虚拟仿真等方面取得了较大进展,但在大多数数字流域建设过程中,缺少水循环及伴生水化学、水生态、水沙过程的模拟预报模型作为支撑。
当前,随着全球气候变化和高强度人类活动的影响,水
循环及水资源利用系统已经转向包括降水、径流、补给、入渗等过程及供水、用水、排水、回用等多个环节的“自然-人工”大循环及其小循环。现代水文水资源研究已从传统的
基础水文实验发展到工程水文学、地表水和地下水水文学、区域水文学、水文地质学等乃至目前的生态水文学。水文水资源的研究手段从简单的水文测验分析发展到水文试验,到目前的水文过程的模拟,计量研究方法从统计描述发展到集总式模型再到目前广泛应用的分布式模型。原型观测与数学模拟的结合已成为水文水资源的关键研究方法。
目前,生态和水文水资源的关系得到广泛的重视,生态水文学成为发展研究的趋势。生态水文过程模拟研究成为当前研究的热点,生态水文、城市水循环、水环境与水生态等要素全过程参与的水资源可持续利用研究成为难点,面向水资源风险导向的关键技术解决成为新的选择途径。水文水资
源研究需要进一步强化水循环过程演变机理识别与定量模拟方面的基础研究,完善水资源评价、配臵、调度、水权分配、水价定价理论和技术等方面的应用基础研究,服务于防灾减灾、节水型社会建设、水环境保护与水生态修复、水生态文明建设、水资源综合管理、民生水利及现代水利建设与管理等实践需求。
4、申报人选及团队在本学科领域所处地位及影响
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近年来,申报人选及团队在国内外水资源可持续利用研究领域取得了许多标志性成果,在水资源优化配臵、地下水资源开发利用、综合节水及最严格水资源管理等关键技术研发方面达到了国际领先水平,在成果应用方面取得了显著的经济效益和广泛的社会影响。
(1)科研团队掌握了一批核心技术,在本学科领域具有一定的影响力。
申报人选及团队充分发挥技术、人才和科研平台优势,获准立项30余项省部级以上课题,重点开展应用基础型关键技术的创新性研究,取得了丰硕的研究成果的同时掌握了一批核心技术。在地下水回灌、海水入侵监测与防治、浅层地下水硝酸盐污染PRB防治、地下水多层位动态监测、岩溶水开发利用与保护、农业综合节水等关键技术等同类研究中处于领先地位。比如,在全国最早提出现代化水网概念和水生态文明建设的理念,并付诸规划建设,在全国水利系统产生了较大影响,目前水利部已倡导在全国开展河湖水系联通和水生态文明城市建设试点工作。在海水入侵监测与防治方面,已经形成了包括拦蓄补源、地下水回灌、地下水库建设在内的系列技术,并付诸实践,多国高效科研单位前来参观,在国际上也产生了较大影响。
(2)科研团队承担了较高层次课题,取得了较好的科研成果。
科研团队近年来承担了一批国家和省部级课题,获得了多项奖励,研究基础较好。例如,先后承担了国家科技支撑计划子课题2项、国际科技合作专项2项、水利部公益性行
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业科研专项5项、水利部“948”项目3项、水利部科技推广计划项目5项;还立项承担了7项省科技厅项目和11项省水利厅项目。有43项课题通过了专家鉴定或验收,其中承担完成的国家“863”计划“山东半湿润区现代节水农业技术研究与集成”、中德国际合作项目“滨海地区水资源综合管理技术研究”等10项成果达到国际领先水平;6项成果获山东省科技进步奖,其中省科技进步一等奖1项,二等奖2项,三等奖3项。发表科技论文220余篇,其中被SCI收录5篇,EI收录41篇。出版著作5部、软件著作权4项。获国家发明专利9项、实用新型专利19项。
(3)科研团队长期开展国际合作项目,产生了广泛的国际影响。
申报人选所在团队近些年与德国、荷兰、丹麦等多个国家开展技术合作交流,承担完成的科技部中德国际合作项目“山东省滨海地区水资源综合管理技术”,研究成果达到国际领先水平。申报人选正在主持1项科技部中德国际合作项目、参与1项中荷国际合作项目。目前,申报人作为地下水专题技术牵头人人,多次参与水利部组织的中欧水资源交流平台论坛,科研团队所在单位主办多次“中欧水资源交流平台山东丹麦地下水合作会议”国际会议及“地下水资源可持续利用与污染防治高层论坛”。目前,在济南市水生态文明建设和地下水供水项目方面促成了丹麦公司与济南市水利企业的合作。通过对外交流,积极开展国际合作项目洽谈和调研工作,产生了一定的国际影响。
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(4)科研团队相对稳定、结构合理,集体科研攻关能力较强。
科研团队中多人获国务院特殊津贴、水利部“5151”人才和山东省突出贡献中青年专家称号,先后多人到德国、英国、意大利、瑞典、日本、非洲等国家作为访问学者或短期学术访问。研究队伍专业领域包括水文、水资源、水环境、水文地质、农业水土、节水灌溉等,人员组成以中青年为主,学科互补、专业互补、年龄结构合理。形成了一支固定人员为主聘任人员为辅、高级技术专家与中青年后备技术骨干相结合的学习创新型科研队伍。在水资源优化配臵、农业综合节水、岩溶水开发利用、地下水资源保护、海水入侵防治等方向初步形成了青年科技人才成长迅速、高层次人才集中、科研能力强、成果水平高的科研团队。
(5)依托单位重视科技支撑平台建设,具备良好的科研条件。
依托单位山东省水利科学研究院一向重视科研平台建设,对于促进学科交叉融合、加强高层次创新人才培养都起到了重要作用。2003年5月成立的“水利部山东省灌溉试验中心站”,可作为工程技术研究和试验平台,2004年5月省科技厅批准成立“山东省现代农业节水工程技术研究中心”,2007年4月“山东省水资源与水环境重点实验室”获山东省科技厅和财政厅批准,2007年10月“水利部科技推广中心山东推广站”挂牌成立,可作为项目技术推广平台。2008年2月山东省人民政府办公厅设臵“水资源可持续利用”泰山学者岗位,2014年入围山东省首批山东省博士后创新实践基
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地,并与武汉大学签订博士后联合培养协议,同年,“山东省节水灌溉设备开发中试基地”被评选为全国第二批中小学节水教育社会实践基地。以上科研平台的设立,为进一步带动泰山学者岗位建设和加强人才储备力量提供了崭新的平台。
基础设施方面,山东省水科院有中心试验室和水质化验室及水处理中心,仪器设备先进齐全。实验室科研用房4600平方米。2005年新建成953平方米的新实验楼,包括学术会议室和化验室。按用途分为办公室、学术厅、化验室、水工模型厅和野外试验基地等。在节水灌溉基地,还有350平方米的中试车间以及配套的6000平方米野外实验田,可以满足野外水资源水环境参数试验。
综上所述,面对山东突出的水问题、环境变化的新挑战、水利发展的新格局、经济发展的新常态、人民群众的新期待,山东省迫切需要继续开展水资源可持续利用基础应用和关键技术研究,为全省水生态文明建设及经济社会的可持续发展提供强有力的水资源科技支撑。
二、总体思路和计划
1、总体思路
针对气候变化和人类活动的双重影响,瞄准国际地球科学水循环生物圈方面及其环境生态影响的科学前沿,结合山东省所面临的水资源短缺、水环境恶化、水生态退化、水管理薄弱等综合复杂的水问题,根据新时期“节水优先、空间均衡、两手发力、系统治理”的治水思路,站在生态文明建设的高度,从流域和区域自然和人工水循环演化过程及其诸
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