什么是“黄河实验室”?参与建设的这4所河南高校很有发言权

近几个月来

河南省陆续成立三家省实验室

嵩山实验室

神农种业实验室

黄河实验室

建设省实验室

是为了进一步强化对高质量发展的科技支撑

河南省教育厅特邀请了

参建三家省实验室的河南高校

看他们如何书写河南高校的科技担当

今天

和厅厅一起

走进黄河实验室

郑州大学

问:

郑州大学在参与省实验室建设有哪些自身优势和任务?

郑州大学是河南省唯一的国家“双一流大学”建设高校,国家“211工程”重点建设高校,拥有30个一级学科博士学位授权点、28个博士后科研流动站。其中水利工程、环境科学与工程、土木工程、信息科学与工程、历史学、机械工程、化工能源等学科与“黄河流域生态保护与高质量发展”密切相关,工程安全与防灾、中原历史文化等为河南省优势特色学科。筹建黄河实验室,是郑州大学深入贯彻习近平总书记黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上的重要讲话精神,在奋力践行“让黄河成为造福人民的幸福河”征程上彰显科技担当的重大举措,是推动科技创新支撑国家战略和区域经济发展的前瞻性谋划。

将立足学校区位优势,主动担当作为,聚焦黄河流域生态保护和高质量发展的理论基础、科技需求和关键问题,强化组织规划、汇集创新资源、加强平台建设,积极融入黄河国家重大战略,为保护母亲河、打造幸福河贡献郑大力量。

水利科学与工程学院依托工程安全与防灾、中原历史文化等国家一流建设学科,以黄河实验室为统领,布局黄河流域水灾变防控实验室、黄河流域高性能地理计算模拟研究中心、黄河水生态科学实验场、黄河流域高质量发展中心、黄河文化及文献研究中心等创新平台,有力支撑河南省黄河实验室体系。

问:

学校是如何集中人才和资源优势来共同建设省实验室的?

一、黄河流域水灾变防控实验室

1. 基础与优势

郑州大学工程安全与防灾学科以中国工程院院士王复明教授为学术带头人,形成了方向明确、高层次人才聚集的研究团队。在基础工程水灾害致灾机理与防护方面具有国际领先地位,在地下纤维复合材料及结构性能方面具有国内领跑地位,在流域洪涝模拟与预警预 方面具有国内领先优势,创建了具有学科特色的“坝道工程医院”,先后获得国家科技进步二等奖4项、国家技术发明二等奖12项。

2. 建设内容

(1)黄河流域水灾变机理

系统研究黄河流域堤防、水库等水利工程以及路面工程、地下工程等其他基础工程的水灾变演变机理、水灾变因子识别、阈值以及风险决策理论等。

(2)水工程灾变监测与防护

基础工程设施水灾变多维探测与柔性防护理论、地下输水设施的隐患识别以及非开挖修复技术、材料与装备、地下结构工程的新型材料与安全控制技术等。

(3)水工程安全运行调控

复杂工程水灾变下水工程系统调控对供水安全的调控,多水库系统、城市防洪工程系统和城市排水系统多维调控机制、联合调度的理论、模型与方法等。

二、黄河流域高性能地理计算模拟研究中心

1. 基础与优势

国家超级计算郑州中心是国家布局的第七个国家超级计算中心,郑州大学以中国科学院高俊院士和刘嘉麒院士为带头人,国家杰青周广胜教授、周成虎等研究员为研究骨干,为黄河流域高性能地理计算模拟提供人才支撑。

2.建设内容

(1)黄河模拟器关键技术研发,形成服务“一条河”(黄河)流域生态保护高性能地理过程模拟的学科特色。

(2)开展华夏图志工程关键技术研发,形成服务一个家(老家河南)高质量发展独特地理文化的学科特色。

三、黄河水生态科学实验场

1.基础与优势

在黄河水文生态过程及安全调控方向已开展20多年的研究,承担中国工程院重大咨询项目“黄河流域生态保护和高质量发展战略研究”等国家级项目10余项,在水文生态过程模拟及演变、污染物水环境行为和人水关系优化调控研究方面处于国内先进水平,具有鲜明区域特色的流域水生态与水环境污染治理特色,获国家科技进步二等奖2项。

2.研究内容

水文生态过程观测、模拟与演变规律研究;水环境行为与生态响应机制研究;人水关系优化与生态安全调控研究

四、黄河流域高质量发展中心

1.基础与优势

依托郑州大学经济学、管理学等学科平台优势,以学部委员金碚教授领衔的研究团队,围绕黄河流域先后主持国家级项目20项,在黄河流域高质量发展监测与评价、黄河流域产业绿色化发展研究等方面具有扎实基础。

2.研究内容

黄河流域高质量发展监测与评价研究;黄河流域城市高质量发展研究;黄河流域产业绿色化发展研究

五、黄河文化及文献研究中心

1.基础与优势

近10年,以中国 会科学院学部委员刘庆柱教授为带头人,主持参与偃师二里头、渑池阳韶村等黄河文化的九大考古项目。主持承担有关历史黄河治理文献与文化传承研究的国家 科基金重大项目6项,是国内黄河治理文献研究方向最早受到国家 科重大基金资助的团队。

2.研究内容

中原地区古代 会文明化进程研究;黄河流域城市考古与保护;中华文明根系研究;黄河水利科技史研究

黄河实验室基于黄河战略,基于河南创新体系建构,一是要立足国家战略与解决河南问题,从自然生态到经济 会,凝练科学问题与目标。二是要起步于点,只要做实,就越做越好。三是既确立思想,又搭建平台,创新关键靠人。四是加强协调,不仅实验室内部形成机制,而且要流域与区域协调,逐步形成区域性的国家创新力量。

问:

对未来建设省实验有何规划?以及可能会对河南经济 会发展产生何种影响?

黄河实验室按照“国际一流、国内领先、黄河特色、郑大优势”目标,致力于解决黄河土质堤坝安全防护、流域水土协同资源调控、引黄与穿黄工程灾变防控、滨黄工程建造与维护等领域关键科技难题。实验室建设包含黄河基础理论与技术实验室、黄河水生态科学试验场和黄河足尺工程试验场三大部分,建设相关试验平台和试验模块,在滨黄基础设施工程灾变机理与灾害防控理论和技术、黄河水生态系统的水文循环及生态环境演变模拟、黄河复杂环境下大型工程足尺模拟试验和工程应用等方面开展研究,着力打造黄河流域生态保护与高质量发展学术高地,力争获批国家重大科技基础设施、国家重点实验室或国家实验室。

河南大学

问:

河南大学在参与省实验室建设有哪些自身优势和任务?

战略谋划:全国政协委员、河南大学校长宋纯鹏在2020年全国两会期间提出筹建黄河国家实验室的提案,受到国家相关部门的高度重视。在河南省黄河实验室筹建过程中,河南大学作为骨干单位参与了黄河实验室建设方案的编制工作。

“黄河学”交叉学科优势:河南大学历来重视与黄河相关的研究,以地理学、考古学、生物学、生态学、历史学、信息科学等多学科为支撑,积极推动跨学科、跨领域交叉研究,提出了“黄河学”学科概念,形成了“黄河学”交叉学科为基础的本硕博一体化创新人才培养体系。

黄河下游科学数据共享云平台

黄河研究高端平台优势:建设了省部共建作物逆境适应与改良国家重点实验室、黄河中下游数字地理技术教育部重点实验室、国家科技资源共享服务平台–黄河下游科学数据中心、教育部重点研究基地黄河文明与可持续发展研究中心、黄河文明省部共建协同创新中心、河南省时空大数据应用产业技术研究院、河南省桃花峪黄河滩涂系统野外科学观测研究站、中国历史研究院-河南大学黄河文化研究院等近20个以黄河及相关问题为研究对象的国家级和省部级平台。学校拥有用于生态地理建模、资源环境分析、作物种质改良创制、生态保护、文化传承等服务于黄河研究的科研仪器设备和软硬件设施。

黄河学综合数据库

研究优势:聚焦“流域生态系统保护修复”“水资源节约集约利用”“保护传承弘扬黄河文化”等科学任务和构建黄河大脑相关工作,通过生物学和生态学基础学科战略布局和关键节点的前移,找到适于区域特色的科技优势,持续开展黄河流域科学数据共享,构建了集数据服务与知识服务于一体的黄河流域数据共享云服务平台,建立黄河流域基础地理及生态环境、经济发展等专题数据库,在多尺度时空统计模型方法领域居国际领先地位,时空大数据、中华文明探源、环境变化与文明演进等领域处于国内领先地位,产生了一系列高质量研究成果,学术积淀深厚。先后举办了十三期“黄河学高层论坛”,初步形成了“黄河学”交叉学科的基本架构和本硕博一体化的创新人才培养体系。

技术路线

问:

学校是如何集中人才和资源优势来共同建设省实验室的?

整合学校相关科研仪器设备资源,并不断推进开放共享,拥有用于生态地理建模、资源环境分析、生态系统修复、环境与空间考古、文化遗产保护、 会经济数据库建设、时空大数据运算、遥感反演、污染物检验监测等等服务于黄河研究的科研仪器设备和软硬件设施,总价值达2.6亿元。

人才汇聚:河南省黄河实验室(河南大学)利用学校人才优势,汇聚了众多领域领军人才,形成了以孙九林院士、王家耀院士、李小建院士、王巍学部委员、王震中学部委员以及韩士杰、傅声雷、冯兆东、苗长虹、秦耀辰、丁建清等一批国家级专家牵头,中青年学者为主的人才架构。

学术合作:积极与国外相关单位开展深度合作,如与希腊爱琴大学合办国际期刊“Mediterranean Archaeology & Archaeometry”,与美国康奈尔大学、英国剑桥大学等开展多项高端外国专家项目,通过对外交流,产生了一批在国内外颇具影响力的研究成果。

问:

对未来建设省实验有何规划?以及可能会对河南经济 会发展产生何种影响?

王家耀院士

建设规划:学校将河南省黄河实验室建设纳入《河南大学“双一流”建设方案(2021-2025年)》《河南大学“十四五”事业发展和二〇三五年远景目标规划》,作为创建国家科技创新高地的重点建设平台之一,在资金、政策、人才等方面给予重点支持,积极推动河南省黄河实验室建设发展。

对河南经济 会发展的影响:河南省黄河实验室(河南大学)的建设,将有利于提出生态屏障功能最优化方案,厘清流域生物多样性和重大有害生物的变化规律,提出引领生态保护领域的技术创新,产生生物节水技术、景观格局和廊道的优化配置技术、“水-土-气”环境综合治理与生态修复技术、陆地生态系统保护与修复的基础理论与关键技术等技术突破,形成服务黄河流域生态保护和高质量发展国家重大战略的科技创新平台,打造黄河治理保护集智引擎,树立黄河文化保护传承弘扬标杆,解决黄河流域生态系统保护、环境污染治理、城市群都市圈发展、文化遗产保护与利用等重大理论和技术难题,成为支撑黄河流域永续生态重构与高质量发展的重要科技力量。

华北水利水电大学

问:

华北水利水电大学在参与省实验室建设有哪些自身优势和任务?

华北水利水电大学缘水而生、因水而存、籍水而兴,是新中国兴办的第一所水利院校,自1951年创建以来,始终坚持和发扬“情系水利,自强不息”的办学精神,坚持服务国家水利水电事业和区域经济 会发展。拥有水利工程、农业工程、环境工程和地质工程等河南省重点学科,水利工程是河南培育高校“双一流”创建的11个学科之一,拥有黄河流域水资源高效利用省部共建协同创新中心、河南省水环境模拟与治理重点实验室、河南省地质环境智能监测与灾害防控重点实验室、河南省农业水资源高效利用及防灾减灾国际联合实验室等26个省部级以上研究平台,现有科研用房及试验场地46870m2,大型仪器设备218台(套),设备总值3.05亿元。其中,水环境模拟与治理实验室、水利水运与治河实验室和农业高效用水实验室已成为国内规模最大、功能最全的水资源利用与水环境模拟、水力学与河工模型、农业安全用水的实验平台。学校现有教职工2500余人,其中,具有高级职称教师800余人、具有博士学位教师900余人;双聘院士、国家百千万人才工程入选者、全国模范教师等国家级人才及河南省优秀专家、学术技术带头人、教学名师、模范教师和优秀教师等省级人才80余人,享受国务院特殊津贴专家26人。

学校在黄河流域水循环模拟与调控、黄河流域农业水资源高效利用、黄河流域水环境和水生态演化机理与调控、黄河流域智慧监管等领域方面取得大量优势成果。如承担了“那曲流域水源解析及气候变化的响应”、“黄河河口湿地生态水文过程耦合作用机理及模拟方法研究”、“虚拟水转化运移驱动机制与调控研究”、“农业水足迹对气候变化的响应机理与评估研究”、“基于多源数据的湿地生态系统水热通量传输机理研究”等近百项国家自然科学基金项目,承担了“京津冀水足迹核算、虚拟水流通及其驱动与调控”、“京津冀区域水循环健康监测与评价”等多项十三五重点研发计划子课题,承担了“粮食主产区地下水实时评价关键技术研究与示范”水利部“948”项目,获国家科技进步二等奖2项,省部级科技进步奖30余项。

郑州轻工业大学

问:

郑州轻工业大学在参与省实验室建设有哪些自身优势和任务?

优势:

郑州轻工业大学建有河南省在环境保护领域唯一的省级协同创新中心—“环境污染治理与生态修复河南省协同创新中心”,以及河南省大数据分析技术国际联合实验室、河南省公共安全数据融合与智能服务工程技术研究中心等省部级平台。近年来,在新型科研平台的建设与管理、机制体制的改革与创新、高层次人才团队汇聚与建设、重大关键科学问题的解决与创新等方面积累了丰富的经验。主持完成国家重大水专项、生态环境部“一市一策”等国家、省部级重大项目,取得了“贾鲁河流域生态修复示范化工程”等一批重大科技成果。

学校在水环境与生态修复、河道净化与水资源保护、大数据分析与数字孪生、公共安全数据智能服务等研究领域与黄河实验室的六大主要科研任务高度契合,将对黄河实验室提供科学-技术-产业-应用的全链条支撑。

建设任务:

1.机制创新方面:楼阳生同志指出,组建黄河实验室是落实重大国家战略的先遣之举,是加快经济转型升级的必由之路,是推动河南科技创新的重大举措,是探索体制机制创新的必然选择。黄河实验室定位于省级一流创新平台和国家创新高地,探索体制机制创新是实验室建设的首要任务。郑州轻工业大学作为2个省级协同创新中心的牵头建设单位,在“跨地区、跨部门、跨学科、跨领域”的新型科研平台和创新团队的建设和管理上,构建了科学灵活的管理机制和运行模式,探索出了具有轻大特色的协同创新新模式,将为黄河实验室在机制体制及运行管理、人事管理及人才引进、科研管理及资源配置等方面提供有益的参考和借鉴。

问:

学校是如何集中人才和资源优势来共同建设省实验室的?

1.建立项目导向的人才管理激励机制,汇聚一流团队

主动对接黄河实验室的主要科学任务和建设期重点项目,坚持项目导向,打破学科、院系界限,实行“PI制”,建立以项目为纽带的新兴科研组织方式。对“高精尖缺”高层次人才,采取“一人一策”的引进方式,注重强化引育结合,带动、培养一批国内一流的科技领军人才,打造“一流创新生态”,建设一流创新团队。

2.优化项目导向的资源配置方式,建设一流创新特区

结合团队的项目研究需要,优化整合校内科研基础设施,打破设备、场地等单位使用归属,建立“按需调配、统一管理、强化绩效”的资源配置模式。对急需必需资源条件,按照特事特办、避免分散重复的原则,充分支持尊重项目团队的意见,赋予项目团队更多的自主权、决策权和管理权,破除制约科技创新的制度藩篱,集中优势资源,建设“一流创新特区”,创建国家创新高地。

拓展阅读

黄河实验室来了,我们的幸福河近了

10月20日,黄河实验室揭牌成立。这是继嵩山实验室、神农种业实验室之后,河南第三家省实验室。河南建设国家创新高地,国家实验室“预备队”再添新军。让黄河成为造福人民的幸福河,黄河实验室将成为重要科技支撑平台。

黄河是中华民族的母亲河和坚定文化自信的重要根基,黄河流域是我国重要的生态屏障和经济地带,保护黄河是事关中华民族伟大复兴和永续发展的千秋大计。

2019年9月,在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上,习近平总书记提出要共同抓好大保护,协同推进大治理,着力加强生态保护治理、保障黄河长治久安、促进全流域高质量发展,并发出“让黄河成为造福人民的幸福河”的 召。前不久,《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》发布,为全面建设现代化河南,谱写新时代中原更加出彩的绚丽篇章,提供了重大历史机遇。

新中国治黄成就是基础

黄河是世界上泥沙含量最高、治理难度最大、水害严重的河流之一。素来善淤、善决、善徙的黄河,在塑造形成沃野千里的华北大平原的同时,也给沿岸人民带来深重灾难。千百年来,历朝历代始终在同黄河水旱灾害作斗争。沿黄人民对安宁幸福生活的夙愿一直难以实现。

新中国成立后,从毛泽东同志“要把黄河的事情办好”到习近平总书记“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”的治水思路,黄河治理实现了从被动到主动的历史性转变,创造了黄河岁岁安澜的历史奇迹。

黄河复杂难治,症结在于水少沙多。巨量的泥沙来自黄土高原,脆弱的生态环境、严重的水土流失,成为黄河泥沙为患的重要原因。

70多年来,从河源区的生态修复,到黄土高原的水土保持,再到下游的河道整治,全流域系统治理紧紧抓住水沙关系调节这个“牛鼻子”,水沙治理取得显著成效,防洪减灾体系基本建成。

“通过调水调沙、下游河道整治、标准化堤防等方面的建设,黄河治理和保护实现了跨越式发展,‘堤防不决口、河道不断流、污染不超标、河床不抬高’的目标正在逐步实现。”黄河水利科学院副院长江恩慧表示。

攻关黄河治理六大科技难点

确保黄河安澜,保护好黄河生态,黄河才能够成为造福人民的幸福河。

中国科学院院士、清华大学副校长、黄河实验室学术委员会主任王光谦提出,黄河实验室聚焦黄河水沙协调与悬河治理、双碳目标下的能源研究与示范、双碳目标下的生态文明示范、山水林田湖草沙综合治理、智慧黄河示范应用、新时代黄河治理战略研究等六大科学任务。

当前,黄河水沙形势依然复杂,下游泥沙淤积、河道摆动、“地上悬河”等问题尚未彻底解决,气候变化和极端天气引发超标准洪水的风险依然存在。水沙协调与悬河治理方面,应科学决策、久久为功。

在双碳目标下的能源研究与示范方面,黄河流域风、光、热、土地资源丰富,充分利用优势资源,建设黄河流域绿色能源基地,迈向零碳能源。

在双碳目标下的生态文明示范方面,践行习近平生态文明思想,以黄河流域为整体开展生态环境保护治理和生态碳汇技术研究。用“两山”理论推动乡村振兴,把碳中和纳入农林牧生态文明建设整体布局,开展综合示范。

在山水林田湖草沙综合治理方面,针对源区生态保护、中游水土保持和滩区生态修复,建立生态补偿机制,大力发展绿色经济:上中游打造光伏农牧业一体化产业,推进土地高质量发展,助力乡村振兴;黄河滩区发展风、光绿色能源,发展滩区林草生态碳汇,以碳交易为机遇增进滩区人民幸福。针对城市遇灾脆弱、能耗和碳排放高等问题,构建“山水林田湖草沙+城”的新发展格局,增强人民安全感。

在智慧黄河示范应用方面,放眼全球看黄河,考虑多圈层相互作用,考虑碳圈和气候变化,以行星尺度多圈层大数据模型研究带动黄河水沙中长期预测的突破。在流域应用层面,建设黄河大脑和智慧黄河数字孪生,为水资源调度、极端天气监测预警与应急除险等提供科技支撑。

聚焦黄河文化,保障长久安澜,集自然、人文、科学、科技、工程为一体,考虑政治、经济、 会、补等方面的综合效益,开展黄河治理战略研究。

以人才为中心创新体制机制

黄河实验室由黄河水利科学研究院、郑州大学、清华大学等高水平科研单位联合共建,设立学科集群,以重大科研任务为纽带,组建“核心+协同”团队,联合攻关、实现突破。

坚持以人才为中心,创新体制机制是关键。在中央人才工作会议上,习近平总书记提出,一些高层次人才集中的中心城市要着力建设吸引和集聚人才的平台。为此,王光谦特意强调,“破除一切制约科技创新的思想障碍和制度藩篱,黄河实验室要为黄河和河南引全国乃至全球之智,引进、培养、用好战略科技人才、科技领军人才和创新团队。”

我们经常说的“卡脖子”技术,就是因为基础研究支撑不够,导致瓶颈技术难以突破。黄河实验室要向基础研究和战略研究倾斜,通过实施“揭榜挂帅”“赛马制”“PI制”等新兴科研组织方式,行政与科研分离,释放创新活力;建立新型项目立项与组织机制,凝练“一流课题”;建立项目导向的人事管理和激励机制,组建“一流团队”;探索灵活合规的经费管理制度,赋予实验室独立经费使用权;建立创新链、产业链、价值链对接机制,打造“一流创新生态”。

久久为功,方能善作善成。紧跟科技创新的步伐,与时代同频共振,黄河实验室定能在建设国家创新高地方面有所突破,为建设造福人民的幸福河贡献科技力量。

统筹 | 朱荣玉

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