【正文】 為解決水工結(jié)構(gòu)工程的安全問題，評價和提高工程的安全承載能力，提高和發(fā)展安全監(jiān)控技術(shù)乃是當務(wù)之急，特別在安全分析評價和饋控理論、高新監(jiān)測設(shè)備研制和應(yīng)用、工程安全遠程監(jiān)控技術(shù)、結(jié)構(gòu)損傷病變仿真和檢測、工程健康診斷和壽命評估、工 程風(fēng)險評價等方面，急需加強試驗研究，以促進理論研究發(fā)展。因此模型試驗、現(xiàn)場觀測、數(shù)值分析作為科學(xué)研究的三個重要方法，仍然是水工結(jié)構(gòu)學(xué)科發(fā)展缺一不可的 手段。因此，在混凝土水工建筑物的抗震計算中，應(yīng)明確規(guī)定混凝土抗拉強度的標準值及其相應(yīng)的安全準則。為了優(yōu)化設(shè)計，在確保安全的條件下節(jié)省工程造價，研究新的計算理論、完 善現(xiàn)有的設(shè)計方法、并付諸實際工程應(yīng)用，將具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。另一方面，已建的水工結(jié)構(gòu)工程普遍面臨著由于材料劣化而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)耐久 性問題，面廣量大的已建結(jié)構(gòu)需要維修、加固和改造，修復(fù)新材料、新技術(shù)的研究極為迫切。 水工建筑物的施工在基本建設(shè)中占有重要地位，它關(guān)系到工程質(zhì)量及社會 22 安全。目前，安全監(jiān)測分析和評判已由一維單測點向三維多測點方向發(fā)展，由離線人工進行管理和分析，逐步向在線自動實時或及時綜合評判發(fā)展，同時在安全風(fēng)險分析評判中更多地注重對生態(tài)環(huán)境以及社會各方面的影響，而智能化、網(wǎng)絡(luò)化將是今后發(fā)展的趨勢，而這方面國際上也才起步?？傮w上看，我國在模型試驗加載及測試設(shè)備等方面與國際水平差距較大，在測試精度和自動化程度方面尤為明顯。 與工程實際相吻合的材料劣化機理、測評技術(shù)是國際材料界近年研究的熱 23 點問題之一，世界各國對此十分重視，美國、加拿大、日本和英國等國的研究水平較高。就壩基巖體的滲流特性和滲透系數(shù)張量確定的理論和方法，美國 Neuman院士、法國的 Louis和德國 Ewert教授以及 Wittke教授等人理論和試驗方面的研究都取得了大的發(fā)展。目前，這些課題的研究在國內(nèi)正在開展，有些尚屬探索起步階段，這些研究的開展具有重大理論和實際應(yīng)用價值，將為保持和發(fā)展本學(xué)科該領(lǐng)域在國內(nèi)外的優(yōu)勢，促進水工建筑物安全監(jiān)控數(shù)字化、智能化目標的實現(xiàn)起著關(guān)鍵作用，將產(chǎn)生顯著的社會經(jīng)濟效益。在理論研究的基礎(chǔ)上，研制針對水工結(jié)構(gòu)特點的操作方便的計算分析和設(shè)計軟件非常必要。就裂隙巖體的滲流特性和滲透系數(shù)張量確定的理論和方法，國內(nèi)近年來對前者研究較多，但是對滲透系數(shù)張量確定還研究得很少，和國外一樣還沒有提出一種成熟的理論和現(xiàn)場試驗方法， 嚴重阻礙了計算先進理論和方法的工程運用能力，使得工程建設(shè)浪費很大和仍然經(jīng)常出現(xiàn)這樣和那樣的工程滲流問題。 2. 具體指標 (1) 主要指標 更多地承擔(dān)國家科技計劃、自然科學(xué)基金、國家科技攻關(guān)項目等國家級項目，其中爭取承擔(dān)國家自然科學(xué)基金重大或重點項目 23項；獲國家、省部級二等以上獎 34項； “十五 ”期間培養(yǎng)博士研究生 100名左右、碩士研究生 400名左右，積極引進高層次人才，爭取聘上 1名長江學(xué)者；科研經(jīng)費總量 5000萬元左右，科研成果轉(zhuǎn)化效益超過 2億元人民幣；出版高水平的教材和學(xué)術(shù)專著 10余部；發(fā)表高質(zhì)量論文 300篇以上，其中三大檢索論文數(shù)占十分之一左右。 主要建設(shè)內(nèi)容包括： 新智能監(jiān)測技術(shù)； 水工建筑物安全遠程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)； 損傷病變檢測及仿真技術(shù)； 安全分析、評價和饋控； 健康診斷和壽命評估技術(shù)； 工程安全風(fēng)險評價技術(shù)； 現(xiàn)場檢測理論、方法和技術(shù)。 主要建設(shè)內(nèi)容包括： 對大型地震模擬振動臺進行改造、全面維護和率定 ,保持和擴大我校在結(jié)構(gòu)抗震研究領(lǐng)域中的優(yōu)勢。 改造 “九五 ”“211工程 ”建設(shè)的擬動力液壓伺服加載系統(tǒng)。理論水平達到國內(nèi)領(lǐng)先水平，部分國際一流，特別在高壩的破壞機理，分析理論與方法，高效優(yōu)化設(shè)計，抗震分析，水工混凝土裂縫機理及抗裂技術(shù)，巖體滲透系數(shù)張量的確定，以及超大型地下洞室 的工程應(yīng)用等研究方面取得突破性進展。逐步建立多因素協(xié)同作用下水工 混凝土耐久性與劣化理論及評價方法。建立水工數(shù)值分析中心，購置高性能計算軟硬件設(shè)備，開發(fā)國內(nèi)一流、國際先進的分析軟件，使研究中心總體上達到國際先進水平。 5. 形成的 能力 (1) 人才培養(yǎng)能力 到 2020年，在人才培養(yǎng)方面形成年招收 100名碩士、 30名博士和若干名博士后或國內(nèi)外訪問學(xué)者的能力。 四、建設(shè)總經(jīng)費 建設(shè)總經(jīng)費： 1000萬元。 2. 人才培養(yǎng) 近 50年來，學(xué)科培養(yǎng)的各層次專業(yè)技術(shù)人才活躍在全國各地大中型水利水電建設(shè)領(lǐng)域，大部分一直戰(zhàn)斗在工程建設(shè)和管理的第一線，發(fā)揮著重要的作用。 3. 科學(xué)研究和學(xué)術(shù)交流 改革開放以來，先后承擔(dān)并完成了許多自然科學(xué)基金（包括國家重大項目 1項、重點項目 2項）、國家科技攻關(guān)以及長江三峽、二灘、小浪底等一大批國家重大水利水電工程的科研項目，累計科研經(jīng)費達 8000多萬元，取得了大量科研成果及顯著的社會和經(jīng)濟效益；先后獲得國家科技進步特等獎等省部級以上科技獎 67項，國家發(fā)明專利 1項；發(fā)表數(shù)千篇高質(zhì)量學(xué)術(shù)論文，出版專著 30余部。 “水工結(jié)構(gòu)工程” 建設(shè)項目總投資為 1000萬元，其中中央專項資金為 700萬元（國家計委 350萬元，財政部 350萬元），全部用于購置儀器設(shè)備；學(xué)校自籌資金為 300萬元， 213萬元用于購置儀器設(shè)備， 87萬元用于學(xué)術(shù)交流、學(xué)科隊伍以及網(wǎng)絡(luò)、圖書等建設(shè)。 二、項目背景 1. 項目意義 環(huán)境問題是當今人類社會面臨的最重大問題之一。為此，世界各國無論從政治、經(jīng)濟和社會，還是到人才培養(yǎng)、學(xué)科建設(shè)和重大科技研究課題的確定等都充分體現(xiàn)對生態(tài)和環(huán)境保護的高度重視。人類活動 33 的加劇，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)脆弱，生態(tài)功能衰退，特別是土地開發(fā)、城市擴展、水利工程建設(shè)、污染物質(zhì)大量排放等嚴重地破壞了自然生態(tài)系統(tǒng)。 3. 國內(nèi)水平 我國十分重視水生態(tài)與環(huán)境保護問題，相繼制定和頒發(fā)了一系列水生態(tài)與環(huán)境保護的法律法規(guī)，并在水環(huán)境保護及生態(tài)保護方面進行了卓有成效的研究。在水生態(tài)修復(fù)方面，重污染水體的生態(tài)修復(fù)、河網(wǎng)面源污染控制及生態(tài)修復(fù)、河口生態(tài)修復(fù)及穩(wěn)性構(gòu)建等方面取得了一定的研究進展。 （ 2）通過本項目的建設(shè)，使學(xué)科的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)得到進一步的加強，繼續(xù)改善學(xué)科發(fā)展必備的軟、硬件設(shè)施；形成具有高水平的科研和教學(xué)隊伍，造就出在國內(nèi)外有影響的學(xué)術(shù)帶頭人；使本學(xué)科成為全國水環(huán)境保護和生態(tài)修復(fù)方面高層次人才培養(yǎng)的教學(xué)示范基地及重要的生態(tài)和環(huán)境保護 科研基地和實驗中心。本方向的主要研究內(nèi)容有： a.自然和人類活動脅迫作用下水環(huán)境系統(tǒng)演變規(guī)律及趨勢； 因素、形成機理及趨勢預(yù)測； 境容量及承載能力； 生機理及底泥釋放規(guī)律研究； ； 波浪作用下的污染物環(huán)境行為研究。 本方向的主要建設(shè)研究內(nèi)容包括： ，建立污染控制系統(tǒng)模式； ； 污染控制對策； 、鎮(zhèn)水污染治理與控制技術(shù)； ；可能取得的重大科技成果為：太湖流域典型區(qū)域水污染控制成套技術(shù)。 本方向的主要建設(shè) 研究內(nèi)容包括： 徑； ； 36 置庫及人工濕地技術(shù) 、經(jīng)濟和環(huán)境效益的綜合評價體系。通過積極吸引國外留學(xué)人員回國，加強年輕教師培養(yǎng)。計劃每兩年舉辦或協(xié)辦 1次國際學(xué)術(shù)會議， 1 次全國性學(xué)術(shù)會議；每年邀請講學(xué) 1 人次，出國講學(xué)和交流2~3 人次。 “十五 ”期間爭取獲得國家與省部級以上科技進步獎 2 項，發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文 100 篇以上，國際三大檢索機構(gòu)收錄的論文 20 篇，發(fā)表專著 5 部。 四、建設(shè)總費用 本項目所需經(jīng)費主要用于：梯隊建設(shè)、儀器設(shè)備購置、實驗室改造和建設(shè)、示范區(qū)的建設(shè)。經(jīng)過多年的建設(shè)，形成了生態(tài)與環(huán)境領(lǐng)域具有特色的 4 個研究方向，目前已擁有結(jié)構(gòu)合理的學(xué)科梯隊、堅實的研究基礎(chǔ)和一流的研究設(shè)施。本學(xué)科點現(xiàn)有教師 51 人，其中教授 12 人，副教授 12 人，具有博士學(xué)位 10 人。 3. 培養(yǎng)人才的高質(zhì)量 迄今為止，累計共招收博士生 26 名，其中畢業(yè)獲 得博士學(xué)位的有 10 名；招收碩士生 260 名，畢業(yè)并獲得碩士學(xué)位的有 120 名。 4. 特色鮮明的科學(xué)研究 97 年以來主持與承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金、國家科技攻關(guān)和直接服務(wù)于國 40 民經(jīng)濟建設(shè)的科研項目數(shù)幾百項，發(fā)表論文幾百篇，專著和教材 20 余部，獲部省級以上獎 20 項，參與國際學(xué)術(shù)交流 100 余人次。（ 4）水環(huán)境演變規(guī)律與調(diào) 控對策，研究自然和人類活動脅迫作用下，水環(huán)境演變規(guī)律及趨勢，提出調(diào)控途徑；研究水環(huán)境問題的主控因素、形成機理、承載力及趨勢預(yù)測；揭示陸域 河道 湖庫生態(tài)系統(tǒng)中污染物遷移轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵過程及相互聯(lián)系，把陸域和水域作為整體，進行污染物遷移、轉(zhuǎn)換、歸趨
。（ 2）水環(huán)境保護與生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)，其主要研究內(nèi)容和特色為：從水的資源性和生態(tài)環(huán)境價值入手，研究水環(huán)境監(jiān)測、水質(zhì)評價、開發(fā)利用、保護與管理及災(zāi)害防治對策，研究水資源與社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系。其中多數(shù)畢業(yè)生已成為用人單位的骨干力量。 目前，青年教師中有 7 人在職攻讀博士學(xué)位。 2. 高水平的學(xué)術(shù)隊伍 通過 “211”一期工程的建設(shè)培養(yǎng)了一批年輕學(xué)術(shù)骨干。 1. 江河湖海水環(huán)境演變規(guī)律與調(diào)控對策 150 萬元 2. 河湖水污染控制理論與治理技術(shù) 200 萬元 3. 河湖水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)原理與應(yīng)用技術(shù) 250 萬元 五、項目已有的優(yōu)勢和特點 1. 綜合的學(xué)科優(yōu)勢 河海大學(xué)環(huán)境科學(xué)和工程學(xué)科的發(fā)展可追朔到 70 年代， 1978 年，在張書農(nóng)先生的倡議下，水利部于 1978 年批準成立了環(huán)境水利研究所，借助學(xué)校在水利方面強大的優(yōu)勢，環(huán)境水利學(xué)科得到了巨大的發(fā)展，同時也帶動了環(huán)境科學(xué)及 39 工程學(xué)科的發(fā)展， 在 1989 年 ~2020 年， 連續(xù)兩次 取得國家環(huán)保局新認定的甲級環(huán)評證書，評價范圍涉及水、氣、聲、固體廢棄物、生態(tài)等多方 面。 通過本項目建設(shè)，形成具有高水平的科研和教學(xué)隊伍。 ② 科研能力 形成承擔(dān)國家重大基礎(chǔ)研究“ 973”項目、國家高新技術(shù)研究“ 863”項目、國家自然科學(xué)基金重點或面上項 目和國家科技攻關(guān)項目等國家級層面科技計劃 38 的能力，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，進一步擴大承接國家重點環(huán)保和生態(tài)修復(fù)工程科研項目的能力，整體上達到國際一流水平、部分國際領(lǐng)先水平。到 2020 年，力爭聘任 “長江學(xué)者 ”1名，在國內(nèi)外有一定影響的學(xué)術(shù)帶頭人 4 名左右，培育出2~3 支年齡結(jié)構(gòu)合理、專業(yè)知識全面、高素質(zhì)的可持續(xù)發(fā)展的學(xué)術(shù)梯隊，使 學(xué)科內(nèi)具有博士學(xué)位的教師比例達 30%。 (3) 建設(shè)條件 為將學(xué)科建成國內(nèi)高水平科學(xué)研究基地和培養(yǎng)高級專門人才教學(xué)基地，計劃在 “211 工程 ”“十五 ”期間，加強學(xué)科基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，改善學(xué)科發(fā)展必備的軟、硬件環(huán)境。生態(tài)系統(tǒng)的日益退化已嚴重威脅著社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展和人類的生存環(huán)境。 ② 河湖水污染控制理論與治理技術(shù) 保護水環(huán)境已成為我國環(huán)境保護的中心工作。 (2) 主要研究方向和可能取得的重大科技成果 ① 江河湖海水環(huán)境演變與調(diào)控對策 開展人類活動脅迫作用下區(qū)域水環(huán)境演化過程及趨勢；湖泊水庫富營養(yǎng)化發(fā)生機理及演變規(guī)律；平原水網(wǎng)有機污染演變規(guī)律及控制原理；西部大開發(fā)中的水環(huán)境演變規(guī)律；河口及近 海赤潮發(fā)生機理等方面的基礎(chǔ)理論研究，并分別提出調(diào)控對策方略。 34 三、項目建設(shè)目標 1. 整體目標 （ 1）通過本項目的建設(shè)，使河海大學(xué)環(huán) 境科學(xué)與工程學(xué)科在江河湖海水環(huán)境演變規(guī)律與調(diào)控對策、河湖水污染控制理論與治理技術(shù)、河湖水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)原理與應(yīng)用技術(shù)等方向有較大的突破，為國民經(jīng)濟建設(shè)和可持續(xù)發(fā)展提供可靠的保障。部分成果在國內(nèi)具有領(lǐng)先水平。 2. 國際水平 水生態(tài)和水環(huán)境問題一直是國際社會普遍關(guān)注的熱點問題之一，國際上非常重視水 生態(tài)、水環(huán)境問題，相繼開展了許多前沿課題的研究。工業(yè)廢水的壓力并未減輕，生活污水處理率很低，農(nóng)業(yè)和農(nóng)村面污染問題日益突出，水產(chǎn)和家禽養(yǎng)殖污染異軍突起，導(dǎo)致江河湖海水質(zhì)狀況仍繼續(xù)在 下降。近 50 年來世界環(huán)境發(fā)生了諸多變化，如溫室效應(yīng)、氣候變暖、冰山融化、江河斷流、森林砍伐、草場過牧、地下水下降、沙 塵暴肆虐、水土流失、水體污染等現(xiàn)象，如果再繼續(xù)下去，最終將導(dǎo)致人類走向衰敗。 32 重點學(xué)科建設(shè)項目論證報告（之四） 河湖及近海的水環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù) 一、項目名稱 項目名稱：河湖及 近海的水環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù) 所屬領(lǐng)域：本項目屬資源環(huán)境一級領(lǐng)域中的環(huán)境科學(xué)與工程二級領(lǐng)域。 4. 實驗基地 項目以教育部水利水電工程安全工程研究中心、水工結(jié)構(gòu)實驗室和結(jié)構(gòu)抗震實驗室為主要實驗基地，還有工程力學(xué)實驗室、結(jié)構(gòu)工程實驗室、滲流實驗室和材料工程實驗室作為輔助實驗基地。所培養(yǎng)研究生的質(zhì)量已達到國內(nèi)先進水平，畢業(yè)的研究生大部分已成為單位的業(yè)務(wù)骨干或業(yè)務(wù)領(lǐng)導(dǎo)。 五、項目已有的優(yōu)勢和特點 1. 學(xué)科優(yōu)勢 河海大學(xué)水工結(jié)構(gòu)工程是我國同類專業(yè)中建立最早、培養(yǎng)學(xué)生最多的學(xué)科，具有碩士、博士學(xué)位授予權(quán)、博士后流動站和教育部長江學(xué)者獎勵計劃特聘教授崗位， “九五 ”期間曾進行 “211工程 ”重點建設(shè)， 2020年成立教育部水利水電工程安全工程研究中心， 2020年被評為教育部重點學(xué)科。 6. 預(yù)期效益 通過項目建設(shè)集合本學(xué)科實驗研究力量，建成具有國內(nèi)一流、國際先進水平的水工結(jié)構(gòu)綜合實驗研究中心，成