【水利工程学科建设典型案例】智驭滨海水脉，共创生态未来

中国沿海地区是我国的经济重心和人口密集区域，同时也是地下水资源供需矛盾突出的区域。由于地下水的超采、海平面上升等因素，滨海地区普遍存在海水入侵的问题，这不仅会导致地下水水质恶化，更会引发土壤退化、机井报废等生态环境问题，严重制约沿海地区的经济社会可持续发展。因此，为保障滨海地下水资源功能和生态环境安全，精细化模拟与管控技术成为必不可少的手段。

图1 滨海地下水精细化模拟与管控关键技术及应用主要内容

为了解决滨海地区的地下水资源与生态环境问题，我校水利工程学科课题组依托30余项国家及地方科研项目，开展了长期系统研究。

（1）发展了滨海含水层非均质识别与地下水精确模拟技术：建立了基于地球物理电法解译与多源数据同化的滨海含水层非均质识别技术；构建了复杂水文地质条件下海水入侵解析技术；开发了滨海含水层地下水精确模拟技术。

（2）创新了基于抽注井群-物理帷幕-滨海水库的海水入侵防治技术体系：构建了基于抽注井群的海水入侵防治与节水阻咸技术；提出了基于物理帷幕的海水入侵防治与污染修复技术；研发了基于滨海水库的海水入侵防治与淡水增储技术。

（3）构建了滨海地下水资源-生态环境智能精准管理技术：建立了滨海地下水资源调控与保护优化替代模型；提出了滨海地下水生态环境效应与风险精细化评估技术，形成了基于多目标优化技术的滨海地下水智能精准管理模型。

图2  典型成果：复杂水文地质条件下海水入侵快速量化与评估技术

图3  典型成果：基于滨海水库的海水入侵防治与淡水增储技术

图4  典型成果：海水入侵区开采优化多目标管理模型

成果成功应用于水利部水文司、水利部松辽水利委员会、水利部淮河水利委员会、辽宁省水利厅等水行政主管部门以及中国地质调查局天津地质调查中心、江苏省地质调查研究院等地质调查部门的滨海地下水工作中，显著提升了渤海湾、莱州湾、胶州湾、大亚湾等滨海地区的海水入侵防治和地下水资源管理效果：协助建立生态环境监测站232处，提高地下水排放量测量准确度近50%；辽宁省海水入侵区面积由2014年的1007.68平方千米减小到2021年的633.40平方千米，减少了37.1%，节约海水淡化等支出约6.732亿元；为各地区《水利发展“十三五”规划》《地下水利用与保护规划》等政策方案的制订以及《中华人民共和国水法》的落实提供了重要的科技支撑。相关成果获得2022年大禹水利科学技术奖科技进步奖。相关工作发表高水平论文73篇（SCI/EI 65篇），出版学术专著2部；授权国家发明专利20项（已转让1项）、实用新型专利5项，登记软件著作权12项；5人次入选国家级人才计划，10人次入选省级人才计划，培养博士研究生30余名、硕士研究生100余名。（文/图：谢一凡）

图5  成果应用与效益证明

图6  成果包含的部分论著、专利和软著等