高水位時易出現(xiàn)管涌、滑塌等問題；③超標準洪水處置仍無很好的方法，隨著經濟的開展，行蓄洪區(qū)越來越難以正常應用；④中小河流防洪問題突出，中小河流覆蓋國土面積的85％，多數(shù)河流不能控制常遇洪水。中小河流洪水和山洪地質災害是近10年來洪水災害的主要原因。二防洪、抗旱與減災我國防洪體系的根本評價防洪非工程體系建設。國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)一期工程自本世紀初開始建設，一期工程主要包括：15個重點防洪省市的125個水情分中心〔覆蓋1884個水情報汛站〕水情信息采集系統(tǒng)建設、4個工情和4個旱情分中心的建設，建設后使得全國防汛信息采集傳輸由原來的1－2小時縮短至30分鐘以內；覆蓋國家防總、流域機構和省市級防汛抗旱部門的計算機網絡系統(tǒng)，構建了全國水利信息化的骨干網絡；初步建成防汛根底數(shù)據(jù)庫和洪水預報、水文氣象綜合信息、防汛會商等業(yè)務應用系統(tǒng)，增強防汛決策指揮的技術支撐能力。防洪管理體系。進入新時期，管理的理念和方法需要更新、與時俱進。①思路上，全面落實防汛抗旱工作“兩個轉變〞的機制，即由“控制洪水〞向“洪水管理〞轉變、由“單一農業(yè)被動抗旱〞向“全面主動抗旱〞轉變，同時堅持“蓄泄兼籌，以泄為主〞的原那么，堅持“點－線－面結合，綜合治理〞的策略，實現(xiàn)“人水和諧〞的理念。②加強防洪管理，最大限度地減少洪水災害損失。充分利用洪水預測、預報、預警，加強洪水調度與風險管理，在保障防洪平安的前提下，實現(xiàn)洪水的資源化利用；③建立必要的法律制度，保障水庫和行蓄洪區(qū)等防洪工程的及時調度和應用。二防洪、抗旱與減災2、國家開展目標對于防洪抗旱減災科技的需求在全面建設小康社會的進程中，平安保障將成為全社會的根本需求，對防洪抗旱的要求會越來越高，而解決問題的難度也越來越大?！?〕從根本國情出發(fā)深入探討新時期的治水方略〔2〕探討與開展需求相適應的防洪抗旱減災平安保障體系二防洪、抗旱與減災〔3〕探討蓄滯洪區(qū)、圩垸區(qū)、灘區(qū)等高風險區(qū)的合理利用與平安保障模式〔4〕為國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)的現(xiàn)代化建設提供科技支持〔5〕推動從“單一抗旱〞向“全面抗旱〞的轉變〔6〕研究城市水利開展中的治水新問題與對策二防洪、抗旱與減災3、科技開展思路及目標防洪抗旱減災領域的科技開展涉及災害學、防災學與防災技術三個層次，需要采取學科交叉、綜合的研究模式，加強防洪抗旱減災領域自身的學科建設。二防洪、抗旱與減災總目標：構筑完整的防洪抗旱減災學科開展體系，為建立與小康社會開展需求相適應的防洪抗旱平安保障體系提供支撐。階段目標：建立適合中國國情的洪水風險管理的理論框架，明確新時期治水方略中促進“兩個轉變〞行動方案，形成關鍵技術的自主開發(fā)能力，建立防洪抗旱減災學科和人才培養(yǎng)體系。二防洪、抗旱與減災1、防洪抗旱減災戰(zhàn)略研究2、流域洪水災害孕災環(huán)境的變化及其洪水響應3、應對重大突發(fā)性洪水的應急管理體制與對策4、蓄滯洪區(qū)、灘區(qū)、圩垸區(qū)平安建設、合理開展與風險管理的模式5、國家防汛抗旱指揮系統(tǒng)現(xiàn)代化6、干旱災害綜合管理與對策7、我國城市防洪與供水平安保障戰(zhàn)略研究重點與重大課題二防洪、抗旱與減災二防洪、抗旱與減災新時期，人類治水活動，既要遵循自然規(guī)律，又要遵循經濟社會的開展規(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；人類的人類治水活動如果違背了經濟社會的開展規(guī)律，同樣將付出沉重的代價。水旱災害是自然與人為因素交互作用的結果：水旱災害的風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；隨著經濟社會的開展，一方面在洪水與干旱風險區(qū)中，人口與資產密度不斷提高及其脆弱性日益顯現(xiàn)，導致災害損失的不斷增長，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，認為加劇水旱災害的風險；另一方面，洪水與干旱具有一定程度的可調控性，這是水旱災害區(qū)別于地震、火山、颶風、海嘯等其它自然災害的重要特點；防御與減輕自然災害歷來是水利建設的重要任務。二防洪、抗旱與減災20世紀下半葉以來，人類治水的理念逐步發(fā)生了重大改變：人類突飛猛進的開展對利用自然、改造自然提出了更高需求，同時，隨著技術與經濟實力的增強，人類逐漸從敬畏自然轉向征服自然。生態(tài)環(huán)境的惡化與大自然的報復引發(fā)人類社會的反思，認識到人類不可能也不應該主宰自然、征服自然，而應該尊重自然，尋求與自然和諧的開展道路，在謀求自身開展的同時，注重生態(tài)環(huán)境的有效保護，并對子孫后代負責任，從而形成了可持續(xù)開展的理念。人與自然和諧－從空談到現(xiàn)實的回歸：在追求人與自然和諧相處的實踐中，從理想到現(xiàn)實，人類經歷了一個認識上的曲折。20世紀90年代初，問題再次回到了如何堅持以人為本，如何明確人類的責任，如何建立起人與自然間良性互動關系，如何既利用自然又降低災害的風險，如何公正處理人類社會內局部享自然資源與分擔災害風險的矛盾等。二防洪、抗旱與減災2000年以來，我國提出了促進人與自然和諧的治水新思路；2003年開始，積極推進我國的防汛抗旱工作“從控制洪水向洪水管理轉變〞，“從單一抗旱向全面抗旱轉變〞。在近幾年的以人為本，適度承受風險與洪水資源化的理念與思路逐漸清晰。水旱災害管理的根本特點是綜合利用法律、經濟、行政、科技、教育等手段，推動、實施有利于全局和長遠利益的工程措施，理性增強對洪水與干旱的調控能力與承受能力，形成更為完善的防洪抗旱平安保障體系，以到達防洪抗旱減災、促進人與自然和諧相處，保障經濟社會可持續(xù)開展的目的。二防洪、抗旱與減災洪水的利害兩重性利的方面洪水的資源特性洪水的環(huán)境特性洪水的災害特性洪水災害的自然屬性洪水災害的社會屬性害的方面洪水管理的根本理念洪水管理是人類按可持續(xù)開展原那么，以協(xié)調人與洪水關系為目的，理性標準洪水調控行為，增強自適應能力，適度承受一定風險以合理利用洪水資源，并有助于改善水環(huán)境與水生態(tài)等的一系列活動的總稱。與洪水共處的原那么保障開展的原那么維護社會公正的原那么分擔風險的原那么鼓勵利害相關者參與的原那么洪水管理遵循的原那么二防洪、抗旱與減災以協(xié)調人與洪水的關系為目的健全水利工程體系與更為完善的防洪平安保障體系，是實現(xiàn)人類“與洪水共處〞的根底與前提；在中國人多地少的國情下，人與自然和諧要表達在人與洪水在洪泛區(qū)土地合理有效的共享上；防洪工程手段不僅要從點與線擴展到面，而且需要綜合運用法律、經濟、行政、教育、科技等非工程措施來推動更加有利于長遠利益的工程措施，在適當承受一定洪水風險的前提下，促使人與自然的關系向良性互動轉變；有效標準人類行為，防止急功近利、人為增加洪水風險或以鄰為豁的行為。二防洪、抗旱與減災洪水有維持河道行洪能力，補充地下水源，改善水環(huán)境與維持生態(tài)系統(tǒng)平衡等多種功能，人類需要適度承受一定風險才能從洪水中獲得較大的利益；對于不同規(guī)模的洪水，其資源特性、環(huán)境特性以及利害轉換關系是不同的，對所需承擔的風險差異要有充分的估計與全面的評價；水利工程也可能成為區(qū)域之間、人與自然之間爭奪“洪水資源〞的手段，要防止單純以工程措施造成新的人為災難；洪水資源化的有效途徑之一是做好灘區(qū)、行洪區(qū)以及農田的文章；充分認識防洪工程體系建設的長期性與艱巨性，努力防止、消除或減緩防洪工程體系建設可能產生的負面影響；加強防洪工程體系優(yōu)化調度的研究，認真分析協(xié)調好區(qū)域間基于洪水風險的利害關系與矛盾；注重防洪工程體系自身的平安保障問題，努力防止水庫潰壩、堤防以外潰決等惡性事故的發(fā)生等。二防洪、抗旱與減災水旱災害的雙重屬性水旱災害的自然屬性水旱災害的社會屬性超常洪水干旱成因洪水干旱致災強度天體外力異常氣候特定地理環(huán)境工程失事水文循環(huán)特性水動力學特性水沙運動特性水污染傳播特性大規(guī)模人類活動與社會經濟開展防洪抗旱體系與防災減災技術水旱孕災環(huán)境水旱調控能力承災體災敏性平安保障需求應急管理能力水旱災害影響水旱災害時空分布與風險特性的變化

自然科學

社會科學二防洪、抗旱與減災管理的依據(jù)管理的手段與對象管理的效果洪水風險的可管理性洪水的災害特性洪水的環(huán)境特性洪水的資源特性水災自然屬性水災社會屬性風險利害轉換關系關系到防災決策及興利除害的成敗關系到減災與興利對策的實施效果洪澇災害信息管理系統(tǒng)洪水檢測、預測、預報系統(tǒng)防洪抗訓搶險系統(tǒng)防洪排澇工程系統(tǒng)防洪調度決策支持系統(tǒng)災情評估與災害影響評價系統(tǒng)防災科研與技術開發(fā)應用系統(tǒng)災害預報、避難、救援系統(tǒng)洪水風險分擔與補償系統(tǒng)災后恢復重建系統(tǒng)防洪區(qū)土地利用管理系統(tǒng)防洪區(qū)建筑耐淹規(guī)范管理系統(tǒng)防災教育系統(tǒng)與防洪減災有關的法規(guī)體系與執(zhí)法監(jiān)督體系三、農村水利三、農村水利農業(yè)水利是農村水利的主要內容，它是以農業(yè)增產為目的的水利工程設施，包括對農業(yè)開展有利的各種水利問題。它以水文學、土壤學、水力學、工程力學、水資源學、水環(huán)境學等學科為根底，研究與農業(yè)水利工程有關的地表水、地下水、土壤水分的轉化、運移過程和溶質轉化遷移規(guī)律，通過灌溉排水工程設施改善農田水分狀況和調節(jié)區(qū)域水情分布，促進生態(tài)環(huán)境的良好循環(huán)，消除水旱災害，利用現(xiàn)代信息化工具和先進的管理方法，科學合理地利用和保護水土資源，為開展農業(yè)生產和改善生態(tài)環(huán)境效勞的綜合性學科。農業(yè)水利學科的研究范圍包括：地面水、地下水、土壤水、作物水之間的轉化規(guī)律；農田灌溉、排水理論與技術；溶質運移與農田污染控制；設施農業(yè)中的水土工程；水土保持工程理論與技術等方面。農業(yè)水利學科的研究主要任務包括：針對我國水資源緊缺、洪澇災害頻繁、水土資源惡化等制約我國農業(yè)乃至整個國民經濟可持續(xù)開展的瓶頸，主要研究農業(yè)水資源持續(xù)高效利用理論與技術、現(xiàn)代排水理論與技術、農業(yè)水環(huán)境和農業(yè)水生態(tài)、灌溉與排水中的重大工程技術問題，為農業(yè)灌溉的可持續(xù)開展提供理論根底和技術支撐。農業(yè)水利學科的開展目標是：針對我國水資源緊缺、農業(yè)節(jié)水潛力巨大的現(xiàn)狀，以保障國家水平安、食品平安為目標，建立作物高效用水與優(yōu)化配水的新理論與關鍵技術；針對洪澇災害頻繁、中低產田大面積分布的特點，通過合理的工程技術措施、信息化管理技術、排水控鹽理論與技術的研究，建立符合中國特色的防洪除澇技術體系與土壤鹽堿化年治理控制體系；針對我國水污染加劇、農業(yè)生態(tài)環(huán)境脆弱的現(xiàn)狀，研究農業(yè)面源污染形成、演化和控制理論，開展農業(yè)面源污染控制技術體系，維持農業(yè)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)開展。三、農村水利在農業(yè)高效用水方面，以保障國家糧食平安和生態(tài)平安為目標，以提高農田水分利用效率和效益為核心，因地制宜建立集成技術模式與示范區(qū)，構建符合我國國情的農業(yè)綜合節(jié)水技術體系。在農田灌溉的渠系輸水、田間配水、灌溉過程三個環(huán)節(jié)實現(xiàn)節(jié)水技術有所突破，研究灌區(qū)水量實時調控理論與方法，建立以數(shù)字渠道為特征的灌區(qū)信息動態(tài)采集、水量實時調控及配水管理智能決策支持系統(tǒng)，建立農業(yè)水資源高效利用技術體系，顯著提高灌區(qū)灌溉水利用率及利用效率。在農村水環(huán)境方面，農田排水技術實現(xiàn)由單一的水量、水位控制調節(jié)功能擴展到水質控制、溶質運移、污染防治和水環(huán)境保護等功能，減輕面源污染對環(huán)境水體危害，促進灌區(qū)資源、環(huán)境、生態(tài)、經濟協(xié)調可持續(xù)開展。農業(yè)用水一直是我國用水大戶，其用水量占國民經濟總用水量的70%，長期由于技術與管理水平落后、灌溉設施老化失修、農業(yè)用水科技含量與用水效率地下，全國農業(yè)灌溉用水率為40－50％，與興旺國家80％利用率相差甚遠，如何通過科技創(chuàng)新大力提高農業(yè)灌溉水利用率，并逐漸降低農業(yè)用水所占比重，切實改善農村人居環(huán)境，保障城鄉(xiāng)居民飲水平安是迫切需要重視和加強的重大課題。三農村水利開展形勢及科技需求分析〔1〕農業(yè)節(jié)水在灌溉用水量不增加的前提下，保障21世紀我國糧食平安的唯一選擇就是大力開展農業(yè)節(jié)水，依靠科技進步，提高灌溉〔降〕水的利用率、作物水分生產效率、水資源的再生利用率和單方水的農業(yè)生產效益。不斷加大農業(yè)節(jié)水技術和產品的高科技含量，加快傳統(tǒng)粗放農業(yè)向現(xiàn)代節(jié)水高效農業(yè)的轉變。社會經濟開展對科技的需求(1)興旺國家農業(yè)節(jié)水的幾個開展階段：第一階段：建立完善的輸水系統(tǒng)，提高輸水效率，減小水量損失；第二階段：采用先進的灌水技術〔噴灌、微灌、地面灌溉〕，改進農業(yè)栽培、耕作等農藝節(jié)水技術，提高作物的水分利用效率。第三階段：利用生物節(jié)水〔選育水分利用效率高的作物品種〕，作物耗量控制灌溉，到達節(jié)水系統(tǒng)的科學管理。三農村水利(2)農業(yè)節(jié)水的4個根本環(huán)節(jié)：A.減少渠系〔管道〕輸水過程中的水量蒸發(fā)和滲漏損失，提高灌溉水的輸水效率。B.減少田間灌溉過程中水分的深層滲漏和地表流失，提高灌溉水的利用率，減少單位灌溉面積的用水量。C.蓄水保滴，減少農田土壤的水分蒸發(fā)損失，最大限度地利用天然降水和灌溉水資源。D.提高作物水分利用率，減少作物的水分奢侈性蒸騰消耗，獲得較高的作物產量和用水效益。興旺國家在生產實踐中，將B、D作為重點。三農村水利〔2〕農田排水漬堿災害是導致農田低產的主要原因之一。農田排水設施在防御澇漬災害和土壤鹽堿化等方面起著積極的作用。不當?shù)霓r田排水設施會導致水環(huán)境惡化，影響著農業(yè)生產的持續(xù)開展。開展適合我國國情的農田排水技術、澇漬鹽堿綜合防御的排水工程理論和技術體系，可有效地減少澇漬鹽堿災害、提高中低產田生產能力、保護水環(huán)境。三農村水利〔3〕灌區(qū)管理現(xiàn)代化當前主要關注以下兩個方面。一是制度層面的管理制度體系建設，包括體制改革、水權水價體系、經營機制等；二是技術層面的信息化建設，包括各種水雨情及工情等各種信息的采集、傳輸、存儲、處理以及決策支持系統(tǒng)的開發(fā)等。目前興旺國家的灌區(qū)管理正朝著信息化、自動化、高效化方向開展，實現(xiàn)了集信息采集－處理－決策－信息反響－監(jiān)控為一體的優(yōu)化調度。三農村水利〔3〕灌區(qū)管理現(xiàn)代化我國年灌溉用水約3800億立方米，占我國年總用量5600億立方米的2/3左右，是水資源利用的最大用戶。然而，用水效率目前還非常低，灌溉水利用系數(shù)平均只有0.4左右，因此，提高灌區(qū)用水效率是實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的有效途徑，用現(xiàn)代化的手段挺高灌管理水就是提高灌區(qū)用水效率的重要措施之一。三農村水利〔4〕農村供水農村供水系指向廣闊農村的小城鎮(zhèn)、集鎮(zhèn)、村莊等居民點和分散農戶的供水，以滿足村鎮(zhèn)居民生活和生產用水需要。飲水平安是指居民能夠及時、方便的獲得足量、衛(wèi)生、負擔得起的生活飲用水，是社會平安的重要內容之一。但是，農村供水量大面廣，底子薄，欠帳多。迫切需要因地制宜地科學規(guī)劃和建設，提高科技含量，使農村供水逐步走上科學開展的軌道。三農村水利〔5〕牧區(qū)水利由于特殊的地理自然環(huán)境，牧區(qū)草原生態(tài)建設要充分考慮水草資源條件和水草資源承載能力。以區(qū)域“水—草—畜〞系統(tǒng)平衡為原那么，開展灌溉飼草料地，改進復壯天然草場，科學確定人工生態(tài)建設的內容、布局與規(guī)模。堅持以水定草，以草定畜，推行補飼、舍飼、圍欄封育、輪牧禁牧等綜合技術措施，調整畜牧業(yè)產業(yè)，控制牲畜純增，畜牧業(yè)生產由數(shù)量型向效益型和質量型轉變，修復草原生態(tài)，恢復生產功能。三農村水利戰(zhàn)略研究重點與重大課題1、農業(yè)節(jié)水〔1〕農田尺度水分高效利用的應用根底研究〔2〕不同尺度節(jié)水效果關系研究〔3〕區(qū)域水土環(huán)境改善及農業(yè)用水優(yōu)化配置技術〔4〕非常規(guī)水利用－劣質水資源化灌溉利用技術〔5〕雨養(yǎng)農業(yè)區(qū)水分的高效利用旱作農業(yè)節(jié)水體系〔6〕現(xiàn)代高效節(jié)水灌溉技術與設備升級〔7〕節(jié)水新材料與制劑研制〔8〕作物高效用水的生理學與分子生物學根底2、農田排水及農業(yè)水環(huán)境〔1〕合理協(xié)調防洪與排澇的關系研究〔2〕澇漬綜合防御工程技術體系研究〔3〕信息技術應用于洪澇漬防御〔4〕鹽堿地治理〔5〕田間化肥流失對水體污染的影響及其防治措施研究三農村水利3、灌區(qū)現(xiàn)代化〔1〕灌區(qū)現(xiàn)代化管理體制機制研究〔2〕灌區(qū)用水管理測控技術及設備研究〔3〕數(shù)字灌區(qū)關鍵技術研究〔4〕灌區(qū)用水實時調度決策支持系統(tǒng)的開發(fā)4、農村供水〔1〕農村供水工程規(guī)模指標體系研究〔2〕工程管理模式及供水水價研究〔3〕農村飲用水衛(wèi)生技術模式研究和設備開發(fā)5、牧區(qū)水利〔1〕水草畜平衡與草原生態(tài)環(huán)境容量研究〔2〕牧區(qū)水資源合理開發(fā)科學配置平安利用關鍵技術研究〔3〕不同類型草地區(qū)域生態(tài)需水綜合節(jié)水關鍵技術〔4〕牧區(qū)人畜供水指標體系及用水平安保障技術研究〔5〕草原生態(tài)保護與草地水土保持綜合治理關鍵技術研究四、南水北調工程四、南水北調工程四、南水北調工程四、南水北調工程四南水北調工程社會經濟開展對科技的需求南水北調工程是實現(xiàn)我國水資源優(yōu)化配置的戰(zhàn)略舉措，是解決京津華北地區(qū)、黃淮海平原和黃河上中游地區(qū)缺水的一項不可替代的大型工程措施。通過南水北調，形成“四橫三縱〞總體格局，到達我國水資源南北調配、東西互濟的優(yōu)化配置目標。1、實施南水北調是我國社會經濟開展的重大戰(zhàn)略四南水北調工程2、國內外調水工程概況水資源分布不均衡是一個普遍現(xiàn)象，長距離跨流域調水工程已成為世界性的普遍需求。據(jù)不完全統(tǒng)計，國外約有40個國家建成了規(guī)模不等的大中型調水工程約350多項，其中線路長度超過500km的工程就有10余項。從20世紀70年代以來，我國建成在建調水工程10余項。國內外在跨流域長距離調水工程的規(guī)劃、設計、施工及管理方面已經積累了較豐富的經驗。但是南水北調工程規(guī)模、復雜性和困難程度前所未有。為了確保工程質量和正常運行，開展有關南水北調工程的科技攻關工作非常必要。四南水北調工程3、南水北調工程的總體規(guī)模和技術難點東線工程輸水主干線長1156km，沿途需建13個梯級泵站提水。主要問題：水質及防污、治污。中線工程全長1246km，總干渠上有各類交叉建筑物超過1800座。主要問題：水資源的高效利用與優(yōu)化配置，輸水系統(tǒng)可靠度及風險分析，提高輸水保證率。西線工程總調水規(guī)模170億m3/年。主要問題：高原寒冷缺氧地區(qū)大規(guī)模施工，深埋超長輸水隧洞的勘察、設計和施工，5～6座引水水庫的聯(lián)合調度運用，調水對環(huán)境影響評價。四南水北調工程戰(zhàn)略研究重點與重大課題

1、調水工程宏觀決策和長遠開展的關鍵技術研究〔1〕為滿足國家長遠開展的需求，全國范圍跨流域調水、優(yōu)化配置水資源的研究〔2〕跨流域調水量與受水區(qū)當?shù)厮Y源及水利設施聯(lián)合補償調度、提高供水保證率的研究〔3〕水源地可調水量、對生態(tài)環(huán)境影響及補償機制的研究〔4〕節(jié)水與調水合理結合和配置的研究〔5〕解決南水北調受水區(qū)農業(yè)缺水和地下水嚴重超采問題的研究〔6〕南水北調實施后，黃河流域水資源重新配置的研究〔7〕南水北調工程水價管理制度和價格體系研究〔8〕南水北調水權制度及水市場開發(fā)和宏觀調控研究四南水北調工程2、東線工程防污治理與平安運行問題〔1〕東線工程水污染防治技術及對策研究〔2〕東線工程水質水量監(jiān)測及預警預報系統(tǒng)研究〔3〕東線工程運行管理研究3、南水北調中線工程關鍵技術問題〔1〕中線工程輸水系統(tǒng)風險分析及對策研究〔2〕長距離輸水系統(tǒng)水力學研究〔3〕中線調水工程對生態(tài)環(huán)境的影響研究〔4〕長距離輸水系統(tǒng)通信及自動化監(jiān)控研究4、西線工程重大關鍵技術問題〔1〕西線調水對生態(tài)環(huán)境和社會經濟影響研究〔2〕西線特殊環(huán)境下的地質勘察技術研究〔3〕深埋超長輸水隧洞關鍵技術問題研究〔4〕高原寒冷缺氧地區(qū)工程設計、施工技術研究〔5〕西線調水管理機制和經濟評價研究五長江黃河開發(fā)治理與生態(tài)保護五長江黃河開發(fā)治理與生態(tài)保護社會經濟開展對科技的需求1、長江開發(fā)治理與生態(tài)保護長江治理與生態(tài)保護中的突出問題：1〕長江上游洪水來量大與中下游河道泄洪能力缺乏的矛盾2〕干流水質總體良好，局部污染嚴重3〕局部地區(qū)水資源供需矛盾4〕水土流失尚未得到有效控制5〕大規(guī)模經濟活動對于水域生態(tài)系統(tǒng)構成威脅6〕三峽水庫蓄水后對于中下游河勢影響7〕上游水電無序開發(fā)引發(fā)新的環(huán)境問題五長江黃河開發(fā)治理與生態(tài)保護長江治理的根本思路，以“維護健康長江、促進人水和諧〞為根本宗旨，以中下游地區(qū)防洪和重要水源地保護為重點，統(tǒng)籌開發(fā)與保護的關系，以穩(wěn)定河勢河床、保障防洪平安、合理配置資源、維系良好生態(tài)為戰(zhàn)略目標。五長江黃河開發(fā)治理與生態(tài)保護2、黃河開發(fā)治理與生態(tài)保護黃河治理與生態(tài)保護中的突出問題：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重水環(huán)境惡化尚未得到有效遏制

五長江黃河開發(fā)治理與生態(tài)保護黃河治理的指導思想是：堅持全面規(guī)劃、統(tǒng)籌兼顧、標本兼治、綜合治理的原那么，實行興利除害結合、開源節(jié)流并重、防洪抗旱并舉。把防洪作為黃河治理開發(fā)的一項長期而艱巨的任務，把水資源的節(jié)約和保護擺到突出位置，把水土保持作為改善農業(yè)生產條件、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、水質不超標、河床不抬高和努力維系黃河健康生命為戰(zhàn)略目標。五長江黃河開發(fā)治理與生態(tài)保護戰(zhàn)略研究重點與重大課題

1、長江治理戰(zhàn)略研究2、三峽工程運行及其他待建大型水電工程的環(huán)境影響3、長江水域生態(tài)系統(tǒng)演替與保護五長江黃河開發(fā)治理與生態(tài)保護1、黃河治理戰(zhàn)略研究2、水沙調控體系建設的理論與技術3、黃河生態(tài)系統(tǒng)修復目標及相應徑流條件研究六水環(huán)境與流域生態(tài)的保護和修復六水環(huán)境與流域生態(tài)的保護和修復社會經濟開展對科技的需求1、我國水環(huán)境與水生態(tài)現(xiàn)狀江河湖庫污染日趨嚴重河湖濕地萎縮、生態(tài)功能衰退地下水超采與污染嚴重水土流失問題突出六水環(huán)境與流域生態(tài)的保護和修復2、本領域水利科技存在的主要問題〔1〕在水環(huán)境與流域生態(tài)的保護和修復方面缺乏根底性、戰(zhàn)略性和原創(chuàng)性研究?！?〕在水環(huán)境治理的應用技術方面，大多數(shù)是引進和消化國外的技術，自主創(chuàng)新技術能力較差?！?〕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制。

六水環(huán)境與流域生態(tài)的保護和修復3、對科技開展的需求〔1〕應用根底研究方面：不同流域河流生態(tài)恢復目標和任務確實定，水利水電工程生態(tài)環(huán)境效應及評價方法研究，城市化開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、防洪減災與生態(tài)保護有機結合，水環(huán)境與水生態(tài)價值等涉及生態(tài)經濟學方面的研究。六水環(huán)境與流域生態(tài)的保護和修復〔2〕技術方法方面：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、農業(yè)非點源污染控制技術及地下水污染治理技術，水資源與土壤資源的同步高效合理利用與保護，水土保持科學技術體系的建立，生態(tài)環(huán)境友好的水利水電工程的規(guī)劃設計方法和調度運行模式，水域生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)技術研究與開發(fā)。六水環(huán)境與流域生態(tài)的保護和修復戰(zhàn)略研究重點與重大課題

1、流域水生態(tài)系統(tǒng)狀況分析及開展趨勢預測2、與生態(tài)友好的水利水電工程技術3、流域水環(huán)境保護與生態(tài)建設規(guī)劃方法研究4、水土保持5、流域水污染控制及生態(tài)修復的技術與管理六水環(huán)境與流域生態(tài)的保護和修復對施工區(qū)域的生態(tài)恢復與環(huán)境保護六水環(huán)境與流域生態(tài)的保護和修復美國水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，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)境價值與美學價值；重視水利工程對環(huán)境造成的負面影響，并努力恢復生態(tài)環(huán)境。七大壩的環(huán)境影響和平安問題七大壩的環(huán)境影響和平安問題社會經濟開展對科技的需求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，這些工程設施在國家社會經濟開展中發(fā)揮著巨大的保障作用。但是也對生態(tài)與環(huán)境帶來一些負面影響。如何趨利避害，處理好開發(fā)與保護的關系，建設與生態(tài)友好的水利水電工程，運用已建的水庫設施既謀經濟效益又兼顧生態(tài)效益效勞，成為我國水利水電建設面臨的緊迫重要課題。七大壩的環(huán)境影響和平安問題由于建設大壩的歷史因素，我國大壩工程存在著大量質量隱患，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方法的管理范圍。病險水庫的整治工作重點主要放在工程措施上。大壩平安風險管理研究處于起步階段。2、大壩工程的平安問題七大壩的環(huán)境影響和平安問題20世紀60年代前，評價工程的主要指標是效益費用比；60年代末，提出了評價工程的4個指標：國家經濟開展、社會福利、環(huán)境質量、地區(qū)經濟開展。此后，社會與環(huán)境指標一直是美國水工程評價中必須考慮的指標。80年代后，對多目標工程提出了更加全面的評價指標：技術可接受性：工程可行性、財務可行性、環(huán)境可行性、社會可行性、政治可行性、法律可行性；公眾可接受性：包括以下價值目標：經濟價值、生態(tài)價值、美學價值、文化價值、科學價值、自然環(huán)境的原始價值、生活質量改善、人類健康、教育時機、對緊急措施的影響。美國的開展經驗七大壩的環(huán)境影響和平安問題水文過程與生態(tài)過程耦合模型空間異質性－生物群落多樣性耦合模型水文－生物－生態(tài)功能河流連續(xù)體模型河流生態(tài)系統(tǒng)結構功能七大壩的環(huán)境影響和平安問題洪水脈沖的生態(tài)功能

洪水脈沖的生態(tài)功能河流－灘區(qū)系統(tǒng)是有機物