夏军院士:水生态安全,是未来城市可持续发展的新问题和新挑战

2022-06-24 00:07:37     来源:中国科技新闻网

      夏军,中国科学院院士 ,中科智库首批入库专家兼审核委员会委员,水文水资源学专家。武汉大学水安全研究院院长、教授 ,中国科学院水资源研究中心主任。

夏军主要从事水文水资源研究。在径流形成与转化的时变非线性理论与实践方面取得系统的研究成果。成果应用到我国东部季风区黄河、长江、淮河以及中小河流防洪减灾、水质水量联合调度、应对气候变化的重大水利工程的水管理,产生了显著的社会经济效益。

发展智慧管理,保障城市水安全

近年来,中国城市化快速发展,水安全问题面临巨大挑战。在城镇化进程中,不仅会引起气候变化,还会导致城市地面硬化面积与不透水面积的增大。在城镇化过程中如何向“双碳”经济过渡,老工业基地如何向绿色转型成为重要问题,夏军认为,解决这些问题需要在产业结构布局、城市整体体系上做出调整。面向“双碳”目标的水生态安全,是未来城市可持续发展的新问题和新挑战。他说,通过土地利用、工业结构调整碳源,推动海绵城市建设,让陆地拥有更多绿地,这是未来发展的重要思路。

夏军称,要想实现“双碳”目标就要站在更高的尺度考量,发展智慧管理成为关键。对此,他提出了智慧水务的主题,并表示现有城市的绿色发展,要求治理管理的精细化、协同化、智慧化。城市绿色发展,首先要有理论、工具与技术,其中涉及到水行业的大数据收集;治水涉及的具体部门需要将针对具体对象的大数据进行聚焦和集成;要通过加强智慧城市的监测监控、模型的设计提高城市应对极端灾害的预警问题。

夏军说,智慧管理就是要把多个部门相结合,包括城市水循环、城市设施建设比如城市供水、城市污水处理厂以及城市的河网水系甚至湿地等。其中,水循环是关键,涉及到污水治理、城市供水、社会经济发展、生态需求、防洪、内涝等问题。城市水系统以水循环为纽带进行水量—水质—水生态的互动。

提出城市水系统5.0版本,促进城市绿色发展

夏军带领团队提出城市水系统5.0大数据平台和人工智能技术,强调了自然与社会科学的深度交叉、多部门合作创新,为“双碳”背景下的城市可持续发展提供科学支持。

他表示,传统的城市水循环系统,更多关注以自来水厂—污水处理厂为核心的系统。而城市水系统5.0,认为城市水循环应包括“降雨—蒸散发—调蓄—径流”城市自然水循环和“供—用—耗—排”联系城市人工侧支水循环。

夏军说,城市水系统5.0要与城市给排水、治污和生态修复的城市绿色发展结合,与城市联系的江河湖库的中等级别“海绵”以及城市互动的大江大河的“大海绵”功能相结合,采用系统思维、系统治理。同时他表示,要以城市水系统5.0为理论基础,以科技创新为引领,与城市经济社会可持续发展结合,通过建设跨学科研究组,增加城市应对全球变化和灾害影响的弹性需求。针对海绵城市建设相关问题形成创新机制,支撑海绵城市建设科技创新、科技研发、先进技术推广与应用,促进城市经济社会高质量绿色发展。

研发长江模拟器,解决水安全问题

2021年6月,长江模拟器示范基地在重庆成立,夏军主持研发的长江模拟器科学装置,为解决水安全问题提供有效手段和科学依据。长江模拟器具有监测、模拟、评价、预警、决策支持功能,可应用于农业、水资源管理、航运、防洪、环境保护等多个领域。夏军说,长江模拟器需要长江上、中、下游以及“湖库—岸线—城市群”的互联互动,需要大数据和人工智能信息支持。长江模拟器的建成将促进中国地球科学的发展,提升中国地球科学研究的国际地位。

夏军称,长江模拟器装置初步规划分三期建设:第一期(2021.01-2021.12)完成长江流域相关的古地理、古气候等功能展示,完成系统软件的初步开发、计算平台的建设、展示平台的初步搭建。第二期(2022.01-2023.12)完善长江模拟器相关功能,组建长江流域水环境水生态野外观测网络,拓展长江模拟器科研功能,建设长江流域科学数据中心和多源数据共享系统。第三期(2024.01-2030.12)拓展完善基础设施、功能和长江模拟器产业运用。将长江模拟器装置建设成为首个以立体监测监控为基础的长江流域信息综合集成平台。(王慧兰)

夏军院士参观节水实验室

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夏军院士简介

夏军,中国科学院院士   ,中科智库首批入库专家兼审核委员会委员,水文水资源学专家。武汉大学教授 、水安全研究院院长 ,国际大地测量及地球物理学联合会(IUGG)中国委员会主席,国际IUGG执行局委员,中国地理学会副理事长 、中国自然资源学会副理事长、中国科学院水资源研究中心主任。

 主要从事水文水资源研究。在径流形成与转化的时变非线性理论与实践方面取得系统的研究成果。解决了如何求解降雨径流非线性响应关系的难题;发现了受控于土壤湿度、降雨强度和下垫面多要素组合的时变增益产流规律,揭示了径流形成与转化的水文非线性机理;发展了时变增益水文模型与水系统方法,明显提高了径流预测的精度,在解决变化环境下径流模拟与调控的非线性、时空变异与不确定性研究方面,取得了重要突破,推动了水文科学的基础研究。成果应用到我国东部季风区黄河、长江、淮河以及中小河流防洪减灾、水质水量联合调度、应对气候变化的重大水利工程的水管理,产生了显著的社会经济效益。

 曾获国家自然科学奖、中国地理学会杰出贡献奖、湖北省自然科学奖、国际水文科学奖、国际水资源管理杰出贡献奖等。被评为全国优秀科技工作者、国际水资源协会荣誉会员、全国“五一”劳动模范,入选“跨世纪优秀人才计划”,享国务院特殊津贴。已发表SCI收录论文150多篇,EI收录论文160多篇,出版专著12部。


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