黄土科学全国重点实验室(长安大学)研究方向与重点任务

全重室以地球系统科学理念为基础,建立黄土生态地质环境演化、水资源高效利用、重大灾害及人-地互馈与协调理论,揭示黄土地质地表过程与生态环境演变规律,保障黄河流域生态保护与高质量发展、“一带一路”、“美丽中国”等国家重大战略的顺利实施。具体分为以下研究方向

1.黄土高原圈层作用与地质安全

揭示黄土地区地质过程-地表过程-气候过程-人类活动协同演化机制及动力响应机理;建立多圈层作用下地貌演化及灾害效应协同演化模型;揭示黄土地区生态损害与地质灾害互馈机制及其环境灾害效应;厘清气候变化-地貌演化-灾害过程-人类扰动的多圈层耦合关系;形成不同场景下重大灾害事件的评估预警提升技术,构建基于人地协调的黄土生态地质安全防控体系,保障黄土高原地质安全和绿色可持续发展。

2.黄河流域水循环规律与水安全

解析全球变化背景下黄河流域大气降水-河水-地下水-湖水-库水“五水”循环变化规律及水安全保障机制,揭示地质环境、气象水文、人类活动对黄河流域水资源变化的影响机制,阐明水资源动态-经济社会供需平衡-经济生态平衡的互馈机理,构建黄河流域多目标融合协同的水安全调控模型,实现黄河流域水资源合理配置与优化调控,制定科学的黄河流域水资源开发利用和水安全保护策略。

3.黄河流域生态地质与生态安全

聚焦地质-水文-生态多过程耦合机制、人地系统互馈效应,阐明水土保持能力空间分异的地质约束机制,建立融合地质风险因子与生态退化指标的动态评价体系,研发生态修复工程地质适配性优化技术,形成“地质安全约束-生态功能提升”协同调控理论框架与技术体系,为流域水土资源优化配置、生态修复工程精准实施及灾害风险防控提供科学依据,助力 “地质基底稳固-生态廊道连通-人地系统协调”的绿色发展模式,实现生态屏障功能强化与高质量发展有机统一。

4.黄河流域人地互馈与工程安全

瞄准黄河流域人地互馈与重大工程地质安全关键科学问题,基于人-地协调理论,聚焦黄河流域重大工程地质安全,探索人地互馈与重大工程安全领域新的科学规律与韧性防控技术,揭示重大工程与地质环境互馈机制,提出重大工程全生命周期韧性调控的科学应对模式;建立重大工程地质安全保障理论与技术体系,提出人-地系统互馈机制与响应过程科学模式,为黄河流域国家重大战略高效安全实施与重大工程绿色安全建养提供理论与技术支撑。

5.黄河流域地球观测系统与智能调控

从黄土重大环境灾害隐患特征与多源观测要素关联关系入手,构建机理-数据-信息协同的黄土灾害风险智能识别和监测预警模型,提出多尺度、多要素联动的重大黄土灾害风险定量评估方法,探索“人--工程”相协调的精准韧性防控技术体系;构建大数据驱动下的应急事件智能研判机制和态势分析理论体系,形成集灾害风险智能识别、监测预警、定量预测与综合防控为一体的智能管理平台,实现黄土多尺度多灾种风险精准防控。

6.黄河流域人工智能与生态地质环境系统大模型

面向黄河流域生态地质环境系统复杂耦合、动态演化与智能治理需求,聚焦地质、水文、生态、灾害与人类活动互馈关系,构建融合领域知识、机理模型、时空数据和人工智能算法的系统大模型;发展知识表达、因果推理、情景推演、不确定性评估和策略生成方法,揭示流域生态地质环境跨尺度传导与演化机制,形成具备过程模拟、趋势预测、方案优选和辅助决策能力的智能中枢,为智慧黄河建设、生态保护修复和流域高质量发展提供理论方法与技术支撑。