一、平台简介

 水资源高效利用与河湖湿地修复技术内蒙古自治区工程研究中心是2018年经内蒙古自治区发展和改革委员会认定批准后正式成立，依托单位内蒙古农业大学。中心以生态文明建设与生态环境保护的需要为出发点，围绕自治区水资源高效利用、河湖湿地生态修复和污染防治、生态-水文-社会经济协同健康与绿色高质量发展等方面进行系统研究，为自治区生态环境保护与生态文明建设等方面政策的制定缺乏科学依据。

 二、研究方向

 1.寒旱区水文科学与水资源高效利用技术

 通过对地表水、地下水、土壤水等水文过程，以及水文过程对生态过程影响的研究，聚焦寒旱区水文科学的核心问题，丰富寒旱区水文科学研究的内容。在此基础上对农业、工矿业和市政等其他行业水资源使用进行节水理论和技术研究，提高寒旱区水循环利用技术和水资源开发利用技术，最终实现对寒旱区水资源高效利用技术的研究。

 2.寒旱区河湖湿地演变、污染控制与修复技术

 以减轻环境污染压力、不同水体污染控制与修复为宗旨，开展寒旱区河湖湿地水环境动态监测、污废水治理与资源化利用技术研究。进行微生物、物理化学、计算机技术、环境科学与工程等学科交叉融合，建立寒旱区河湖湿地水环境智能监测系统，重点解决河湖水环境演变过程机理、低温对污废水处理效率的影响、城镇污废水高效利用模式等方面的共性关键技术问题，研发污废水低能耗、运行稳定处理工艺与污废水资源化利用技术，模拟计算再生水可利用量，为多水源合理配置提供技术支撑。

 3.寒旱区非常规水资源处理及其高效利用技术

 以寒旱区城镇再生水、集蓄雨水和大型煤田开发区疏干水为研究对象，基于野外试验与监测、收集区域遥感、地质及水文地质等数据，应用数值模拟、污水资源化、系统工程等技术，对城镇再生水和集蓄雨水的资源化技术研究，并重点开展煤炭开采过程中基于生态保护的疏干水合理利用与环境生态效应的研究，为干旱半干旱草原煤田开发区环境保护与生态修复提供技术支持与理论保证。

 三、标志性研究成果

 自2018年中心成立以来，水资源高效利用与河湖湿地修复技术内蒙古自治区工程研究中心获批纵向科研项目38项，发表论文263篇，出版专著4部，已授权发明专利4项，实用新型专利3项，进入审查阶段发明专利（发明公开）6项，软件著作权5项，培养硕士研究生67名，博士研究生46名。中心承办国内外学术会议、学术讲座、技术培训班等学术和社会活动20余次。其中标志性成果为：

 1.荒漠化地区生态水文过程与环境效应

 建立了荒漠化地区生态水文参数化技术体系，自主开发了分布式生态水文模型，突破了复杂下垫面生态水文过程双向紧密耦合的技术瓶颈，模拟精度提高15%，揭示了多因素、多层次、多尺度复杂环境对关键水文、生态过程的协同作用机制。成果被50个国家的研究小组所借鉴，入选Gordon Bonan 经典教材《Ecological Climatology》，推动了生态水文学的发展。

                          图1 多尺度关键水文生态过程参数化

 2.气候变化和干旱及其非平稳性

 首次揭示了中国地区气温突变与变暖（冷）停滞的时空变异性，明晰了气温与PDO 等区域和全球因子间的响应关系，揭示了突变与变暖停滞机制。基于树木年轮揭示了中国西风区历史水文气候变化规律。明晰了蒙古高原干旱与影响因子间的响应机理，揭示了干旱形成机制，首次建立了变化环境下水文干旱非平稳径流指数。为应对气候变化提供了依据。

                       图2 中国地区气温突变与变暖（冷）停滞的时空变异性

 3.寒区河湖湿地污染物迁移转化机理与冰水互馈动力机制

 针对寒区河湖湿地冰封期长的特征，从分子到水域尺度，摸清了水环境变化过程、冰凌热力和动力驱动过程，揭示了污染物多介质间迁移、转化归趋行为和冰冻浓缩污染物消减作用，改进了冰下水流流速分布的理论表达，弥补了污染物多介质间环境行为、冰冻浓缩水环境修复和冰凌实验验证的空白。为水生态环境修复和防凌提供了依据。

图3 冰封期冰凌热力和动力驱动过程模拟

 4.寒旱区遥感图像分割与地表特征反演的非线性降维方法

 针对寒旱区水利信息提取构建了基于机器学习和融合全局局部评价的分割算法，提出改进时间序列非线性降维和融合数据特征的分类新方法，揭示了各向异性反射对沙地植被参数反演的影响机制及生产力时空变化特征，评价了土壤盐渍化微波反演算法在灌区的适用性，成果丰富了寒旱区水利遥感理论，为区域陆面特征研究提供支持。

图4 改进时间序列非线性降维和融合数据特征分类新方法的构建与应用

 四、平台负责人

 刘廷玺 教授；联系人：郝丽娜；联系方式：hln2020@imau.edu.cn