我国旱区是黄河流域生态屏障、青藏高原生态屏障、黄土高原生态屏障和北方防沙带建设的重要区域，其生态安全直接影响我国生态文明建设、黄河流域生态保护和高质量发展等战略目标的实现。然而，水资源短缺与时空分布不均、生态环境脆弱、水利基础设施与清洁能源装备技术薄弱等问题突出，制约着旱区社会经济高质量发展。西安理工大学水利工程学科作为国家一级重点学科，培养了诸多西北水利类人才，参与了众多重大工程，形成了广泛的学术影响力。学科聚焦“旱区生态水利”学科品牌，通过水利水电、装备制造等多领域学科交叉，重点围绕旱区水资源利用与调控、旱区生态环境保护与修复、水工程建设与安全运维、清洁能源装备与材料4个方向开展研究，从“水资源—生态环境—社会经济”多维度、“水利工程规划设计—建设管理—安全运维”全过程提升水资源管理水平，以生态水利赋能旱区高质量发展，服务国家水网建设、黄土高原综合治理、黄河上游千万千瓦级清洁能源基地建设等，保障了我国旱区水安全、生态安全和能源安全，并在共建“一带一路”国家中推广，为全球旱区生态水利与社会经济可持续发展贡献中国智慧。

　　破解适配难题，构建“水—生态—经济”协调发展新模式

　　旱区水安全保障与高效利用是实现区域可持续发展目标的内在要求，位列联合国教科文组织国际水文计划的优先研究主题。针对变化环境下干旱传递机理和致灾机制不清的问题，揭示了旱区“水—土—气—生”互馈作用下的水文循环演化机理，突破了动态干旱长链条传递与风险评估的技术瓶颈；针对缺水流域水资源供需严重失衡的问题，提出了旱区水资源系统多维临界调控理论，给出了统筹公平与效率的水资源均衡配置方法，支撑了黄河“八七”分水方案的动态调整；针对旱区生态需水保障问题，在额尔齐斯河、塔里木河、黄河开展了生态调度理论研究与工程实践，创建了旱区“水—沙—电—生态”多要素、多过程、多尺度、多目标耦合的生态调度理论，研发了大尺度生态调度与保护修复技术体系，提出了七库一干联合调度、三次脉冲、漓漫灌溉、多尺度耦合的生态调度方案，保障了230万亩河谷林草的生态需水，显著改善了野生鱼类的生态环境；针对旱区生态环境需水调控问题，创建了优化人工绿洲与天然绿洲结构的“水—生态—经济”协调发展新模式，提出了农业高效节水、地下水合理开发、灌区水盐调控等绿洲综合水循环高效调控技术，为旱区生态规划、和谐流域构建、绿色农业发展提供了科学依据。

　　系统治理赋能，推动生态治理从“单一修复”向“系统性调控”转变

　　旱区水土保持、水环境治理、水生态安全对全球生态平衡和环境保护至关重要。西安理工大学水利工程学科针对流域水沙模拟精度低、生态工程易损毁、生态退化等难题，创建了侵蚀能量理论，研发了多时空尺度的集合式流域水土流失预报模型，实现了流域“水—能—沙”的高精度模拟；构建了生态动力学耦合模型，揭示泥沙与生源要素耦合生态效应，形成“上游水源涵养—中游水土治理—下游生态调控”分区修复模式，研发出大中型淤地坝规划设计和建造关键技术，指导建成5600余座淤地坝，创新了“拦蓄天上水、补给地下水、利用坝中水”的淤地坝系雨洪调蓄利用技术，形成了“水—能—粮—生”融合系统，每年可多利用15亿—20亿立方米的雨洪资源；研发了“成土持水—灌溉节水—耕作保水”联合节水技术，发展补充灌溉1000万亩以上，推动生态治理从“单一修复”向“系统性调控”转变，支撑黄河流域生态保护和国家水源地水质稳定在Ⅱ类以上，主持世行贷款黄河流域生态保护修复结果导向型项目，为全球旱区生态治理提供中国解决方案。

　　突破技术瓶颈，筑牢旱区水工程安全屏障

　　旱区水工程建设面临黄土易湿陷、地质条件复杂、防渗要求高等突出问题。西安理工大学建立了黄土动力学、水工沥青防渗、隧洞围岩稳定等理论技术体系。

　　在黄土动力学方面，编著了我国《土动力学》理论教材，建立了饱和砂土瞬态极限平衡理论和非饱和土有效应力计算公式，揭示了黄土结构性与湿陷性、屈服演变性和水—力耦合效应之间的内在联系，提出了以“综合结构势”为变量的非饱和结构性黄土力学本构模型，为旱区水工程建设与运维奠定了坚实的理论基础。

　　在水工沥青防渗方面，提出了沥青混凝土防渗优化设计理论，研发了六代沥青混凝土“试验—施工—检测”成套装备，主持修建了沥青混凝土面板坝（陕西正岔水库），代表我国主编了水工沥青防渗国际标准（国际大坝委员会179号公报），引领了国际水工沥青防渗技术的发展。

　　在隧洞围岩稳定方面，自主研发了隧洞围岩支护结构智能设计系统和国内外首台岩石力学参数现场旋切触探仪等系列实验设备，提出了快速定量的隧道稳定性评价方法，构建了面向隧洞现场施工设计的“量化分析、实时响应、智能支护”理论技术体系，支撑了旱区100余项重大隧洞工程的建设与安全运维。

　　全链条创新，驱动清洁能源战略转型升级

　　西安理工大学水利工程学科针对水电装备水力设计、电网多尺度协同控制、储能能量密度与安全性协同提升等难题，突破新型电力系统“发电侧、供电侧、储能侧”多要素协同优化技术壁垒，为旱区经济社会发展提供了稳定的绿色能源支撑。在发电侧，创建了水力机械全三维反问题设计方法，攻克了水轮机压力脉动控制和空化抑制难题，技术成果应用于白鹤滩水电站、大藤峡水利枢纽工程等一批标志性重大水电工程，助力大国重器自主研发，研发的水轮机出口俄罗斯、阿根廷等20余个国家；在供电侧，针对大型水电站超大容量发电、抽水蓄能发电以及特高压输电中高压开关断路器自主制造的“卡脖子”难题，开发了极端服役环境用系列超大容量（100—190kA）发电机和超特高压（110—1100kV）输配电核心控制部件，突破了水电能源利用领域自能式断路器国产化瓶颈；在储能侧，开发了高能量密度（358Wh/kg）、高倍率性能（100C稳定放电）锂/钠离子电池，建立“抽水蓄能+高密度储能电池”联用模式，解决电网调峰与应急响应难题，为新型储能系统提供核心支撑。近10年，西安理工大学水利工程学科获得国家科学技术进步奖二等奖3项。通过水利工程、先进材料、智能装备等多学科交叉优势，形成了涵盖“发电装备自主化—供电网络高可靠—储能技术多元化”的完整技术链，实现了旱区清洁能源的高效开发利用，为新型电力系统建设提供了全产业链解决方案，有力支撑国家“双碳”目标的实施。

　　（李炎隆 徐国策 陈梅 郭向明 李博）