背景与概况 随着人类活动的加剧和自然条件的变化,目前出现的水问题越来越复杂,关于水问题的研究和解决也越来越艰难,很多问题的研究需要多学科共同努力。为了适应这些新形势下水科学的研究需求,国内有志之士极力推动这方面的交叉研究和多学科融合。也就是在这种形势下,郑州大学水科学研究中心于2007年1月正式成立,在成立之初,就有一个设想,为国内学者提供一个交流平台,希望通过学术交流,加强多学科交叉融合。其中,水科学发展论坛是其中一种重要形式,截止到目前水科学发展论坛已经成功举行了7届,越来越受到关注,其影响也在不断扩大。 第一届水科学发展论坛于2007年4月14日在郑州举行,共有75人参加会议,会议详细报道可点击网站:http://www.waterscience.cn/waterforum/N1.htm。 第二届水科学发展论坛于2008年4月12日在郑州举行,共有86人参加会议,会议详细报道可点击网站:http://www.waterscience.cn/waterforum/N2.htm。 第三届水科学发展论坛于2009年4月18日在郑州举行,共有151人参加会议,由郑州大学水科学研究中心和华北水利水电学院水力学及河流研究所联合承办,会议详细报道可点击网站:http://www.waterscience.cn/waterforum/N3.htm。 第四届水科学发展论坛于2010年8月1日在哈尔滨举行,共有77人参加会议,由东北农业大学水利与建筑学院承办,会议详细报道可点击网站:http://www.waterscience.cn/waterforum/N4.htm。 第五届水科学发展论坛于2011年4月2日在郑州举行,共有135人参加会议,会议第一次实现现场交流与水科学QQ群同步交流相结合的方式。会议详细报道可点击网:http://www.waterscience.cn/waterforum/N5.htm。 第六届水科学发展论坛于2012年4月14日在郑州举行,共有138人参加会议,再加上参会的华北水利水电学院本科生,总人数约210人。会议详细报道可点击网:http://www.waterscience.cn/waterforum/N6.htm。 第七届水科学发展论坛于2013年4月27日在合肥举行,由合肥工业大学土木与水利工程学院(水资源与环境系统工程研究所)承办。参加本次会议的代表,来自全国18个省市区,包括黑龙江大学、东北农业大学、吉林大学、辽宁师范大学、中国水利水电科学研究院、中国农业科学院、中国水利水电出版社、中国科学院地理科学与资源研究所、北京师范大学、北京理工大学、天津科技大学、河北工程大学、郑州大学、华北水利水电学院、《人民黄河》杂志社、黄河水利科学研究院、西北农林科技大学、西安理工大学、长安大学、西安交通大学、山东省水利科学研究院、宿迁学院、蚌埠学院、南通大学、南京水利科学研究院、河海大学、南京大学、南京信息工程大学、合肥工业大学、安徽农业大学、安徽省水利部淮河水利委员会水利科学研究院、安徽新华学院、江苏省张家港市水利局、安徽工程大学、河海大学文天学院、四川省南充水文水资源勘测局、长江科学院、中国地质大学(武汉)、四川农业大学、南昌工程学院、衡阳师范学院、中山大学、华南理工大学、广西大学、云南农业大学等45个单位(单位排名按照自北向南的自然地理顺序)。本次会议到会代表总人数162人,其中校外代表124人,合肥工业大学教师、研究生38人;共有25人作学术报告,这些报告的摘要集报到时就分发给各位与会代表,共有90多人次参与讨论发言。会议采用引导式报告、讨论式发言的学术俱乐部形式进行,其中每位报告人的报告时间为10分钟(不包括讨论时间)、相应的讨论发言时间为10分钟。论坛以“水资源水环境与水灾害管理中的定量建模新方法”为主题,从多学科交叉和综合集成方法论角度,深入研讨了水资源水环境与水灾害管理定量建模方法与应用中的关键科学问题、研究进展、发展趋势,安排了4个讨论专场,针对最严格水资源管理制度、变化环境对水资源管理的影响与适应性对策、水系统风险管理、水环境水生态领域中的定量建模问题开展多学科、多角度、多方法的深入研讨,收到了相互交流学术、传播学术和创新学术的良好效果。会议详细报道可点击网址:http://www.waterscience.cn/waterforum/N7.htm。 会议主题与内容 本届会议继续发扬前六届会议展现水科学学科交叉和学术前沿的特点,共安排4个专题。整个会议议程包括简短开幕式、学术专题报告、简短闭幕式三部分,会议围绕4个专题展开了热烈的学术讨论。 一、开幕式(27日上午08:30-9:00) 会议开幕式由合肥工业大学金菊良教授主持。首先,金菊良教授宣布会议正式开始,并向与会代表的到来表示欢迎;然后,合肥工业大学副校长朱大勇教授、合肥工业大学土木与水利工程学院副院长周焕林教授分别致欢迎词,朱大勇副校长简要介绍了合肥工业大学水利学科建设和学术研究的发展状况,并对中国水科学事业向更高更远处发展表示祝福;最后,全体与会代表一起合影留念。 合肥工业大学副校长朱大勇教授致欢迎词 合肥工业大学土木与水利工程学院副院长周焕林教授致欢迎词 与会代表合影留念 二、专场一(14日上午09:30-12:10) 主持人:金菊良(合肥工业大学土木水利学院教授)、王红瑞(北京师范大学教授) 郑州大学左其亭教授做了题为“最严格水资源管理制度体系研究关键问题与初步设想”的报告。在报告中,左教授介绍了最严格水资源管理制度的提出背景、最严格水资源管理制度体系研究关键问题及初步设想与讨论。左教授认为最严格水资源管理制度体系研究关键问题主要包括以下方面:①最严格水资源管理制度传达的理念;②最严格水资源管理制度理论体系;③“三条红线”指标体系、控制指标如何分解、监督和考核;④实现最严格水资源管理制度的关键科技支撑;⑤最严格水资源管理制度的保障措施体系;⑥最严格水资源管理制度与经济发展、“三条红线”之间的协调;⑦最严格水资源管理制度与生态文明建设之间的有的关系。 郑州大学左其亭教授作报告 北京师范大学王红瑞教授作了题为“基于DEA模型的北京市水资源利用效率评价”的报告。在报告中,王教授基于DEA模型,构建了水资源利用综合效率、纯技术效率和规模效率评价模型,对1990-2010年北京市第一、第二和第三产业中的典型用水行业进行水资源利用效率分析。王教授指出北京市第一产业水资源利用显著提高,技术革新和资源组合配置的节水效果高于规模调整;第二产业水资源利用综合效率逐年递增,但各行业自身生产部门和间接生产部门用水情况变化复杂;第三产业中信息传输、软件和信息技术服务业和批发和零售业两个行业的综合效率最高,达到最佳技术和规模收益点,住宿和餐饮业的水资源利用状况最差。 北京师范大学王红瑞教授作报告 南通大学崔延松研究员作了题为“建设水利强国背景下的水利经济政策协调推进的定量分析与建模”的报告。在报告中,崔延松研究员主要介绍了从“强国战略”到“水利强国”战略的构建、从 “水利”、“水利经济” 到“水利经济政策”的演进、“水利经济政策”协调推进的原因、“协调推进”所需的定量分析、“水资源半径”建模的困惑与求解5方面内容。崔延松研究员认为水利经济政策协调推进是水利发展的历史选择,评价协调推进必须实现理念转变和研究方法的创新。 南通大学崔延松研究员作报告 东北农业大学刘东教授作了题为“区域农业水土资源系统复杂性研究框架探讨”的报告。在报告中,刘东教授针对区域农业水土资源系统分析中忽视系统自身复杂性、难以真正实现水土资源可持续利用的弊端,探讨了区域农业水土资源系统复杂性研究的目的、意义,结合国内外研究动态,系统梳理了区域水土资源系统复杂性研究中存在的问题。在此基础上,建立了包括复杂性驱动机制、复杂性测度方法及复杂性视角下的农业水土资源优化配置模型在内的区域农业水土资源系统复杂性研究内容与方法体系框架,给出了基于多尺度熵的复杂性测度模型实例,并对复杂性研究成果修正与延伸进行了展望。 东北农业大学刘东教授作报告 三、专场二(4月27日上午午10:20-12:20) 主持人:王国庆(南京水利科学研究院教授)、黄国如(华南理工大学教授) 中山大学林凯荣副教授作了题为“广州市水资源与社会经济发展协调度评价”的报告。林教授认为区域可利用水资源量与当地人口规模、工农业生产、人民生活以及生态环境保护的匹配程度,是一个随着社会发展、经济增长和科技进步不断变化的综合性指标。在报告中,林教授主要通过选取水资源与社会经济发展的基础性指标、经济社会指标、生态环境用水指标,建立了广州市水资源与社会经济发展的协调度计算公式,探讨了广州市不同区域水资源对经济社会可持续发展的支撑状况。 中山大学林凯荣副教授作报告 华南理工大学黄国如教授作了题为“气候变化对北江流域飞来峡水库防洪安全影响评估”的报告。在报告中,黄国如教授在分析历史时期气候变化对飞来峡流域径流影响的基础上,构建了网格分辨率为0.25°×0.25°的飞来峡流域VIC水文模型,应用CMIP3多模式输出的降尺度结果与VIC模型耦合,预测了2020~2050年汛期流量、极端洪水等变化趋势,分析了洪水对飞来峡水库防洪安全的影响,并对CMIP3气候模式的模拟能力进行了评估。结果表明, CMIP3气候模式模拟的月气温、降雨量与观测值相关性较高,且能较好地模拟出年内分布特征,模拟汛期的气温、降雨变化趋势与观测一致,模式具有较高的模拟能力。 华南理工大学黄国如教授作报告 南京水利科学研究院王国庆教授作了题为“气候变化与水资源:影响与适应”的报告。在报告中,王教授主要介绍了气候变化与水资源、气候变化对水资源的影响评价、适应全球变化的对策3个方面的内容。王教授重点阐述了中国水资源流域在应对气候变化方面的工作,包括:(1)利用观测资料诊断气候变化对中国水资源影响的事实;(2)全国尺度的气候变化对中国水资源影响评价工具与方法;(3)中国水资源适应气候变化的框架体系。 南京水利科学研究院王国庆教授作报告 吉林大学李鸿雁教授作了题为“智能算法及其在水科学中的应用”的报告。报告中,李教授主要探讨了智能算法在水科学领域五个方面的改进:(1)洪水预报中的峰值识别;(2)遗传算法优化BP网络初始权重;(3)学习率有限监督调整;(4)数据信息串行时间延迟处理;(5)基于BP网络识别的全局敏感性分析。最后李教授分享了4点经验:1. 理论是单纯的,现实是丰富的,如何将客观问题抽象成算法能够识别的样本,是解决问题的关键。 2. 数据实验是检验规律最为有效手段。3. 系统的不稳定性是BP网络外延准确性不高的根本原因,而非方法本身问题。4. GAs计算中,如果种群数量足够大,就相当于穷举法,一定能找到最优解,只要它存在。 吉林大学李鸿雁教授作报告 东北农业大学任永泰副教授作了题为“区域水资源可持续利用预警方法研究”的报告。在报告中,任永泰副教授提出并确定了水资源可持续利用预警指标的警度,引入反馈法,结合已有研究成果,确定了预警指标的警限,设计了预警信号灯系统,并对哈尔滨市水资源可持续利用进行监测预警;运用支持向量机方法对预警指标值进行了预测,进而对哈尔滨市水资源可持续利用进行趋势预警,获得了趋势预警的结果;在模型预警中,提出层次分析法和组合赋权确定权重,在指标值预测基础上,利用基于效用函数综合评价模型对区域水资源可持续利用程度进行预警,最后得出各区域水资源可持续利用的短期预警结果。 东北农业大学任永泰副教授作报告 四、专场三(4月27日下午13:40-16:20) 主持人:宋松柏(西北农林科技大学教授)、韩宇平(华北水利水电大学教授) 华北水利水电大学韩宇平教授作了题为“区域水资源短缺风险分析及综合评估”的报告。在报告中,韩教授主要采用长系列的供需平衡模型,在水资源需水预测的基础上,采用优化和模拟的思想,从来水和用水的不确定性角度,利用地表水地下水联合调配数学模型,采用随机模拟技术对区域水库群联合地下水供水的风险进行定量描述。对于水资源短缺风险导致的潜在经济损失,采用水资源短缺量与区域水资源影子价格相乘的方法对其进行计算。水资源影子价格的计算采用水资源宏观经济模型(即水资源投入产出模型)方法。 华北水利水电大学韩宇平教授作报告 西北农林科技大学宋松柏教授作了题为“非一致性分布水文序列的频率计算”的报告。宋教授在总结了非一致性分布水文序列频率计算现有方法的基础上,开展了如下工作:(1)应用全概率公式,推导了非一致分布水文序列频率计算公式,给出了经验频率和理论频率计算以及相应的计算步骤。(2)在吸收美国Texas A & M大学V. P. Singh教授非同一分布洪水频率分析的理论基础上,应用全概率公式,推导了非同一分布洪水频率计算公式,给出了经验频率和理论频率计算以及相应的计算步骤。 西北农林科技大学宋松柏教授作报告 山东省水利科学研究院张保祥研究员作了题为“区域地下水污染风险评价方法与应用”的报告。在报告中,张保祥研究员利用GIS叠加分析功能,对山东省龙口市平原区地下水进行了污染风险评价,据此提出了区域地下水风险管理建议。张保祥研究员认为高风险区和较高风险区地下水污染的后果严重,需要对污染源进行优先治理。采取如下应对措施,可以有效管理区域地下水污染风险:实行区域规划;加强点源污染的监测与治理;发展生态农业,控制面源污染;优化地下水质监测网,强化水质预警预报系统;限制地下水的过量开采。 山东省水利科学研究院张保祥研究员作报告 中山大学张强教授作了题为“塔里木河流域干旱风险评价研究”的报告。张教授采用级差加权法确定4种干旱指标的权重系数,分析不同干旱指标对干旱的贡献,同时运用可变模糊法评价塔河流域各县市干旱等级并分析塔河流域干旱时空演变特征。最后张教授指出:级差加权法确定的干旱指标权重系数中综合减产成数的权重系数最大,秋季降水距平权重最小。巴州地区的农业生产受春旱影响最大,和田地区夏旱对农业生产影响最大,塔河流域西南部克州地区、阿克苏地区和喀什地区部分县市秋旱对农业生产影响大。综合减产指数权重系数主要受播种面积的影响,播种面积大的地区综合减产指数权重系数大。 中山大学张强教授作报告 南京大学王远坤博士作了题为“基于可变模糊集理论的水资源短缺风险评价模型研究”的报告。报告针对水资源短缺风险评价中各指标的模糊性和不确定,以可变模糊集理论为基础,建立了水资源短缺风险综合评价模型,并应用该模型对中国北方京津地区和长三角地区的水资源短缺风险进行了评价。结果表明长三角地区水资源短缺风险小于京津地区;所建模型实用性强,计算结果可靠,为水资源短缺风险管理与评价提供了有效工具。 南京大学王远坤博士作报告 黑龙江大学戴长雷副教授作了题为“东北高寒区地下水溢流积冰灾害定量评价模型探讨”的报告。在报告中,戴长雷副教授结合黑龙江省大兴安岭地区首府加各达奇实例调查与分析的具体情况,在厘清水的来源与数量、溢流的通道与溢流强度、冰的时间地点与规模、灾害的类型与程度等关键物理景的基础上,对定量评价数学模型的目标、类型与结构、数据需求等问题,以及基于窄缝槽模型的物理模型进行了分析与探讨。 黑龙江大学戴长雷副教授教授作报告 张家港水利局鲁俊博士作了题为“计算流体动力学在水灾害和突发性水环境危机中的应用”的报告。在报告中,鲁俊博士介绍了他研制开发的WDWE-Version1.0计算流体动力学模型软件(目前已升级到Version2.0),利用该模型,在计算流体动力学(CFD)的帮助下可以定量评估水灾害和突发性水环境危机风险,探讨了上述软件的适用范围及存在的问题。 张家港水利局鲁俊博士作报告 南京水利科学研究院王宗志高工作了题为“水资源复杂系统供需双侧联动模拟与智能调控”的报告。在报告中,王宗志高工设计多时段嵌套智能控制器,从识别用水需求驱动因子入手,建立区域用水行为模拟模型,揭示用水系统外部环境与用水行为的作用机理和演进规律;编制考虑用水与排污水平的流域投入产出表,构建基于可计算一般均衡理论的流域用水结构适应性调控模型,揭示区域用水结构与国民经济的响应关系。在此基础上构建流域水资源复杂系统供水与用水双侧联动智能调控的理论、方法和应用模式体系,推动水利科学与智能科学、经济学等学科的交叉融合与集成发展,为流域水资源在产业结构和水利工程体系中的科学安排提供理论和方法支撑。 南京水利科学研究院王宗志高工作报告 五、专场四(4月27日下午16:20-18:40) 主持人:窦明(郑州大学教授)、杨晓华(北京师范大学教授) 北京师范大学杨晓华教授作了题为“环境复杂系统中的智能建模方法及其应用”的报告。在报告中,杨晓华教授以城市非点源污染控制管理为核心,以生态环境保护为主导,以维持经济社会可持续发展为总目标,针对变化环境下带来的水质、水量、水生态等复杂环境系统问题,采用集对分析方法、智能优化方法等非线性智能方法,构建了城市非点源污染控制最佳管理措施结构优化模型,并用所建的模型对实际问题进行了案例分析和应用。其研究成果可为区域复杂环境系统综合管理提供理论依据和技术支撑。 北京师范大学杨晓华教授作报告 郑州大学窦明教授作了题为“闸控河段水质浓度与关键影响因子量化关系研究”的报告。在报告中,窦明教授在充分分析闸控河段水动力与水质因子变化特征的基础上,以沙颍河干流上的槐店闸为研究对象,研制了考虑水闸调控作用的水动力模型和考虑内源释放的水质迁移转化模型,结合实测资料对模型进行了验证;设计了多种水闸调度情景,对各情景下的水质浓度时空变化过程进行了模拟,进而构建了水质浓度变化率与闸门开度、闸门开启个数等调控因子的对数关系式。报告最后指出,其建立的量化关系能够反映闸门调度对水质浓度变 化的影响,有助于实现对水闸的科学调度。 郑州大学窦明教授作报告 蚌埠学院戚晓明副教授作了题为“城市开发适宜性评价及水污染减排决策分析系统”的报告。在报告中,戚晓明副教授针对长三角都市密集区快速城市化过程中出现的可持续发展问题,提出了适用于长三角都市区可持续城市化评估的标志性指标及概念模式,建立了“长三角都市区可持续城市化模拟与决策支持系统”框架,开发了能够动态演示可持续城市化决策支持过程的示范系统,为“长三角都市区可持续城市化模拟与决策支持系统”的后续建设奠定了基础并提供了思路和经验。 蚌埠学院戚晓明副教授作报告 中山大学王大刚副教授作了题为“陆地过程建模方法对区域水文过程的影响”的报告。在报告中,王大刚副教授把两种不同的植被截留参数化方法应用于大尺度陆地模型中。第一种参数化方法把每个网格的降雨强度和植被储水量看作是均匀分布的,第二种方法考虑了网格内降雨强度和植被储水量的不均匀性。在世界五大洲各选取一个代表区域研究不同参数化方法水文过程模拟的影响。研究表明,总体而言,考虑网格降雨和植被储水量不均匀性对热 带地区水文过程的影响较大。而对土壤含水量和植被温度而言,这种不均匀性对非热带地区 影响也不可忽视。 中山大学王大刚副教授作报告 合肥工业大学凌能祥教授作了题为“函数型数据建模分析及应用”的报告。报告阐述了函数型数据的概念、研究背景和有关实例,同时给出了函数型非参数建模方法及其在相关领域中的应用。 合肥工业大学凌能祥教授作报告 合肥工业大学张礼兵副教授作了题为“基于系统模拟与综合评价的湖泊营养物基准参照状态确定”的报告。在报告中,张礼兵副教授根据湖泊流域的自然生态条件和人类经济社会活动情况,以营养物输入-湖泊营养状态动态响应关系研究为基础,综合运用湖泊流域生态经济系统与湖泊水质、水动力耦合模型,建立了湖泊富营养化反演模型,并以湖泊流域历史序列数据对模型进行校准,定量研究自然过程和人类活动(经济社会发展)对湖泊富营养化进程的影响,推断湖泊在不同时期的营养状态水平,重现湖泊的富营养化进程,从而确定参照状态。 合肥工业大学张礼兵副教授作报告 合肥工业大学周玉良副教授作了题为“区域干旱频率分析与重现期确定研究”的报告。在报告中,周玉良副教授分析了干旱定义,构造了基于土壤蓄水量和河川径流量的综合干旱指标;确定了干旱识别阈值,建立了基于游程理论的干旱过程识别方法,分析了降水指标、径流指标与综合干旱指标识别干旱过程的异同点。以云南昆明为研究区域,阐述降水、径流和综合干旱指标在该区域的适用性,并与气象上的固定时段干旱频率分析法的结果进行了对比。 合肥工业大学周玉良教授作报告 合肥工业大学金菊良教授作了题为“水旱灾害风险的定量建模方法及其应用”的报告。报告分析了中国水旱灾害多发的原因、特点;探讨了水旱灾害风险的形成机制,提出水旱灾害风险的定量建模方法,归纳了现有的三类灾害风险定量建模途径—基于灾害损失成因的灾害损失风险曲线,基于历史损失频率分布的灾害损失风险曲线,基于灾害损失风险构成要素的灾害损失风险曲线;并以农业旱灾为例,阐述了上述三类灾害风险定量建模方法的应用。 合肥工业大学金菊良教授作报告 六、闭幕式(4月27日下午18:40-18:50) 汇报及讨论完毕后,郑州大学水科学研究中心主任左其亭教授对本次会议的报告和讨论做了简单总结,感谢各位专家及相关单位、人员所做的贡献,并祝贺本次会议取得了圆满成功。本次会议在积极上进、轻松愉快的氛围中召开,希望大家能够继续发扬对水问题进行研究的执着精神,推动水科学的发展! 郑州大学左其亭教授致闭幕词,并对本次会议做简短总结 执笔人:周玉良、张礼兵(合肥工业大学);靳润芳(郑州大学) 2013年5月2日 |