周惠娟

（新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，烏魯木齊 830000）

1 新疆水資源及生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)

新疆位于祖國西北邊陲，遠(yuǎn)離海洋，四周為高山，形成明顯的溫帶大陸性干旱氣候，干旱少雨，水資源緊缺，生態(tài)環(huán)境脆弱。新疆河川徑流總量879億m3，其中97%形成于山區(qū)，河流具有較大的季節(jié)變化，夏季水量占全年的50%～70%，春季和秋季各占10%～20%，冬季占10%以下，時(shí)空分布嚴(yán)重不均。

特殊的地理位置和氣候環(huán)境造就了新疆特殊的干旱生態(tài)環(huán)境基本特征，主要表現(xiàn)為水資源缺乏、生態(tài)環(huán)境脆弱、生態(tài)環(huán)境一旦被破壞很難修復(fù)等，面臨的最大問題是“三高一深一多一少”，即高嚴(yán)寒、高海拔、高地震、深厚覆蓋層、多泥沙、少水文資料。

2 科技創(chuàng)新工作現(xiàn)有的成果

新疆作為“一帶一路” 的絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶核心區(qū)，正面臨前所未有的發(fā)展機(jī)遇，大型輸水、高速鐵路等一批基礎(chǔ)工程已成為建設(shè)重點(diǎn)。目前已廣泛開展了一系列科技創(chuàng)新活動(dòng)，研究、探討、解決了一些關(guān)鍵性的技術(shù)難題。

2.1 《高巖溫有壓發(fā)電引水隧洞建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究》

布侖口—公格爾水電站發(fā)電引水隧洞3#支洞下游開挖面的鉆孔溫度達(dá)105 ℃，空氣溫度及洞內(nèi)水溫達(dá)72 ℃，運(yùn)行期，電站水源主要來源于雪山融水，水溫在2～10 ℃之間，洞內(nèi)低溫水與巖體高溫形成高溫差，對支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性提出了重大考驗(yàn)。對此，開展了《高巖溫有壓引水隧洞支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和方法的研究》。該課題著重分析了高巖溫引水隧洞襯砌及圍巖強(qiáng)度特征及演變規(guī)律、圍巖和襯砌溫度場和應(yīng)力場分布的影響規(guī)律、運(yùn)行期支護(hù)結(jié)構(gòu)溫度—應(yīng)力耦合機(jī)制等，并將研發(fā)的設(shè)計(jì)理論和方法應(yīng)用到布侖口—公格爾水電站3476m段高巖溫隧洞工程設(shè)計(jì)與施工建設(shè)中。

2.2 《圓中環(huán)沉沙排沙池流速分布及沉沙排沙研究》

針對新疆河流含沙量大、粒徑粗等特點(diǎn)及現(xiàn)有排沙設(shè)施現(xiàn)狀，提出新型二級泥沙處理設(shè)施——圓中環(huán)沉沙排沙池。課題采用物理模型試驗(yàn)及理論分析方法對圓中環(huán)沉沙排沙池內(nèi)的流場、含沙量分布規(guī)律及沉沙、排沙特性內(nèi)容進(jìn)行研究，初步探求其水沙分離機(jī)理，并提出截沙率、排沙耗水率等關(guān)鍵指標(biāo)。研究成果對新疆農(nóng)業(yè)用水節(jié)水等應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。首次成功運(yùn)用于新疆呼圖壁阿葦灘渠首，重點(diǎn)解決了引水渠泥沙淤積問題。運(yùn)行至今，引水排沙效果良好。

2.3 《回轉(zhuǎn)式撈冰清污機(jī)》

國內(nèi)外寒冷地區(qū)水電站工程，始終存在冬季運(yùn)行期間的污物和冰凍問題，矛盾突出表現(xiàn)在有冬季運(yùn)行要求的水利水電工程，發(fā)電進(jìn)水口攔污、攔冰，并需要及時(shí)排污、排冰，防止各類污物、冰凌進(jìn)入引水管道，不然，輕則降低工程效率，重則將因引水管道凍脹破壞而引發(fā)事故。為此研發(fā)了《回轉(zhuǎn)式撈冰清污機(jī)》。該清污機(jī)可攔污、攔冰、清污、清冰，具有一機(jī)多用的功能，能適應(yīng)北方寒冷地區(qū)的氣候特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)操作簡單、設(shè)備和運(yùn)行成本低、自動(dòng)化操作簡便等優(yōu)點(diǎn)。在技術(shù)上有重大創(chuàng)新，難度大，在水利建設(shè)與管理中做出突出貢獻(xiàn)，成果屬國內(nèi)外首創(chuàng)。

2.4 《遙感地面校驗(yàn)系統(tǒng)引進(jìn)及應(yīng)用技術(shù)開發(fā)》

新疆為資源性缺水省區(qū)，用水矛盾十分突出，灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)，農(nóng)業(yè)用水占國民經(jīng)濟(jì)總用水量的95%以上。由于缺乏蒸散監(jiān)測和基于蒸散的現(xiàn)代水資源管理體系，無法有效評估灌區(qū)節(jié)水的真實(shí)效果。為此建立了示范區(qū)地物波譜庫、遙感ET反演模型和校驗(yàn)體系，對遙感ET反演結(jié)果進(jìn)行地面真實(shí)驗(yàn)證。基于監(jiān)測成果，評價(jià)農(nóng)業(yè)區(qū)節(jié)水效果和潛力，探索穩(wěn)定地下水埋深的技術(shù)方法，為農(nóng)業(yè)區(qū)持續(xù)發(fā)展提供了關(guān)鍵技術(shù)支持，解決了遙感反演灌區(qū)陸面蒸散精確標(biāo)定問題，提升了農(nóng)田耗水遙感定量監(jiān)測精度。

3 新時(shí)代水利科技創(chuàng)新需求與展望

目前我院水利科技事業(yè)雖然取得一定成績，但對于適應(yīng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和推進(jìn)水治理能力現(xiàn)代化，仍存在一定差距。新疆作為一個(gè)邊遠(yuǎn)貧困且水資源極為缺乏的地區(qū)，科研技術(shù)、科研能力、科研經(jīng)費(fèi)及人力資源等方面均為局限因素，在水利先進(jìn)技術(shù)的調(diào)查、了解、儲(chǔ)備、開發(fā)、引進(jìn)和推廣方面還有待于加強(qiáng)和提升。

3.1 向新的治水理念上轉(zhuǎn)變

水利科研工作除了繼續(xù)為流域水資源開發(fā)利用提供科技服務(wù)外，更多地需要向國家新的治水戰(zhàn)略理念上轉(zhuǎn)變，繼續(xù)加大科研投入力度，加強(qiáng)科技基礎(chǔ)條件建設(shè)和創(chuàng)新。針對水利工程建設(shè)中存在的疑點(diǎn)、難點(diǎn)、熱點(diǎn)等問題，及時(shí)與工程建設(shè)同步開展科研工作，堅(jiān)持科研攻關(guān)與成果應(yīng)用相統(tǒng)一。依托新疆水利重大項(xiàng)目和重點(diǎn)工程，加大先進(jìn)實(shí)用技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)力度，努力提升科研創(chuàng)新能力，取得相應(yīng)的科研成果。

3.2 結(jié)合水利現(xiàn)代化建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)和任務(wù)，著力強(qiáng)化科技創(chuàng)新和成果推廣轉(zhuǎn)化

有計(jì)劃、有目標(biāo)地對先進(jìn)實(shí)用、能產(chǎn)生較大效益的水利科技成果進(jìn)行轉(zhuǎn)化與推廣，把現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)融入到傳統(tǒng)水利中，進(jìn)一步提升水利科技含量，使水利科技實(shí)體逐步成為技術(shù)創(chuàng)新的主體，不斷開拓創(chuàng)新，推動(dòng)先進(jìn)技術(shù)在水利項(xiàng)目中取得良好示范效果。

“十三五”是我國全面建成小康社會(huì)的決勝階段，水利投資規(guī)模持續(xù)穩(wěn)定增加，對水利工程建設(shè)質(zhì)量和科技支撐的要求不斷提高，對水利先進(jìn)實(shí)用技術(shù)的需求不斷加大，還需要對當(dāng)前熱點(diǎn)討論的水資源、水環(huán)境、水生態(tài)保護(hù)等問題提供科技支撐，進(jìn)一步提高科技進(jìn)步的貢獻(xiàn)力，增強(qiáng)水利科技核心競爭力。

4 結(jié)語

為推動(dòng)新疆科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)社會(huì)長治久安提供有力保證?？偨Y(jié)了新疆科技創(chuàng)新現(xiàn)有的科研成果及存在問題，但受學(xué)識(shí)所限，愿與同行們進(jìn)行交流，也為新疆水利科技創(chuàng)新工作提供參考和借鑒。