近日,水利部办公厅公布了2024年水利部野外科学观测研究站(筹建)的认定名单,其中,由浙江省水利河口研究院(浙江省海洋规划设计研究院)携手上海河口海岸科学研究中心共同打造的长三角潮汐河口涌潮-地貌-生态野外科学观测研究站成功获批,成为浙江省水利领域内首个获批的部级野外科学观测研究站。
对于“野外科学观测研究站”这一概念,或许许多人还感到陌生。简而言之,野外科学观测研究站(以下简称“野外站”)是设立在野外的研究站点,致力于对大自然的某一领域进行长期、连续、稳定的定位观测和科学试验,以收集宝贵的科学数据。它是我们深入探索自然界的触角,是科研工作的前哨站。
在水利领域,面对全球气候变化、防灾减灾、生态修复等重点科技需求,建设并培育更多行业野外站,对于完善国家科技创新平台基地体系、推动水利高质量发展、保障国家水安全具有重要意义。经过多年的发展,目前,全国的水利系统共有1家国家野外站、6家部级野外站。为了提高野外站的数量和质量,今年8月,水利部印发《水利部野外科学观测研究站建设发展方案(2024—2030)》,明确提出要在防灾减灾、重大水利工程安全、水生态保护与治理、水资源高效利用等领域布局建设一批水利部野外站,为数字孪生水利建设及现代化水利治理提供有力的科技支撑和前瞻性决策支持。
浙江省一直以来高度重视水利科技创新平台的建设。今年4月,省水利厅印发《关于加快科技创新塑造水利高质量发展新优势的若干措施》,要求完善水利科创平台的布局,强化科技资源的汇集共享,创建包括野外观测站在内的高能级科创平台。
在此背景下,浙江省水利河口研究院与上海河口海岸科学研究中心强强联合,以“长三角潮汐河口涌潮-地貌-生态野外科学观测研究站”为项目名称,启动了水利部野外站的申报工作。
为什么此次获批筹建的野外站,研究方向是长三角强潮河口研究,且是浙江省水利河口研究院联合上海河口海岸科学研究中心共同建设的呢?
第一,长三角河口区域,以长江河口和钱塘江河口为代表,自然资源丰富,人口密集,经济发达,是长三角一体化、长江大保护、海洋经济示范区等国家战略的交汇点,拥有世界级城市群及长江深水航道、曹娥江大闸、秦山核电站、杭州湾大桥等世界知名的重大工程。同时,该地区动力强劲,涌潮壮观,地貌演变复杂,水旱灾害频发,钱塘江涌潮堪称世界之最,主槽摆动幅度巨大,河口盐沼与光滩生境交错,生态系统保护需求迫切。
第二,两家建设单位在强潮河口研究领域有着深厚的积累,形成了“两基地-三片区-多测点”的整体观测研究网络。
“两基地”指的是钱塘江河口六堡试验基地和长江口浦东试验基地,通过现场观测、实测资料分析、物理模型试验和数学模型计算等方式,开展涌潮、河口水动力特性、泥沙运动与河床演变规律、水资源与生态环境及河口海岸工程应用等科学研究;
“三片区”涵盖钱塘江河口、长江口及长三角其他河口,积累了丰富的水文泥沙、地形地貌、水环境生态观测数据。而且钱塘江河口大范围水下地形监测更是持续了长达70年,资料的丰富和完整性在世界潮汐河口观测史上都是唯一性;除此之外,长江口拥有连续20多年的水文、泥沙、波浪等一手观测资料,检测的范围广、难度系数大、测量的项目多、连续性强、要求也高,在我国河口研究历史上极为少见。
“多测点”则是指多年来,双方建立了闸口、澉浦、平湖、北港中、南槽东、长江口等长期观测点,实时监测潮汐河口各观测要素,研究“家底”丰厚。
在此基础上,双方合作建设野外站,旨在系统性推动长三角河口动力环境演变、重大工程安全保障、变化环境下河湖生态系统演变等领域的野外科学观测研究,揭示河口演变的科学规律,形成具有区域特色的高质量水利科研成果,推动长三角水利科技创新发展。
未来,长三角潮汐河口涌潮-地貌-生态野外科学观测研究站将以国内一流、国际先进为目标,建设成为有中长期数据积累、科研与服务并重、高质量成果示范应用、科学普及与人才培养的综合性基地。该站将围绕信息获取、机理认知与技术研发三个层面,有4个研究方向:
方向一:推进高精度立体监测技术
长三角河口区域的环境条件极为复杂,现有的观测网络不仅覆盖范围有限,而且在系统性上也存在明显不足,这极大地增加了数据获取的难度。为了应对这一挑战,野外监测站的建设将积极采用先进的立体监测技术。这一举措旨在拓宽观测视野,增强对生态环境的感知能力,从而有效提升数据的数量与质量,为后续的科研与决策提供坚实的数据支撑。
方向二:深化动力-地貌-生物演变研究
当前,对于河口区域物理-生物过程的数学描述仍显粗糙,多过程之间的耦合机制尚未完全明了,这导致对中长期演变的定量预测成为一大难题。为此,野外监测站的建设将致力于进一步揭示多过程耦合作用及其驱动机制。通过深入研究,我们期望能够推动河口演变预测的定量化进程,为河口管理提供更加精准的科学依据。
方向三:发展水旱灾害防治技术
面对多源驱动的水旱灾害,其形成机制目前尚不明朗,且预报预警系统的智能化水平仍有待提升。为了有效应对这一挑战,野外监测站将着力发展具有“四预”功能的数字孪生模型,即预报、预警、预演和预案。
方向四:强化重大工程安全保障
河口区域不仅自然环境复杂多变,还面临着风暴潮、洪水、海岸侵蚀等多种灾害的威胁。生态减灾作为这一领域的重要发展趋势,其关键技术的突破显得尤为重要。野外监测站的建设将在此方面发挥积极作用,通过进一步揭示工程灾变的机理,推动生态防护技术的研发与应用。
下一步,两家建设单位将成立领导小组和学术委员会,优化调整研究团队,全面提升野外科学观测研究的综合能力和科学规律揭示水平,为常态化开展研究工作、推动长三角水利高质量发展贡献力量。
(文章来源:浙江水利)