背景情况

　　水资源缺乏是一个全球性问题，据联合国世界水资源开发报告数据显示，水资源的不合理开发利用已使得河流、湖泊、湿地等水生态系统发生了深刻变化。世界各国不同程度地出现了河道断流、湖泊和湿地萎缩、地下水水位下降、土地沙化、水土流失加剧、生物多样性减少等水生态问题。当前，世界各国已充分认识到生态系统在保持水量和水质方面的关键作用，水生态安全问题也因此纳入了联合国可持续发展目标，可持续发展目标6.6明确提出，要保护和恢复与水有关的生态系统，包括山地、森林、湿地、河流、地下含水层和湖泊。目标7提出，要确保人人获得负担得起的、可靠和可持续的现代能源。目标15提出，要保护、恢复和促进可持续利用陆地生态系统,可持续管理森林,防治荒漠化,制止和扭转土地退化,遏制生物多样性的丧失。其中，目标15.1明确提出，要保护、恢复和可持续利用陆地和内陆的淡水生态系统及其服务。

母子走过贫民区的污水沟（图片来源：2019年联合国水发展报告）

　　随着经济社会高速发展，水资源短缺、水生态损害、水环境污染日趋严峻，中国治水的主要矛盾发生了深刻变化。党中央、国务院对节水工作高度重视。习近平总书记提出“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”新时期十六字治水方针，坚持山水林田湖草是一个生命共同体，强调要用系统思维统筹山水林田湖草治理。党的十八大将生态文明建设纳入了“五位一体”总体布局，十九大将“坚持人与自然和谐共生”作为新时代坚持和发展中国特色社会主义的基本方略之一。站在中国发展新的历史起点上，坚持人与自然和谐共生，不断强化水生态文明建设，已成为今后水利工作的重中之重。

　　水科助力全球水生态目标

　　多年来，中国水科院在传统水资源学科基础上组建了以流域水环境与生态学为学科方向的研究团队，通过不懈努力，在水生态过程演变机理研究、河湖健康评估与水生态保护修复技术、流域水生态模型开发及应用等领域取得了大量创新成果，在流域水环境治理与水生态系统健康保护方面发挥了重要的作用，并努力打造山水林田湖草和谐健康的生态系统，关注和保护生态系统中的每个环节、每个要素，不让大自然的任何一员掉队！

　　01水生态过程演变机理研究

　　建立了生态水文过程变异与河湖生态响应机制。针对三峡水库蓄水以来的水环境和水生态演化趋势，通过对三峡水库逐渐进入175m水位运用阶段后水文水动力情势的变化特征研究与水环境跟踪监测，揭示了超大型水库生态环境演化的湖沼化过程，基本厘清了大型水库蓄水运行初期的水环境演变特征与趋势，为全面控制库区富营养化提供了理论基础。

　　河湖生态系统调查

　　进一步明确了长江上中游典型鱼类繁殖的生态水文需求。依托国家科技支撑项目，以长江上中游四大家鱼和中华鲟为研究对象，研究了典型鱼类繁殖规模与非生物因子相关关系，得出了四大家鱼和中华鲟繁殖的水文需求，分析了鱼类关键生境（产卵场、索饵场）和地形地貌、水动力特征之间的关系。

　　02河湖健康评估与水生态保护修复技术

　　开展了河湖健康评估。自2010年开始，依托水利部全国重要河湖健康评估项目，提出了适合我国河湖特征的河湖健康指标体系与标准，编制了《全国重要河湖健康评估（试点）工作大纲》、《河流健康评估指标、标准与方法（试点工作用）》。截止2016年底，在松花江干流、永定河、黄河干流、淮河干流、汉江及桂江等 18 条河流，鄱阳湖、洞庭湖等 10 个湖泊，丹江口水库、小浪底水库等 8 座水库，共计36个河湖水体开展了评估工作，基本形成全国河湖健康定期评价制度，编制了《河湖健康评估技术导则》。

　　北京市河流健康评价报告卡

　　研发了河湖水系生态连通技术。依托水利行业专项等项目，形成了水文-地貌-生物连通性生态调查和连通性分析技术，开发了水量-水质-生态耦合分析模型技术，提出了水系生态连通规划效果后评估技术等五大技术体系，并在珠江流域、江苏省扬州市、山东省等不同区域示范点进行了示范应用，形成了典型区河湖水系连通规划技术准则。

　　研发了生态流量确定技术。针对生态流量计算方法繁多而环境保护目标及水量需求不明确的困局，构建了生态流量管理分区、环境保护目标分类、不同水期及水平年分期和执行程度预警分级的“四分”生态流量标准计算方法，解决了响应河流生态过程的生态流量底线难以科学确定的问题。以生态流量标准保障为导向，制定了适用于高度人工调控河流的生态流量管理核定方案，并将多准则的生态流量方案体系有机融入水资源日常管理工作，实现流域上下游协调与“生产、生活、生态”用水基本协调。

　　研发了水生态修复技术。提出并推广了河道内并联水路多级强化水质净化生态技术；从湖区水位调控、自然保护区管理、替代生境营造、流域水环境综合治理、鱼类及其洄游通道建设等方面提出了湖泊保护和修复的具体措施；结合全国水生态系统保护与修复试点及水生态文明城市试点的建设，编制了《河湖生态保护与修复规划技术导则》（SL709-2015），规定了河湖生态保护与修复工程建设的总体框架、主要措施、主要指标和验收管理办法。

相关书籍出版

　　03流域水生态模型开发及应用

　　开发了湖库生态动力学模型。基于三峡水库水环境与富营养化过程原位监测与演变机理研究，构建了多过程耦合的水库生态动力学模型，在超大型水库水生态环境演化及富营养化防控机理的科学认知方面取得进展。针对鄱阳湖水文过程与水环境过程变化的生态效应，研发了湖泊水动力学、水温、水质及富营养化模型，形成了湖泊湿地生态水文过程模拟分析系统。

　　开发了生态流量确定模型。针对水资源短缺流域生态流量确定问题，研发了面向生态流量保障、统筹考虑自然水循环与社会水循环的生态流量流域整体模型。围绕河流水污染控制和水质改善目标，在河流分质水量台账基础上，在海河北运河开发了河流分质水资源调配的水量水质联合调度模型系统。围绕生态流量保障需求，在浑太河流域研发了大型水库群及闸坝联合调度优化模型。

　　开发了鱼类生境及过鱼设施模型。建立了鱼道所在河段二维水动力学模型和鱼道进口段的三维水动力模型，建立了仿生态鱼道单元组合物理模型，评价鱼道设计方案进出口布置方式生态适宜性，提出优化建议。研发了闸门及水坝仿自然鱼道模拟系统软件及鱼类生长栖息地适宜性计算软件，精细描述鱼类游泳、徒涉及其它活动所需的水流条件，提出基于栖息地指示物的优化技术方法。

　　万水千山总是情，一草一木皆有缘。针对新时期的科技新需求，水科人将遵循“山水林田湖草生命共同体”与“水资源保护、水环境治理与水生态修复”“三水治理”的要求，在流域水生态过程演变机理、流域水生态调查评价技术与河湖健康评价标准、生态流量标准与生态调度、河湖生态修复与生态管护等方面开展系统研究，形成流域水生态保护的系列技术标准，以科学的理论和技术支撑国家的生态文明建设，为打造可持续发展的生态系统提供坚实的科技支撑和智力支持！