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环境力学与可持续发展

生态环境和自然资源是人类赖以生存的基本条件,也是社会经济发展的物质基础。第二次世界大战以来,因人口巨增,资源利用不当,导致一系列严重环境污染事件(如烟雾事件、水俣事件)发生,引起人类对环境治理的关注。20世纪80年代,因气候变暖、臭氧空洞、厄尔尼诺、土地沙漠化等各种全球性环境与灾害问题对人类构成了严重的威胁,使人们普遍认识到保护生态环境的重要性。进入21世纪,随着科技的发展,环境污染、生态破坏和资源危机等环境资源问题已经成为严重的社会问题,人们对环境的关注度也越来越高。

生态环境与灾害问题包括水土流失、草场退化、土壤沙漠化、盐碱化、沼泽化、湿地破坏、森林、湖泊面积急剧减少,城市化和工农业高度发展而引起的“三废”(废水、废气、废渣)污染、噪声污染、农药污染等环境污染,以及全球气候变化背景下的极端事件如大地震、暴雨与洪水、沙尘暴、雪灾、台风与风暴潮、滑坡和泥石流等频繁发生的灾害问题。而在解决生态环境与灾害问题时都必然要涉及到地球表面,包括大气圈、水圈、冰雪圈、土壤岩石圈、生物圈中的介质(如大气、水、溶质、气溶胶、污染物、微量气体)的动量、能量、物质输运规律等众多力学问题。力学在其发展过程中形成的分析、计算、实验相结合的学术风格,对生态环境及灾害问题中基本规律的认识具有极其重要的作用。环境力学的主要任务是研究自然界的复杂介质,揭示环境问题的机理,给出环境问题发生的临界条件,建立其分析计算方法、定量预测时空演化规律,并提出科学、合理、切实可行的应对措施。

中国幅员辽阔,人口众多,水资源紧缺,水土流失,泥沙沉积,土地沙漠化、盐碱化,环境污染严重,每年雾霾都会笼罩全国30个省(区、市),极端事件频繁发生,迫切需要对生态环境与灾害问题进行研究和治理。在此背景下,中国力学研究人员一方面瞄准经济发展、国土整治、能源开采、生态环境的治理与灾害防治中的重大问题,以及在生态环境治理重大工程项目方面的重大需求,如青海三江源生态保护、建设甘肃省国家生态安全屏障综合试验区、京津风沙源治理、全国五大湖区湖泊水环境治理;另一方面针对国际前沿与共性科学问题,如湍流流动与输运的基本理论和方法,气、液、固界面相互作用,多相、多组分、多过程耦合以及尺度效应等采用理论分析、数值模拟、试验研究等手段,发挥力学学科特长,积极开展了对生态环境与灾害问题的研究。经过30多年的努力,已在干旱半干旱区域生态环境治理与修复(土壤风蚀与水土侵蚀、荒漠化治理等),河流、河口海岸泥沙、污染物输运及其对生态环境的影响规律,城市大气污染,以及重大环境灾害(沙尘暴、热带气旋、洪水、滑坡/泥石流、全球变暖)发生机理及预测、评估、防治和控制等领域取得了突出成果,在为社会发展和经济建设中的重大工程问题决策提供科学依据、优化方案和应用基础理论等方面发挥了重要的作用,并凝聚了一大批环境力学队伍。

为了宣传在环境力学研究领域取得的成果、促进环境力学学科的发展,《科技导报》2017年第3期出版“环境力学”专题,得到了中国力学学会环境力学专业委员会的支持,该领域的多位专家学者积极响应并踊跃投稿。经过组织有关专家认真审稿,确定8篇论文在本期发表,以便更多的科研工作者了解环境力学研究的最新成果。

(责任编辑 刘志远)