【正文】 科學與工程二級領域。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，導致江河湖海水質(zhì)狀況仍繼續(xù)在 下降。部分成果在國內(nèi)具有領先水平。 (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理論研究，并分別提出調(diào)控對策方略。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。到 2020 年，力爭聘任 “長江學者 ”1名，在國內(nèi)外有一定影響的學術帶頭人 4 名左右，培育出2~3 支年齡結構合理、專業(yè)知識全面、高素質(zhì)的可持續(xù)發(fā)展的學術梯隊，使 學科內(nèi)具有博士學位的教師比例達 30%。 通過本項目建設，形成具有高水平的科研和教學隊伍。 2. 高水平的學術隊伍 通過 “211”一期工程的建設培養(yǎng)了一批年輕學術骨干。其中多數(shù)畢業(yè)生已成為用人單位的骨干力量。（ 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、承載力及趨勢預測；揭示陸域 河道 湖庫生態(tài)系統(tǒng)中污染物遷移轉化的關鍵過程及相互聯(lián)系，把陸域和水域作為整體，進行污染物遷移、轉換、歸趨
。 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 得博士學位的有 10 名；招收碩士生 260 名，畢業(yè)并獲得碩士學位的有 120 名。經(jīng)過多年的建設，形成了生態(tài)與環(huán)境領域具有特色的 4 個研究方向，目前已擁有結構合理的學科梯隊、堅實的研究基礎和一流的研究設施。 “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)表高水平學術論文 100 篇以上，國際三大檢索機構收錄的論文 20 篇，發(fā)表專著 5 部。通過積極吸引國外留學人員回國，加強年輕教師培養(yǎng)。 本方向的主要建設研究內(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； ；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。 （ 2）通過本項目的建設，使學科的基礎設施建設得到進一步的加強，繼續(xù)改善學科發(fā)展必備的軟、硬件設施；形成具有高水平的科研和教學隊伍，造就出在國內(nèi)外有影響的學術帶頭人；使本學科成為全國水環(huán)境保護和生態(tài)修復方面高層次人才培養(yǎng)的教學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。 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。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)、學科建設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。 “水工結構工程” 建設項目總投資為 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備；學校自籌資金為 300萬元， 213萬元用于購置儀器設備， 87萬元用于學術交流、學科隊伍以及網(wǎng)絡、圖書等建設。 2. 人才培養(yǎng) 近 50年來，學科培養(yǎng)的各層次專業(yè)技術人才活躍在全國各地大中型水利水電建設領域，大部分一直戰(zhàn)斗在工程建設和管理的第一線，發(fā)揮著重要的作用。 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)外訪問學者的能力。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。 改造 “九五 ”“211工程 ”建設的擬動力液壓伺服加載系統(tǒng)。 主要建設內(nèi)容包括： 新智能監(jiān)測技術； 水工建筑物安全遠程監(jiān)控網(wǎng)絡技術； 損傷病變檢測及仿真技術； 安全分析、評價和饋控； 健康診斷和壽命評估技術； 工程安全風險評價技術； 現(xiàn)場檢測理論、方法和技術。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。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用價值，將為保持和發(fā)展本學科該領域在國內(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)起著關鍵作用，將產(chǎn)生顯著的社會經(jīng)濟效益。 與工程實際相吻合的材料劣化機理、測評技術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。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)絡化將是今后發(fā)展的趨勢，而這方面國際上也才起步。另一方面，已建的水工結構工程普遍面臨著由于材料劣化而導致的結構耐久 性問題，面廣量大的已建結構需要維修、加固和改造，修復新材料、新技術的研究極為迫切。因此，在混凝土水工建筑物的抗震計算中，應明確規(guī)定混凝土抗拉強度的標準值及其相應的安全準則。為解決水工結構工程的安全問題，評價和提高工程的安全承載能力，提高和發(fā)展安全監(jiān)控技術乃是當務之急，特別在安全分析評價和饋控理論、高新監(jiān)測設備研制和應用、工程安全遠程監(jiān)控技術、結構損傷病變仿真和檢測、工程健康診斷和壽命評估、工 程風險評價等方面，急需加強試驗研究，以促進理論研究發(fā)展。 19 重點學科建設項目論證報告（之三） 水工結構工程 一、項目定義 項目名稱：水工結構工程 所屬領域：本項目屬基礎產(chǎn)業(yè)中的土建、水利領域，承擔本項目的主干學科是水工結構工程，支撐學科有工程力學、材料學和結構工程。在國家“六五”至“九五”期間， 研究了三峽、小浪底、天生橋等 10 余座特大型水利水電樞紐中的巖土工程問題，如大壩、高邊坡、地下洞室中的應力、變形、滲流、穩(wěn)定、流變、抗震等。 在“九五”“ 211 工程”項目支持下，本學科建設了一批先進的試驗研究設備，包括與日本共同研制的全自動多功能振動扭剪三軸儀、英國進口的非飽和土三軸儀、巖石力學伺服測試系統(tǒng)和應力路徑大型三軸儀等大型精密儀器以及 17 巖土滲流同位素示蹤測試儀器等，其中部分設備達到國際一流水準，這將為本學科開展基礎理論創(chuàng)新及應用研究提供最好的 科研條件。 16 通過本項目建設，形成具有高水平的科研和教學隊伍。力爭到 2020 年，中青年教師具 15 有博士學位的人員達到 85%，在國內(nèi)外有較大影響的學科帶頭人 4?5 名左右。 ③ 在環(huán)境與地質(zhì)災害監(jiān)測與防治方面達到國內(nèi)領先水平。從巖土介質(zhì)的微細觀結構入手去研究巖土體力學特性和滲流破壞的機理。 三、項目建設目標 1. 整體目標 (1) 通過本項目建設，使河海大學巖土工程國家重點學科在巖土體強度與變形理論、巖土體微細結構測試與力學特性、巖土工程測試與應用新技術、環(huán)境巖土工程和地質(zhì)災害的監(jiān)測與防治等方面有較大的突破，為國家重大工程建設和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展提供可靠的保障。巖石工程與力學方面，奧地利、法國等歐美國家處于前列，如法國里爾科技大學在巖石不僅將地質(zhì)與力學、室內(nèi)與現(xiàn)場緊密結合起來進行綜合研究，針對巖石儲存與處置問題，開展了巖石長期穩(wěn)定性的基礎研究，考慮巖石－水－熱－化學的耦合效應，推出了新的數(shù)模研究方法。 南水北調(diào)西線大型隧洞、西部大型水利水電工程，如：小灣水電站、向家壩水電站、龍灘水電站 、水布埡水電站、錦屏水電站等的建設，大都涉及到復 11 雜巖體的流變特性問題。因此，全面開展堆石體、軟土與特殊土的工程特性的研究，建立相應的計算理論，研制系統(tǒng)的試驗設備有重大的理論意義和工程價值。承擔本項目的主干學科為巖土工程國家重 點學科，支撐學科為防災減災工程與防護工程、地質(zhì)工程和大地測量學與測繪工程，并以水利部巖土工程重點實驗室和江蘇省交通基礎技術工程中心為依托。 8 3. 培養(yǎng)人才的高質(zhì)量 迄今為止，累計共招收博士生 175 名，其中畢業(yè)并 獲得博士學位的有 53 人；招收碩士生 413 名，畢業(yè)并授予碩士學位的有 186 人。 1997 年聯(lián)合國教科文組織通過專門議案，在我校設立國際水文水資源及環(huán)境培訓與研究中心。項目建設完成后，將使我國在“水文學及水資源”領域的科學研究成果達到國際先進水平，在人才培養(yǎng)的質(zhì)量上進入國際先進行列。注重學生的培養(yǎng)質(zhì)量，將本學科群建成為我國水文學及水資源領域的高層次人才培養(yǎng)基地，成為世界上有影響的水文學及水資源教育中心。建立防洪系統(tǒng)軟件平臺、大范圍旱情監(jiān)測預測系統(tǒng)軟件平臺、水資源可持續(xù)利用系統(tǒng)軟件平臺以及水環(huán)境保護系統(tǒng)軟件平臺。 ① 水文水資源信息技術 購置 ADCP 測流儀器設備，建立一套從水量到水質(zhì)的自動測報系統(tǒng)，購置地下水水位和水質(zhì)測驗設備，完善雷達測雨系統(tǒng)。研制大河流域防洪耦合系統(tǒng)和大范圍干旱監(jiān)測預測系統(tǒng)。 (3) 本項目實施后，將建成一支在水文水資源基礎理論研究及應用研究方面具有原創(chuàng)能力的學術隊伍， 能持續(xù)跟蹤和引導本學科的發(fā)展方向。如，將示蹤技術、遙感技術、全球定位系統(tǒng)和新的水文測驗方法集成廣泛應用于水信息采集；基于遙感、氣象和水文相結合的大范圍旱情監(jiān)測技術研究；基于數(shù)字化技術的分布式流域水文模型的研究，將水文模型和暴雨模型耦合，研制洪水預報模型，以增長洪水預報預見期；將大尺度水文模型和氣候模型耦合，研究氣候變化對全球水文循環(huán)的影響，注重研究人類活動對流域水循環(huán)和生態(tài)環(huán)境的影響；進行大河流域水問題的研究，研究水資源承載能力及水資源管理調(diào)度系統(tǒng)；進行水生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)中物質(zhì)、能量、水質(zhì)遷移轉化規(guī)律的研究。水資源短缺、水災害加劇、生態(tài)環(huán)境惡化已成為我國社會經(jīng)濟發(fā)展的極其重要的制約因素。隨著人口的增長、社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展，水資源的利用規(guī)模、范圍日益增大，水資源短缺問題日益加重，水災害造成的損失 越來越嚴重，水體水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境日趨惡化。 2. 國際水平 水資源問題一直是國際社會普遍關注的熱點問題之一，國際上非常重視水資源問題，相繼開展了許多 前沿課題的研究。 (2) 本項目實施后，將建成具有國際先進水平的水文水資源及水環(huán)境高級人才培養(yǎng)基地，使本科生、研究生的培養(yǎng)質(zhì)量達到國際先進水平。 ② 水文不確定性理論及水災害防治 開展水文不確定性理論、最大可能暴雨、最大可能洪水、古洪水以及感潮河流水文計算方法的研究。 (3) 條件建設 加強學科基礎設施建設，繼續(xù)改善學科發(fā)展必備的軟、硬 件環(huán)境，在水資源開發(fā)利用國家專業(yè)實驗室的基礎上，進一步在以下 3 個方面進行重點建設。構建新一代空間分布式數(shù)字水文模擬系統(tǒng)。累計培養(yǎng) 10 名博士后、100 名博士生、 300 名碩士生。提出復雜水資源系統(tǒng)合理配置的理論與方法 ， 建立 7 區(qū)域水資源管理情景模擬系統(tǒng)。 1996 年列入“ 211 工程”重點學科建設項目， 2020 年通過驗收。 1993和 1997 年被評為江蘇省優(yōu)秀學科梯隊。 9 重點學科建設項目論證報告（之二） 巖土工程及地質(zhì)災害防治 一、項目定義 項目名稱：巖土工程及地質(zhì)災害防治 所屬領域：本項目屬于基礎產(chǎn)業(yè)和高新技術一級領域中的土建水利二級領域。在沿?；A設施建設過程中又會遇到眾多復雜的軟土問題，特別是其流變特性、小應變條件下的應力應變特性及結構性等巖土工程課題。因此，迫切需要加強巖石流變力學理論的研究。在土的力學特性方面，美國、日本和英國等國家水平較高，如日本東京大學在土體靜動力特性方面處于國際前言。我國在利用衛(wèi)星定位技術監(jiān)測滑坡和泥石流等地質(zhì)災害研究還剛剛開始。 ③ 加強本學科在軟土和膨脹土微 細觀機理和力學特性方面的研究，發(fā)展軟土的結構性理論和小應變理論研究，促使軟土的基本理論達到巖土工程實踐的適用性。 ② 在軟土 力學特性與地基加固應用技術研究方面，取得 8?10 項專利，達到國際先進水平。 4. 學術隊伍建設和學術交流 通過重大課題研究建立具有學科交叉 及滲透能力的新型科研人才和學術帶頭人的機制，在本學科建設一支能適應新世紀科技發(fā)展需要、學術思想活躍先進，結構合理、團結合作的高水平的學術隊伍。承接科研項目總經(jīng)費 5000 萬以上，獲得 15 項具有社會經(jīng)濟價值的國家專利，成果轉化形成 1 億元以上的經(jīng)濟效益。目前已擁有結構合理的學科梯隊、堅實的研究基礎和一流的研究設施。 4. 特色鮮明的科學研究 本學科以研究水利水電工程中巖土 工程問題為特色。本子項目具有代表性儀器設備名稱如下：大型堆石體流變?nèi)S剪切試驗機、大型堆石體真三軸儀、巖土體微細結構測試系統(tǒng)、全自動巖石 流變?nèi)S儀及剪切流變儀試驗系統(tǒng)、全自動多功能CPTU 車載測試系統(tǒng)一套、衛(wèi)星定位地面接收監(jiān)測系統(tǒng)。在承受各種荷載作用或受到地震、洪水、暴雨等自然災害侵襲以及遭受人為破壞時，水工結構工程安全是關系到國計民生的大事，安全監(jiān)測、預警、防災減災等方面的研