泥沙環(huán)境學(xué)術(shù)管理論文
時間:2022-06-29 02:30:00
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一、會議概況
在中國國家自然科學(xué)基金委員會和美國國家科學(xué)基金委員會的資助下,國際泥沙研究培訓(xùn)中心秘書長胡春宏、副秘書長王兆印率團(tuán)參加了2002年7月21–8月2日在美國舉行第二屆中美泥沙學(xué)術(shù)討論會,我國水利部和國家自然科學(xué)基金委聯(lián)合支持的重大課題《江河泥沙災(zāi)害形成機(jī)理及防治研究》項目組骨干成員及相關(guān)知名專家25人赴美參加交流會,其中水利部所屬成員有胡春宏、王兆印、劉成(國際泥沙研究與培訓(xùn)中心)、楊小慶(水科院)、張俊華(黃委)5人。有50名美國和6名比利時代表參加了會議。會后,代表們實地考察了美國Sheboygan河生態(tài)修復(fù)項目、Peoria湖保護(hù)工程、伊利諾伊河、周文德水力實驗室、胡佛水壩、科羅拉多河等水利、環(huán)境工程。
二、主要內(nèi)容
1、學(xué)術(shù)討論會
7月22日–24日進(jìn)行了學(xué)術(shù)討論會,主題為輸沙和環(huán)境影響。中心議題為:流域泥沙、侵蝕與環(huán)境影響、泥沙物理模型與數(shù)學(xué)模型、湖泊與水庫泥沙、河流水力學(xué)與輸沙、濕地開發(fā)、粘性泥沙輸沙及污染物吸附、環(huán)境修復(fù)。
7月22日上午舉行開幕式,首先全體與會者起立,為原美方組委會主席顏本奇(BenChieYen)教授、博士默哀三分鐘,他曾為促進(jìn)中美學(xué)術(shù)交流、發(fā)起并促成第一屆和本屆中美泥沙學(xué)術(shù)討論會做出了巨大貢獻(xiàn)。然后由美方組織單位Marquette大學(xué)工程學(xué)院院長DouglasM.Green(douglas.green@marquette.edu)致歡迎詞,中美雙方組委會主席王兆印、CharlesS.Melching(charles.melching@marquette.edu)分別致開幕詞。上午還由美國地調(diào)局地表水辦公室JohnGray(jrgray@usgs.gov)介紹了中美泥沙合作的報告“美國地調(diào)局輸沙研究及與中國的合作”,美國伊利諾伊大學(xué)MarceloGarcia博士做了主題報告“河流整體的自然化”,我國北京大學(xué)倪晉仁做了主題報告“分洪區(qū)點面綜合信息損失評估”。
7月22日下午–24日,討論會分10部分進(jìn)行了論文宣講與討論,共交流了37篇論文,其中中方為19篇。中方代表并在會場展示了22塊彩色展板(中方論文及展板作者及標(biāo)題見附件1)。討論會交流了中美兩國在泥沙與環(huán)境研究上的最新進(jìn)展,討論熱烈,雙方相互學(xué)習(xí)、共同提高。
2、會議論文特刊
中美雙方組委會主席王兆印教授、CharlesS.Melching教授在會間就會議論文集事宜進(jìn)行了討論,商定由國際泥沙研究培訓(xùn)中心選擇討論會中優(yōu)秀論文,以特刊形式在InternationalJournalofSedimentResearch上發(fā)表。由美方CharlesS.Melching教授負(fù)責(zé)提供約2000美元,撥至國際泥沙研究培訓(xùn)中心用于特刊出版。
3、下屆中美泥沙會議
中美雙方代表舉行了專門討論會,討論繼續(xù)合作的議題和形式,根據(jù)大家的提議,經(jīng)過磋商,提出第三屆中美泥沙討論會擬于2005年在中國北京舉行,會議主題為:流域的生態(tài)修復(fù)。中方組委會由北京大學(xué)倪晉仁教授負(fù)責(zé);美方組委會由Nebraska-Lincoln大學(xué)土木工程系DavidADMIRAAL副教授(dadmiraa@unlnotes.unl.edu)、伊利諾伊水調(diào)局自然資源處(IllinoisDepartmentofNaturalResources,IllinoisStateWaterSurvey)MisganawDemissie博士(demissie@sws.uiuc.edu)和NaniG.Bhowmik博士(nbhowmik@uiuc.edu)負(fù)責(zé)。
4、會議、考察報告
中美雙方商定聯(lián)合起草本次學(xué)術(shù)討論會報告及考察報告,以提交給中美雙方自然科學(xué)基金委。
5、重大課題項目會議
會議期間,水利部和國家自然科學(xué)基金委聯(lián)合支持的重大課題《江河泥沙災(zāi)害形成機(jī)理及防治研究》項目組負(fù)責(zé)人、課題組負(fù)責(zé)人及主要骨干成員舉行了會議,就項目研究成果專著的編寫和2002年的年會進(jìn)行了討論。討論并決定:(1)各課題組9月20日以前完成編寫工作,由倪晉仁、王兆印和王光謙三位教授進(jìn)行審核,10月底將反饋意見返回各課題,各課題根據(jù)意見修改,于年底本項目的年會召開前完成修改工作;(2)項目年度工作會議定于2002年12月21日~22日在北京大學(xué)召開,主要內(nèi)容是有關(guān)項目結(jié)題的工作安排和學(xué)術(shù)交流。
6、重新啟動中美水文備忘錄附件4的活動
會議期間,國際泥沙研究培訓(xùn)中心(IRTCES)與美國地調(diào)局(USGS)舉行了會議,討論重新啟動中美水文備忘錄附件4的活動。我方參加人員有胡春宏、王兆印、楊小慶、劉成,美方參加人員有USGS的JohnGray和伊利諾伊水調(diào)局自然資源處的MisganawDemissie和NaniG.Bhowmik。雙方同意由USGS起草項目建議書,中方進(jìn)行修改,報送至雙方資助單位。中方擬申請資助單位為水利部和國家自然科學(xué)基金委。項目建議書包括如下內(nèi)容:(1)合作單位:IRTCES和USGS;(2)聯(lián)系人:中方為王兆印,美方為JohnGray;(3)研究方向:推移質(zhì)、懸移質(zhì)和泥石流的測量技術(shù)。美方希望中方能提供一個清單,列出可以合作進(jìn)行研究的具體方面及地點;(4)經(jīng)費:經(jīng)費能否申請到依賴于好的項目建議書,可分別向美國政府、中國國家自然科學(xué)基金委等申請。
7、國際水利協(xié)會(IAHR)會刊JournalofHydraulicResearch副主編
會議期間,國際水利協(xié)會(IAHR)會刊JournalofHydraulicResearch的主編MarceloH.Garcia(mhgarcia@uiuc.edu)邀請王兆印教授出任本期刊的副主編,最近將寄出邀請函。王兆印教授愉快地接受,這將有助于促進(jìn)我國學(xué)者學(xué)術(shù)論文在國際期刊的發(fā)表。
8、美國咨詢公司合作意愿
美國Inter-Fluve咨詢公司密爾沃基分部經(jīng)理()MartyRye,P.E.(mrye@)表示希望與中國加強(qiáng)合作。美國Inter-Fluve咨詢公司主要從事河流、湖泊和濕地的設(shè)計、建設(shè)和生態(tài)恢復(fù),致力于解決與河岸侵蝕、城市化、河道退化、濕地有關(guān)的環(huán)境問題。該公司在蒙大納,奧勒岡州和威斯康辛州有全面服務(wù)的辦公機(jī)構(gòu),在密西根州和華盛頓有衛(wèi)星辦公室。
9、美國學(xué)者赴清華大學(xué)講學(xué)
ColoradoState大學(xué)自然資源學(xué)院地球資源系的EllenE.Wohl教授(ellenw@cnr.colostate.edu)在同與會的清華大學(xué)學(xué)者討論時表示,她希望并愿意到清華大學(xué)進(jìn)行2個月的教學(xué)工作。EllenE.Wohl于1984年獲ArizonaState大學(xué)地理專業(yè)碩士,1989年獲Arizona大學(xué)地理科學(xué)博士。1989年起在哥倫比亞州立大學(xué)工作,2000年任教授。
10、中國留學(xué)生回國貢獻(xiàn)
參加會議的中國留學(xué)生美國西北大學(xué)土木環(huán)境工程系的任建紅(Jianhong-JenniferRen,j-ren@northwestern.edu)、LouisianaState大學(xué)的路霄霞(lux@che.lsu.edu)、Buffalo紐約大學(xué)地理系的胡世雄(sxhu_2000@)、高鵬(pgao@acsu.buffalo.edu)等人表示愿意早日學(xué)成回國,為祖國發(fā)展貢獻(xiàn)。與會代表們向他們介紹了國內(nèi)日新月異的發(fā)展、國家對人才的重視的現(xiàn)狀,鼓勵在美的中國留學(xué)生盡可能多學(xué)習(xí)最新科技知識和技術(shù),早日回來報效祖國。
11、悼念顏本奇教授
7月26日在伊利諾伊大學(xué)期間,中方代表在美方宋大偉(Ta-WeiSOONG,dsoong@usgs.gov)陪同下到顏本奇(BenChieYen)教授墓前獻(xiàn)花致哀,緬懷他為促進(jìn)中美學(xué)術(shù)交流做出的巨大貢獻(xiàn)。
13、學(xué)術(shù)考察(7月28-8月2日)
參觀考察Sheboygan超級基金資助地(superfundsite):在威斯康辛–密爾沃基大學(xué),威斯康辛自然資源處的TomWentland、Baird協(xié)會的BruceHalverson、威斯康辛–密爾沃基大學(xué)的ErikChristensen(erc@uwm.edu)介紹了Sheboygan超級基金資助地的基本概況、生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)工程情況及基金的獲得和使用情況。美國超級基金用于受到工業(yè)污染地區(qū)的污染土層的清除、處理及處置以及當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)修復(fù)工程,超級基金由美國EPA代為提供,最終追究造成本地污染的工廠、公司根據(jù)其對污染貢獻(xiàn)的大小支付。美國EPA根據(jù)污染情況,確定用于生態(tài)修復(fù)工程的超級基金數(shù)額,通過調(diào)查確定應(yīng)承擔(dān)責(zé)任的工廠和公司,要求他們支付此金額,如果不服,將通過法律程序處理。Sheboygan超級基金資助地曾受到嚴(yán)重污染,Sheboygan河水質(zhì)惡化,通過鉆孔取樣和水質(zhì)監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)土層、水質(zhì)嚴(yán)重污染,PCB和PAH等污染物嚴(yán)重超標(biāo),并通過調(diào)查確定了這些污染主要是由已經(jīng)搬遷的數(shù)家企業(yè)和公司造成的,通過EPA,由這些企業(yè)和公司提供基金,對此地污染土壤進(jìn)行了挖掘、清運和處理,并將處理后的污染土外運處置。目前此地已經(jīng)是綠草萋萋,環(huán)境宜人。這套環(huán)境修復(fù)工程超級基金的做法對我國污染控制和生態(tài)修復(fù)工程具有很高的參考價值。代表們實地考察了治理后的Sheboygan河上、中和下游。
考察周文德水利實驗室(VenTeChowHydrosystemsLab.):周文德水利實驗室是以伊利諾伊大學(xué)著名的美籍華裔科學(xué)家周文德命名的水利實驗室,主要進(jìn)行河流水力學(xué)、環(huán)境水力學(xué)、海洋潮流等方面的實驗研究。MarceloGarcia介紹了實驗室概況并帶領(lǐng)代表們參觀了實驗室,演示了大型波浪水槽進(jìn)行的波浪對沙床的影響實驗、環(huán)形水槽中波浪作用下粘性泥沙的再懸浮實驗、沙質(zhì)河床河道演變實驗、水庫曝氣產(chǎn)生氣泡羽流改善水庫水質(zhì)實驗等。
考察伊利諾伊河及Peoria湖:在伊利諾伊水調(diào)局自然資源處的MisganawDemissie和NaniG.Bhowmik帶領(lǐng)和介紹下,代表們參觀、考察了伊利諾伊河和Peoria湖及其生態(tài)恢復(fù)項目。伊利諾伊河是密西西比河的主要支流,起源于伊利諾伊東北部,向西南流向密西西比河,總長約273英里。伊利諾伊河是聯(lián)結(jié)Great湖到墨西哥灣的唯一陸上水道,因此是美國重要的商業(yè)航道。流域面積為75156平方公里,其中64000平方公里位于伊利諾伊。•伊利諾伊河生態(tài)恢復(fù)項目主要是解決人類活動引起的生態(tài)問題,如泥沙淤積引起的回水及邊灘的損失、不穩(wěn)定的支流、改變了的水動力條件等其它問題對河流系統(tǒng)的生態(tài)影響。主要包括4個方面:(1)流域和支流恢復(fù)–––著眼于河流恢復(fù)、濕地恢復(fù)、水土保持等方面,解決支流退化和不穩(wěn)定問題;(2)河流邊灘和回水區(qū)恢復(fù)–––恢復(fù)水生生物環(huán)境,包括深水河道環(huán)境、回水湖、邊灘和島嶼等;(3)水位管理–––降低快速波動,恢復(fù)自然水流;(4)洪泛平原恢復(fù)和保護(hù)–––評估洪泛平原的使用、洪泛平原功能的恢復(fù)以及自然生態(tài)保護(hù)項目的價值。•Peoria湖生態(tài)恢復(fù)項目:泥沙淤積毀壞了Peoria湖的魚類和自然生物的生活環(huán)境,與1903年相比,湖容積減少了68%,水深從8.1英尺減少至2.6英尺。水深的減少,促使了泥沙的再懸浮,增加了紊動水平。松軟的湖底不利于水生植物的生長。通過實施生態(tài)恢復(fù)項目,新增的島嶼降低了湖水一些部分的波浪,從而降低了泥沙再懸浮和紊動;改善的水質(zhì)并沒有刺激島嶼邊灘水下和漂浮植物的生長;草木叢生的濕地保護(hù)區(qū)提供給遷移的鳥類足夠的食物;河道的疏浚形成了新的河岸線并恢復(fù)了邊灘的水生動植物生活環(huán)境。
考察胡佛水壩:胡佛壩是美國綜合開發(fā)科羅拉多(Colorado)河水資源的一項關(guān)鍵性工程,位于內(nèi)華達(dá)州和亞利桑那州交界之處的黑峽(BlackCanyon),具有防洪、灌溉、發(fā)電、航運、供水等綜合效益。大壩系混凝土重力拱壩,壩高221.4m,大壩形成的水庫叫米德(Mead)湖,總庫容348.5億m³,水電站裝機(jī)容量原為134萬kW,現(xiàn)已擴(kuò)容到208萬kW,計劃達(dá)到245.2萬kW。于1931年4月開始動工興建,1936年3月建成,1936年10月第一臺機(jī)組正式發(fā)電。胡佛大壩基巖為堅硬的安山巖、角礫巖。河床狹窄、兩岸陡峭。低水位到基巖的深度為33~40m,最低點為42.4m,低水位的水面寬度為88~113m。壩址處流域控制面積43.25萬km²,總流域面積的69%。水庫面積663.7km²。壩址處最大年徑流量為274億m³,多年平均徑流量160億m³。
考察科羅拉多河:科羅拉多河被稱為美國西南部的生命線,它發(fā)源于落基山脈科羅拉多山西側(cè),流經(jīng)美國的科羅拉多、猶他、亞利桑那、內(nèi)華達(dá)、加利福尼亞等州,最后在墨西哥北部匯入加利福尼亞灣。1935年,美國在科羅拉多河上建成了第一座大壩——胡佛水壩,在此之后又先后興建了14座控制性水庫和32項灌溉工程,使該河在美國境內(nèi)的水庫總庫容達(dá)740億立方米,約是美國境內(nèi)年平均徑流量208億立方米的3.6倍??屏_拉多河水利工程體系形成后,該河水資源被大規(guī)模地開發(fā)利用,但總體上水資源一直保持供大于求。1997年,由于美國部分州將自己剩余水量引走,用于補(bǔ)充地下水,部分州超量使用1922年協(xié)議的用水量,終于使水資源出現(xiàn)了求大于供的局面。近幾年,每年大約缺水12億立方米。多年來水資源的大規(guī)模開發(fā)利用,導(dǎo)致了河道萎縮、水質(zhì)惡化、下游濕地面積大幅度減少、不少野生生物瀕臨滅絕等一系列問題。科羅拉多高原整體是由中生代的石灰?guī)r層所構(gòu)成的,結(jié)晶巖、片麻巖、結(jié)晶片巖等都是中生代地層的底盤,經(jīng)科羅拉多水系沖蝕形成峽谷幽深、色彩斑斕的峽谷,其中著名的大峽谷的地貌和景色蔚為奇觀。大峽谷位于美國西南部亞利桑那州西北部的凱巴布高原上,總面積兩千七百多平方公里,由于科羅拉多河穿流其中,故又名科羅拉多大峽谷,由一系列迂回曲折、錯綜復(fù)雜的山脈和深谷組成,氣勢雄偉,巖壁陡峭。大峽谷長約350公里,峽谷寬6—29公里,平均谷深1600米,最深處達(dá)1620米,每天平均挾帶的沉積物多達(dá)50萬噸??屏_拉多大峽谷是考察和研究地質(zhì)史,分析和劃定巖古石層系的理想場所。
三、體會與建議
1、通過中美泥沙與環(huán)境學(xué)術(shù)討論會的討論與參觀,交流與討論了中美雙方在泥沙與環(huán)境影響方面近年的最新研究成果,一方面介紹了我國重大科研項目的研究成果,擴(kuò)大了我國的學(xué)術(shù)地位和影響;另一方面了解了美國在泥沙與環(huán)境影響方面的最新研究和工程情況,“它山之玉,可以攻石”,對我國未來的科研具有重要的借鑒作用;同時,學(xué)術(shù)討論會也使與會代表交接了新朋友,增加了中美學(xué)術(shù)探討和合作的機(jī)會,并達(dá)成了一些合作意向。因此,中美合作交流活動具有重要意義,希望水利部繼續(xù)并加強(qiáng)支持這項活動,使中美泥沙討論會按系列會議形式繼續(xù)辦下去。
2、通過國際泥沙研究培訓(xùn)中心與美國地調(diào)局討論重新啟動中美水文備忘錄附件4的活動,認(rèn)識到國際泥沙研究培訓(xùn)中心具有國際交流、國際影響、人才等方面的優(yōu)勢,可以負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)并參與中美和其它雙邊合作交流,充分發(fā)揮國際泥沙研究培訓(xùn)中心的國際交流作用。
3、由于美國的河流大多不象我國黃河存在嚴(yán)重的泥沙災(zāi)害問題,目前美國的泥沙研究多是結(jié)合環(huán)境影響、環(huán)境評估和環(huán)境修復(fù)進(jìn)行的。當(dāng)然,傳統(tǒng)的河流泥沙、水庫泥沙及利用先進(jìn)設(shè)備和儀器進(jìn)行泥沙運動機(jī)理的研究仍占據(jù)著一定的地位。相比之下,因為國情的不同,我國在傳統(tǒng)的泥沙研究和泥沙災(zāi)害問題的研究上仍是居于國際領(lǐng)先水平,結(jié)合環(huán)境問題的泥沙研究雖有涉及,但在研究深度與廣度上仍有待加強(qiáng)。
4、近年來,國際上時有“拆除大壩”的討論,以恢復(fù)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境。討論會中,兩國學(xué)者也就此問題進(jìn)行了討論。過去一百年來美國在興建水庫方面一直領(lǐng)先世界各國,最近幾年美國各地已著手拆除逐漸喪失作用的老舊水庫,并且恢復(fù)原有的河川面貌。根據(jù)統(tǒng)計,截至目前,美國已拆除了465座沒有繼續(xù)存在價值的水庫。美國拆除大壩的原因主要是:(1)達(dá)到使用壽命:水庫的平均壽命是五十年,美國超過五十年的水庫已有四分之一,到二○二○年時將高達(dá)百分之八十五。(2)維修成本以及構(gòu)成的安全威脅與日俱增:大約百分之三十的美國水庫業(yè)已達(dá)到有用壽命的末期,它們的維修成本以及構(gòu)成的安全威脅都將與日俱增。修復(fù)的費用將超過拆除它們的支出。即使兩者的費用不相上下,拆除它們將可免除未來繼續(xù)監(jiān)督與維修的需要與成本。(3)已發(fā)展出不興建水庫而滿足人類需求的方法:例如防洪作用,因為美國幅員遼闊,人口相對較少,從恢復(fù)生態(tài)環(huán)境考慮,美國現(xiàn)多采用如下的防洪對策:恢復(fù)濕地、維持河岸緩沖地帶、或是協(xié)助住家和企業(yè)遷離泛濫平原,從而更有效而節(jié)省成本地達(dá)成防洪效果。因此,可以看出,美國“拆除大壩”實際上是拆除毫無存在價值、存在潛在威脅的水庫,和我國一些小型水庫因淤積、質(zhì)量低劣、效益很小或自然受損等原因造成的水庫的自然廢除相似。
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