麻省理工学院全球创新（西安）论坛——大数据与土地工程学科的兴起国际学术交流会掠影

    9月20日，“麻省理工学院全球创新（西安）论坛——大数据与土地工程学科的兴起国际学术交流会”在西安隆重召开。省政协副主席李晓东出席开幕式并致欢迎辞，著名水利专家、原水利部副部长索丽生，美国国家工程院院士安德鲁·惠特尔，中国科学院院士傅伯杰，中国工程院院士汤中立、李佩成，国土资源部及陕西省有关方面负责人出席。

　　当天，惠特尔，傅伯杰，麻省理工学院讲席教授尤金·菲茨杰拉德，陕西省土地工程建设集团总经理韩霁昌等11位中外专家，围绕城市生态环境退化与土地工程基础理论研究、大数据助力土地工程新发展、土地利用与景观工程的水土保持、土壤复垦和城市建设中对地层移动预测与控制等主题作了发言报告。

　　土壤复垦和城市建设中对地层移动预测和控制

　　美国国家工程院院士、麻省理工学院教授 安德鲁·惠特尔

　　精确预测和控制地面运动是完成土地复垦和城市建设的基础环节。预测主要是为了解场地特点，并分析结构性行为；控制是为了提升地层，涉及到沿海地区的土地恢复、海岸污染和城市挖掘及隧道项目。数据和建模在其中起着关键的作用。

　　日本关西国际机场是围海造地工程的杰作，建设中通过实验运用数据建模，分析黏土数值和海平面上升情况，观测土壤的厚度和土壤的沉淀，对土地大范围长期沉降进行预测。

　　在隧道建设中，土壤沉积状况越来越严重，很多都是因为地下水抽取造成。土壤复垦要充分考虑到黏土的蠕变、地下设备下沉的影响和地震、飓风等其他自然灾害，改进土壤建模及预测。

　　地铁、高架桥、高速公路修建中导致土层移动，土地不同程度遭到污染，需要用尽量少的污染性质材料来处理。地层移动控制需要考虑开挖之后对周边带来的影响，为实现精确控制，要通过大量数据，把实时的建模和数据的测量进行结合，对数据进行及时更新，在建设过程中采集数据跟踪数据，用数据了解地面情况、提供预警。面临两个挑战，一是必须用很多探头监控遥感帮助完成所有对地面情况的监控，二是需要有完全能展现出现实情况的建模，且能保证数据的实时跟踪。

　　土地复垦方面可以做长期的预测，好的预测可以帮助人类避免未来可能会产生的灾难和灾害。此外还需要对于土壤结构的互相作用进行建模，可以更好地模拟出现实状况，尤其是地下隧道这种状况，我们用一些简化的模型来模拟复杂的现实状况，通过建模能够更好地缓解负面影响。

　　黄土高原土地利用和景观工程的水土保持效应

　　中国科学院院士 傅伯杰

　　黄土高原生态环境脆弱，生存条件恶劣，水资源紧缺，占全国6.7%的土地支撑了8.5%的人口。黄土的土质疏松，易于侵蚀，是黄河的主要来水区和绝大部分泥沙的来源区（黄河90%的泥沙来自中游的黄土高原），也是世界上水土流失最严重的地区。

　　20世纪80年代，黄土高原地区先后实施了水土流失综合治理和“三北”防护林建设工程。特别是1999以来实施的退耕还林还草工程，使黄土高原成为我国近10年植被恢复最显著的区域。

　　黄土高原既是黄河流域主要的水分消耗区，也是重要产水区。近年来黄土高原区域产水和侵蚀都显著减少，这是长期政策调整和区域转型发展的结果，坝库、梯田等工程措施是70年代至1990年代黄土高原产沙减少的主要原因，占54%。实施退耕还林政策以来，黄土高原成为黄河流域植被恢复最显著的区域，平均植被覆盖率从1978年25%增加至1998年29%，2010年达到46%。2000年以来林草植被措施成为土壤保持的主要贡献者，占57%。

　　黄土高原地区土地利用变化与土壤保持、碳固定具有正效应，与产水量具有负效应，生态系统服务之间的消长和权衡具有尺度依赖性，植被恢复需要与区域环境条件和水分的生态承载力相适应。特别是随着坝库等工程措施拦沙能力的逐渐下降，维持一个可持续的植被生态系统对输沙量具有更加重要的作用。因此，黄河水沙管理需要从黄土高原小流域综合治理转向全流域整体协调。