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黄河战略实施五周年,科学家们做了些什么?

作者:地测学院 来源:地测学院 发布时间:2024-10-09 阅读量:

五年前的2019年9月18日,习近平总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上提出,将黄河流域生态保护和高质量发展确定为重大国家战略。五年后的2024年9月12日,习近平总书记又在全面推动黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上强调,以进一步全面深化改革为动力,开创黄河流域生态保护和高质量发展新局面。

为服务黄河战略,2020年7月17日,经陕西省发展和改革委员会批复,依托长安大学成立了陕西省黄河科学研究院,由中国科学院彭建兵院士担任院长。过去四年中,彭建兵院士组织并领导陕西省黄河科学研究院实施了“宜居黄河科学计划”。该计划瞄准青藏高原-黄土高原-华北平原三大地质单元深-浅-表上关联机制、黄河流域地质-地表-水文-生态-人类活动等多过程相互作用机制、黄河流域构造-地表-气候-水-人类等多动力互馈协同机制、黄河流域天上水-地表水-地下水循环转化机制、人类工程活动影响黄河流域地质环境机制五大关键科学问题,以期实现安全黄河、生态黄河、绿色黄河、智慧黄河、和谐黄河的科学目标。截止目前,陕西省黄河科学研究院在国家自然科学基金重大项目、重大专项和重点项目,科技部重点研发项目和中央高校基金等科研经费资助下,已在黄河形成演化、三水循环与五水响应、六体共演与生态屏障、上游巨型滑坡、中游水土灾害、人-生-地协调、秦岭北麓生态地质环境、数字黄河等八个方面取得了重要进展;且连续组织了2023和2024两年黄河全流域科考,为黄河流域生态保护和高质量发展国家战略的实施贡献了智慧力量。

在黄河战略实施五周年和陕西省黄河科学研究院“宜居黄河科学计划”实施四周年之际,为更广泛的汇聚学界与业界智慧,梳理黄河流域现有研究进展,开创黄河流域生态保护和高质量发展新局面,2024年9月18日,由长安大学和中国科学院地球环境研究所联合承办了黄河流域生态保护和高质量发展战略高端论坛。本次黄河论坛邀请安芷生、汤中立、张国伟、王浩、彭苏萍、周卫健、傅伯杰、倪晋仁、彭建兵、黄建平等10位两院院士、7位全国工程勘察设计大师、50余位国家级人才等相关领域500余名专家学者出席。论坛围绕“地质黄河”“安全黄河”“绿色黄河”“生态黄河”“气候黄河”“文化黄河”“和谐黄河”等七个主题,邀请了6位院士报告和14位专家报告,较为全面的展现了现有关于黄河科学研究的最新成果和科学家们支持黄河国家战略的智慧贡献。

黄河论坛参会院士和专家合影

地质黄河:中国科学院彭建兵院士针对黄河形成演化的地质地貌过程,提出区域构造和断裂构造主导了黄河的宏观走向和河道大拐弯;青藏高原15个隆升阶段、黄土高原16次隆升侵蚀分期和华北平原至少6次沉降侵蚀分期的联动互馈共同主导了黄河的形成演化过程;地球深部构造动力学和浅部构造动力学驱动了青藏高原、黄土高原和华北平原三大地质单元的联动演化。兰州大学潘保田教授针对黄河形成和演化的时间序列,进一步提出在过去数百万年中的地质构造作用驱动下,黄河水系通过内流水系串联和袭夺外流水系不断进行重组和发育;基于河流最高阶地的测年,确定了黄河上游若尔盖盆地至兰州盆地段形成年代在0.01-1.8Ma之间、中游吴堡至孟津段形成年代在1.2-3.7Ma之间。

安全黄河:中国科学院彭建兵院士针对黄河上游巨型滑坡和中游黄土灾害,提出黄河上游巨型滑坡群发与青藏高原构造隆升关系密切,并可能主要由地震动力启动;黄河中游黄土灾害多发频发、过程链生放大的主控因素是黄土高原特殊的水入渗模式和黄土独特的水-土互馈“基因”。长安大学范文教授定量地揭示了复杂环境下黄土边坡的微-细-宏观多尺度链式互馈是诱导黄土边坡灾变的重要机制。中国海洋大学贾永刚教授针对黄河水下三角洲地质灾害,研发了系列海洋测试技术,实现了海底灾害地貌的原位探测、沉积物力学性质的原位测试和海洋动力的原位观测。黄河水利科学研究院李军华高级工程师针对黄河下游洪水灾害,提出科学调控水沙关系、有效提升防洪能力和强化灾害应对体系和能力是有效防御黄河下游洪水灾害的三大关键途径;开展了800米长的黄河动床模型大洪水模拟试验,预测了未来极端降雨情况下黄河洪水溃决灾害可能出现的地点、形式和风险等级。

绿色黄河:中国工程院王浩院士针对黄河水少沙多、水沙关系不协调,建立了黄河流域多因子分布式水循环模型,实现了黄河流域水资源的精确评价;构建了水沙预测方法的集合评估体系,极大提高了水沙预测值的精度和置信区间;提出生态优先、以水为脉、综合防御、协同管控、流域与区域统筹平衡是新时期的“五大治黄”方略长安大学钱会教授研究揭示了黄河流域“大气降水-河水-湖水-库水-地下水”的循环转化规律,认为黄河流域地下水储存量高达25.4万亿立方米,约为天然径流量的517倍,诠释了流域“水源-水沙-水利-水环-水害”等五水响应机制。清华大学杨大文教授针对黄河流域生态修复和能源转型的水沙碳效应,建立了分布式生态-水文-泥沙耦合模型和“水-风-光系统”综合优化模型,实现了未来气候变化下和风光新能源工程对黄河流域水沙碳效应的精确模拟;提出从化石能源向水风光清洁能源转型是实现黄河流域高质量发展的有效途径。

生态黄河:中国工程院彭苏萍院士针对黄河流域煤矿区生态修复,研发了黄河上游高寒草甸区、中游干旱-半干旱区和下游冲积平原区的煤炭开采区地表生态立体修复的关键产品、技术和方法,实现了黄河流域煤矿区生态修复模式和生态安全评价体系的科学架构,认为黄河流域煤炭开采与地表生态协同保护是生态安全的关键。中国科学院彭建兵院士提出秦岭北麓生态环境对黄河中游生态环境具有显著的屏障功能效应,其近地功能效应体现在提供关中城市固碳、产水和水土保持,核心区覆盖度可达82%-93%;远程功能效应在于提供渭河流域产水、生境质量保持和固碳,基本可辐射整个关中盆地。中国科学院大学王艳芬教授针对黄河流域生态系统变化的生态水文效应,建立了黄河流域产汇流-生态系统动态植被耦合模型,实现了黄河流域径流的精确模拟。西安科技大学毕银丽教授针对西部煤矿区生态修复,研发了降水-凝结水-土壤水-地下水耦合水资源保护利用技术、灌-草-藻-菌-代谢物立体的有机生物修复技术、固沙-改土-保水相协调的生态重建技术,为西部煤炭基地的生态修复工程提供了示范。西安理工大学李占斌教授针对黄土高原淤地坝,提出沟道张拉塑性区和剪切塑性区削弱、调峰消能和调蓄地表径流是黄土高原淤地坝实现水沙调控的主要作用机理,建议今后淤地坝的建设从单一拦沙淤地,向全流域、全功能的高质量淤地坝转变。西北农林科技大学穆兴民研究员针对黄河流域水土保持,从山绿、气新、水清、河安澜和民富五个方面阐述了黄河流域水土保持的成效,认为水少沙多、水沙异源和水沙过程不匹配是黄河水沙关系不协调的三大症结,并对此提出了科学应对策略。

气候黄河:中国科学院黄建平院士针对黄河流域的气候变化特征与极端事件,从海洋活动和陆地过程、青藏高原大地形和人类活动角度,揭示了黄河流域气候呈现暖干化趋势和强降水、干旱及高温等极端事件呈现增加趋势的产生机制;提出黄河流域的区域气候变化是多时间尺度、多空间尺度系统影响的结果,并直接影响了黄河流域生态环境恢复。中国科学院地球环境研究所孙有斌研究员针对半干旱绿色发展带与黄河生态安全屏障,提出突破半干旱绿色发展带的多尺度气候变化机制和未来数年到数十年气候变化趋势、影响范围以及突变事件频率和强度的精准预测,对我国西部生态环境大保护和人与自然和谐共生均具有重要的战略意义。

文化黄河:中国科学院倪晋仁院士针对黄河的可持续性,科学阐述了黄河之“穷”、“累”、“旱”、“弱”、“泽”,介绍了其对黄河“细水长流”是“河之性也、国之运也、谈何易也、势已危也”的深刻思考,提出“细水长流”是实现黄河流域生态保护与高质量发展的必由之路。

和谐黄河:中国科学院傅伯杰院士针对黄河流域人地系统,提出人地矛盾是阻碍黄河流域高质量发展的主导因素;揭示了黄河流域人水关系演变与耦合机理和水-粮食-能源关联机制,建立了涵盖人口、经济、能源、粮食、水需求、水供应、土地、沙、碳和气候等十大主要模块的黄河流域人地系统耦合模型和协同优化方法体系,实现了黄河流域粮食安全、生态环境保护政策与效应、水资源供需矛盾与优化、水沙关系调控、碳中和、流域可持续发展等重大方向的科学分析,为决策支持提供了科学工具。黄河水利科学研究院江恩慧正高级工程师针对黄河流域可持续运行,建立了流域系统科学理论框架与方法体系,实现了黄河下游河流滩槽系统协同治理和多目标协同的黄河水沙联合调控。中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司周恒正高级工程师针对黄河流域生态保护与水电开发协同发展,提出并探索了流域层面的系统谋划、山水林田湖草系统治理、环境综合监测及环保、生态保护数字化和智慧化管控、生态保护技术创新与研究、流域梯级水库群安全应急能力建设等措施。中国科学院地理科学与资源研究所金凤君研究员针对黄河流域区域协调发展,提出了多重战略协同融合、发挥区域重大战略的辐射带动和示范引领作用、夯实主体功能区基础平台及制度功能和分区分类指导、优化国土开发格局等新思路。

参会院士合影

(左起:彭建兵、黄建平、傅伯杰、安芷生、汤中立、张国伟、周卫健、倪晋仁、彭苏萍)

在黄河论坛闭幕式上,中国科学院彭建兵院士对黄河流域生态保护和高质量发展战略的科学研究提出了五点期望:第一、黄河的事很大,需要大家继续高度关注和重视;第二、黄河的科学问题很复杂,需要多学科交叉融合;第三、黄河科学的探索性很强,需要坐冷板凳持之以恒去研究;第四、黄河科学研究的任务还很重,需要大家同心协力;第五、黄河科学研究的路还很长,需要薪火相传,持续地把黄河的事情办好。

我们相信,通过本次黄河论坛进一步明确了黄河流域生态保护和高质量发展的新路径、新模式和新举措,将为共同唱响新时代黄河流域生态保护与高质量发展的“黄河大合唱”奠定科学根基。

供稿:穆青翼 审核:申艳军

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