【正文】 大禹水利科學(xué)技術(shù)獎推薦書 （ 2020 年度） 本文檔由【 中文 word 文檔庫 】 提供，轉(zhuǎn)載分發(fā)敬請保留本信息； 中文 word 文檔庫 免費(fèi)提供海量范文、教育、學(xué)習(xí)、政策、報告和經(jīng)濟(jì)類 word 文檔。 a href=39。 文檔 /a 一、項目基本情況 序號： 編號： 項目名稱 黃河流域水平衡關(guān)鍵技術(shù)研究 主要完成人 阮本清 張仁鐸 李會安 楊金忠 韓宇平 王修貴 張春玲 蔣任飛 王成麗 蔣曉輝 沈榮開 許鳳冉 解建倉 王曉紅 徐美 主要完成單位 中國水利水電科學(xué)研究院、武漢大學(xué)、黃河水利科學(xué)研究院、黃河勘測規(guī)劃設(shè)計有限公司、華北水利水電學(xué)院 、 西安理工大學(xué)、黃河水利委員會供水局 推薦 單位 (蓋章 ) 中國水利水電科學(xué)研究院 主 題 詞 黃河流域；水平衡；關(guān)鍵技術(shù)；灌區(qū)；補(bǔ)水；調(diào)水 所屬類別 (單選 ) ■ 基礎(chǔ)及應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用研究 □技術(shù)開發(fā)與發(fā)明 □先進(jìn)科學(xué)技術(shù)應(yīng)用推廣 □其它科學(xué)技術(shù) 所屬專業(yè)分類 水文水資源 農(nóng)田水利 水利經(jīng)濟(jì) 任務(wù)來源 A． 國家計劃 √ B．部、委 C．省、市、自治區(qū) √ D．基金資助 E．其他單位委托 F．中外合作 G．自選 H．其它 計劃（合同） 名稱和編號 國家自 然科學(xué)基金重點(diǎn)項目（項目編號： 50239090） 水利部科技創(chuàng)新項目（項目編號： SCXC202008） 黃河水利委員會委托項目 項目起止時間 起始： 2020 年 1 月 1 日 完成： 2020 年 12 月 31 日 二、項 目 簡 介 項目名稱： 黃河流域水平衡關(guān)鍵技術(shù)研究 （項目所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、主要內(nèi)容、特點(diǎn)及應(yīng)用推廣情況） ? 所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域： 本項目依托國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目（ 50239090）、水利部科技創(chuàng)新項目（ SCXC202008）、黃河水利委員會委托項目對黃河流域水平衡的有關(guān)問題和 關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，屬于規(guī)律機(jī)制探索和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。 研究領(lǐng)域：水文水資源、節(jié)水農(nóng)業(yè)、水利經(jīng)濟(jì) ? 主要內(nèi)容： 1）選擇黃河流域的典型灌區(qū) —— 寧蒙河套灌區(qū)作為研究對象，根據(jù)寧蒙灌區(qū)的用水（包括生態(tài)用水）特點(diǎn)，通過典型調(diào)查和試驗(yàn)觀測，突破傳統(tǒng)思路，創(chuàng)新研究灌區(qū)尺度上的水量平衡、轉(zhuǎn)化、運(yùn)移、分配的過程和機(jī)制，研究大型灌區(qū)區(qū)域參數(shù)和變量的時空變異特性，定量研究區(qū)域水平衡要素間的相互制約和轉(zhuǎn)化關(guān)系，揭示人類活動影響下引黃灌區(qū)耗水規(guī)律和水平衡機(jī)制，完善現(xiàn)有水平衡計算方法，為黃河水資源 的可持續(xù)利用和科學(xué) 管理提供技術(shù)支 撐，使有限的水資源發(fā)揮更大的經(jīng)濟(jì) 、社會 和生態(tài) 效益。 2）在南水北調(diào)中線工程總體規(guī)劃的基礎(chǔ)上，綜合分析水源區(qū)和受水區(qū)水資源的時空分布格局及變化規(guī)律，以及受水區(qū)工業(yè)、生活和環(huán)境等需水過程，利用水量調(diào)配模擬系統(tǒng)進(jìn)行長系列分析，提出各規(guī)劃水平年向黃河相機(jī)補(bǔ)水的多年平均水量、汛期和非汛期水量的推薦方案，為政府決策部門提供決策依據(jù)。 3）從公平、公正、效率的原則出發(fā)，運(yùn)用社會主義市場經(jīng)濟(jì)規(guī)律，通過對黃河水資源特征、分配方式、應(yīng)急調(diào)水對各方面的利害影響、補(bǔ)償機(jī)制的機(jī)理、補(bǔ)償手段及方式等關(guān)鍵問題的研究，探討建立和維護(hù)黃河合 理調(diào)水補(bǔ)償機(jī)制機(jī)理， 建立黃河應(yīng)急調(diào)水損益與補(bǔ)償仿真測算模型，健全和完善黃河水資源統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理制度。旨在利用經(jīng)濟(jì)杠桿的調(diào)控作用，促進(jìn)水資源的高效利用、節(jié)約用水和保護(hù)水環(huán)境，促進(jìn)黃河上、中、下游協(xié)調(diào)發(fā)展。 ? 特點(diǎn)： 項目采用產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的方式組織展開研究，結(jié)合現(xiàn)場試驗(yàn)、室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值模擬與 3S 技術(shù)等手段，探索 解決 黃河流域的耗水、用水規(guī)律和水平衡機(jī)制 的若干關(guān)鍵技術(shù)問題，成果對于提高水循環(huán)與平衡機(jī)制的研究水平 具有重要 理論意義 ， 對黃河流域不同尺度的水循環(huán)研究具有重要參考價值。 對科學(xué)確定流域水資源承載能力，合理調(diào)整流 域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)黃河水資源統(tǒng)一管理，有效配置和高效利用有限的黃河水資源具有重要現(xiàn)實(shí)意義。 ? 應(yīng)用推廣情況： 2020 年以來，研究成果進(jìn)入了應(yīng)用期，本項目成果分別提交給黃河水利委員會水文局、 黃河水利委員會規(guī)劃計劃局 、黃河水利委員會財務(wù)局、黃河水利委員會水資源管理與調(diào)度局、寧夏水利廳、寧夏水利廳灌溉管理局、內(nèi)蒙古水利廳、內(nèi)蒙河套灌區(qū)管理總局等單位進(jìn)行 參考 使用 。經(jīng)過近幾年的實(shí)踐，這批研究成果得到了成功的應(yīng)用，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)環(huán)境效益。在項目研究期間和研究任務(wù)完成后，項目組分別通過不同的方式對項目研究成 果進(jìn)行了推廣，通過會議宣講、出版專著、發(fā)表論文等方式使得該成果產(chǎn)生了廣泛的影響，研究成果被 多次引用。隨著研究的深入和社會需求的增加，本研究成果未來仍具有良好的推廣應(yīng)用前景。 （限 1200 個漢字） 三、詳 細(xì) 內(nèi) 容 立項背景（相關(guān)科學(xué)技術(shù)狀況及其存在問題）： 黃河流域在水資源短缺的同時，由于流域 大型灌區(qū) 耗水結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，使得至今仍存在著耗水機(jī)理不清、水平衡機(jī)制不明等問題，給水資源管理帶來了很大的不確定性。國內(nèi)外 學(xué)者們 對此 開展過大量研究，但受各種條件限制，以往的研究大多側(cè)重于農(nóng)業(yè)用水，而對生態(tài)用水研究較少；側(cè)重于點(diǎn)的研究，而對水平衡要素的面上分異規(guī)律研究較少。南水北調(diào)是構(gòu)筑我國黃淮海流域乃至整個北方地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的水資源保障體系的有效途徑，由于存在著受水區(qū)和水源區(qū)的不同豐枯遭遇， 需要對 南水北調(diào)中線工程向黃河相機(jī)補(bǔ)水 方案進(jìn)行研究 。黃河流域的水資源還擔(dān)負(fù)著北方一些地區(qū)的應(yīng)急供水任務(wù)，需要研究應(yīng)急調(diào)水中黃河水資源效益的轉(zhuǎn)移情形，探索調(diào)水受益區(qū)向調(diào)水區(qū)實(shí)施補(bǔ)償?shù)挠行Т胧? 本項目 針對上述問題開展深入研究，分析 了 引黃灌區(qū)耗 水規(guī)律，提出了 基于整個供用水系統(tǒng)水量平衡的區(qū)域尺度耗水量計算方法 。 同時 ，研究了 南水北調(diào)工程對黃河的相機(jī)補(bǔ)水、黃河外調(diào)水的補(bǔ)償機(jī)制 。通過本研究可以提高引黃灌區(qū)水平衡研究水平，促進(jìn)區(qū)域尺度的水循環(huán)研究，具有重要的理論研究意義。成果對 實(shí)現(xiàn)黃河水資源的可持續(xù)利用 ， 支撐流域經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的生產(chǎn)應(yīng)用前景 。 （限 500 個漢字） 詳細(xì)科學(xué)技術(shù)內(nèi)容（總體思路、技術(shù)方案、實(shí)施效果） ： （一） 總體思路 通過研究寧蒙河套灌區(qū)的水平衡機(jī)制和耗水機(jī)理、南水北調(diào)中線向黃河相機(jī)補(bǔ)水、黃河應(yīng)急調(diào)水補(bǔ)償機(jī)制等黃河重大問題，對黃河流域水平衡相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究，揭示黃河流域的耗水、用水規(guī)律和水平衡機(jī)制，為加強(qiáng)黃河水資源 的 統(tǒng)一管理、有效配置和高效利用提供科學(xué)的技術(shù)支撐。 寧蒙河套灌區(qū)的水平衡機(jī)制研究思路： 通過對寧蒙河套灌區(qū)水資源系統(tǒng)水均衡要素及其影響因素的實(shí)地調(diào)查，結(jié)合對有關(guān)參數(shù)的實(shí)驗(yàn)觀測，研究灌區(qū)尺度上的水的平衡、轉(zhuǎn)化、運(yùn)移、分配過程和機(jī)制，定量分析區(qū)域水的均衡要素間相互制約和轉(zhuǎn)化關(guān)系，研 究大型灌區(qū)尺度水均衡參數(shù)和變量的時空變異特性，揭示人類活動影響下引黃灌區(qū)耗水機(jī)理和水平衡機(jī)制。 南水北調(diào)中線工程向黃河相機(jī)補(bǔ)水研究思路：在不改變丹江口水庫及引水渠道工程規(guī)模、首先保證中線受水區(qū)用水需求的條件下，按照豐枯互補(bǔ)、高效利用的原則，將中線補(bǔ)水量與黃河水資源聯(lián)合運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置，以緩解黃河下游河道斷流和泥沙淤積的形勢。 黃河流域合理調(diào)水補(bǔ)償機(jī)制研究思路：從水資源系統(tǒng)工程的角度，綜合考慮用水要求、水庫運(yùn)用方式、水電系統(tǒng)運(yùn)行狀況、灌區(qū)引水等多個因素，建立水電站發(fā)電損失、灌區(qū)農(nóng)業(yè)損失等計算模型，對 應(yīng)急調(diào)水給各方帶來的具體影響進(jìn)行分析計算。探討應(yīng)急調(diào)水經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償機(jī)制的理論基礎(chǔ) ，建立應(yīng)急調(diào)水損失與效益評價計算仿真模型體系 ， 合理確定應(yīng)急調(diào)水損失補(bǔ)償量與補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn) ， 提出實(shí)施應(yīng)急調(diào)水補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)問題與政策建議。 （二） 技術(shù)方案 項目研究從規(guī)律探索 —— 模擬調(diào)控 —— 管理政策建議逐步開展，選擇黃河流域的典型區(qū)域就流域水平衡的典型問題開展重點(diǎn)研究，采用了田間試驗(yàn) 和數(shù)值 計算、模擬仿真等技術(shù)深入研究了流域 水平衡 影響因素之間的關(guān)系，提出了完善流域水資源開發(fā)利用與科學(xué)管理決策的政策建議。主要技術(shù)內(nèi)容如下： ? 在規(guī)律探索方面： （ 1）通過對寧蒙河套灌區(qū)水資源開發(fā)利用、土地利用、植被組成等實(shí)地調(diào)查和對以往工作成果的充分挖掘整理，確定了研究區(qū)主要耗水結(jié)構(gòu)及耗水量影響因素，科學(xué)評價了研究區(qū)供用水演變規(guī)律和生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀； （ 2）利用遙感等 3S 先進(jìn)技術(shù)估測了研究區(qū)灌溉面積和種植結(jié)構(gòu)； （ 3）根據(jù)典型區(qū)的水循環(huán)特點(diǎn)和類型，研究了水平衡要素的計算方法，對關(guān)鍵水平衡參數(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)標(biāo)定，定量分析了各要素間的相互制約和轉(zhuǎn)化關(guān)系； （ 4）利用系統(tǒng)分析和時空變異理論，研究分析了灌區(qū)水平衡要素的時空變異性規(guī)律； （ 5）通過潛水蒸發(fā)的測坑試驗(yàn)，建立了非等溫條件下 潛水蒸發(fā)的數(shù)學(xué)模型，并以測坑試驗(yàn)和數(shù)值模擬試驗(yàn)為基礎(chǔ)，推求了有作物生長條件下的潛水蒸發(fā)經(jīng)驗(yàn)公式； （ 6）在收集整理南水北調(diào)中線工程水源區(qū)、受水區(qū)有關(guān)規(guī)劃設(shè)計成果和中線工程沿程受水區(qū)用水過程的基礎(chǔ)上，分析了水源區(qū)與受水區(qū)的豐枯遭遇關(guān)系； （ 7）基于水資源價值理論、水資源準(zhǔn)公共物品特性和水資源開發(fā)利用外部性理論，初步提出了應(yīng)急調(diào)水補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)學(xué)理論構(gòu)架； （ 8）利用建立的應(yīng)急調(diào)水損失與效益評價計算仿真模型體系，對設(shè)計的多種黃河流域應(yīng)急調(diào)水仿真過程進(jìn)行了相應(yīng)的損失與效益評價，并對各次應(yīng)急調(diào)水過程的益損比進(jìn)行了分析。 ? 在模擬調(diào)控方面： （ 1）分別構(gòu)建了灌區(qū)水鹽均衡集總模型、地下水流模型，以及區(qū)域溶質(zhì)運(yùn)移簡化模型，研究分析了節(jié)水灌溉對地下水的影響、灌區(qū)水鹽轉(zhuǎn)化運(yùn)移規(guī)律以及生態(tài)脆弱區(qū)的適宜節(jié)水強(qiáng)度，為寧蒙河套灌區(qū)節(jié)水規(guī)劃和節(jié)水工程設(shè)計提供了參考依據(jù)； （ 2）針對以往區(qū)域耗水量計算存在的問題，建立了基于四水轉(zhuǎn)化理論的灌區(qū)耗水量計算模型，詳細(xì)計算了典型區(qū)總耗水量和耗用的黃河水量，為黃河水資源統(tǒng)一調(diào)度提供了參考依據(jù)； （ 3）開發(fā)了基于數(shù)值模擬的河套灌區(qū)水資源合理配置模型，為灌區(qū)的水資源規(guī)劃和調(diào)度提供了參考依據(jù)； （ 4）通過對南水 北調(diào)中線工程向黃河相機(jī)補(bǔ)水量的分析和計算，為南水北調(diào)近期工程調(diào)度、黃河下游水資源調(diào)度提供了技術(shù)支持； （ 5）開發(fā)了黃河應(yīng)急調(diào)水補(bǔ)償測算的仿真模型，為合理調(diào)水和經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償提供了工程調(diào)度及補(bǔ)償測算