流域雨洪資源高效開發(fā)利用技術(shù)及示范

王銀堂，胡慶芳*，高長勝

（水利部交通運(yùn)輸部國家能源局 南京水利科學(xué)研究院，水文水資源與水利工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210029）

流域雨洪資源高效開發(fā)利用技術(shù)及示范

王銀堂，胡慶芳*，高長勝

（水利部交通運(yùn)輸部國家能源局 南京水利科學(xué)研究院，水文水資源與水利工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210029）

近日，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“水資源高效開發(fā)利用”重點(diǎn)專項(xiàng)2016年度項(xiàng)目立項(xiàng)工作已全部完成，共有31個(gè)項(xiàng)目獲批立項(xiàng)。由水利部交通運(yùn)輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院牽頭承擔(dān)的“流域雨洪資源高效開發(fā)利用技術(shù)及示范”項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：2016YFC0400900）名列其中，王銀堂教授級高工擔(dān)任該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人。項(xiàng)目國拔經(jīng)費(fèi)為3500萬元，實(shí)施周期為2016年7月至2020年12月。

我國是世界上水資源嚴(yán)重短缺的國家之一，且水資源時(shí)程分配不均勻，降水和河川徑流 60%以上集中在汛期，雨洪利用在我國水資源開發(fā)利用中一直占有極其重要的地位。多年來我國雨洪利用技術(shù)取得了長足發(fā)展，但仍存在理論基礎(chǔ)薄弱，方法、技術(shù)、裝備缺乏系統(tǒng)性、集成性等問題，導(dǎo)致雨洪利用效率總體偏低，與水資源短缺的嚴(yán)峻形勢極不匹配。破解制約雨洪資源高效利用的理論、技術(shù)和應(yīng)用瓶頸，已成為保障國家水資源安全迫切的現(xiàn)實(shí)需求和戰(zhàn)略選擇。

瞄準(zhǔn)上述重大科學(xué)問題和國家需求，“流域雨洪資源高效開發(fā)利用技術(shù)及示范”項(xiàng)目設(shè)計(jì)了“理論方法—技術(shù)裝備—示范應(yīng)用”的全鏈條研發(fā)思路（圖1），擬通過揭示流域雨洪利用的生態(tài)水文效應(yīng)及約束機(jī)制，建立雨洪可利用性評價(jià)理論與方法，發(fā)展雨洪預(yù)測預(yù)報(bào)、風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)控制方法，研發(fā)雨洪集蓄、回補(bǔ)、調(diào)控和疏導(dǎo)的成套技術(shù)及配套裝備，構(gòu)建面向?qū)崟r(shí)環(huán)境的智能管理決策平臺，形成適合不同氣候區(qū)的流域雨洪高效利用系統(tǒng)性技術(shù)方案。在此基礎(chǔ)上創(chuàng)新流域雨洪資源高效利用的理論、方法和技術(shù)體系，強(qiáng)化流域雨洪高效利用的科學(xué)基礎(chǔ)，形成雨洪高效利用的技術(shù)群及配套設(shè)備，推動(dòng)雨洪高效利用實(shí)踐。

該項(xiàng)目主要研究內(nèi)容包括10個(gè)方面：①不同氣候區(qū)雨洪可利用性評價(jià)理論與方法；②多源雨洪信息綜合挖掘及氣象—水文耦合的預(yù)測預(yù)報(bào)方法；③雨洪利用全過程風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)控制方法；④經(jīng)濟(jì)、生態(tài)型雨水集蓄利用技術(shù)與配套裝備；⑤安全高效的雨水促滲回補(bǔ)地下技術(shù)與配套裝備；⑥水庫群汛期運(yùn)行水位設(shè)計(jì)技術(shù)；⑦水庫群汛期運(yùn)行水位動(dòng)態(tài)控制技術(shù)；⑧西北內(nèi)陸無控制性工程地區(qū)洪水疏滲蓄綜合利用技術(shù)；⑨流域復(fù)雜系統(tǒng)洪水多目標(biāo)協(xié)同調(diào)控技術(shù)；⑩流域雨洪利用技術(shù)體系與智能管理平臺。

通過上述內(nèi)容的系統(tǒng)研發(fā)，項(xiàng)目預(yù)期將破解制約雨洪利用的主要技術(shù)和應(yīng)用障礙，為因地制宜挖掘我國流域雨洪利用潛力提供科學(xué)依據(jù)，并帶動(dòng)雨洪利用的實(shí)用化、規(guī)模化。該項(xiàng)目的預(yù)期成果主要是：

圖1 項(xiàng)目研究思路

（1）創(chuàng)新流域雨洪資源高效開發(fā)利用理論、方法，包含不同氣候區(qū)雨洪資源可利用性評價(jià)理論與方法、雨洪利用全過程風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)評價(jià)理論與方法、基于多源信息的雨洪預(yù)測預(yù)報(bào)理論與方法。

（2）形成流域雨洪高效利用的系統(tǒng)性技術(shù)方案。包括：集雨飲用水安全保障技術(shù)、設(shè)施農(nóng)業(yè)雨水就地富集、補(bǔ)充灌溉高效利用成套技術(shù)、雨水資源壩窖聯(lián)蓄聯(lián)調(diào)利用技術(shù)、基于反沖洗功能的雨洪促滲回補(bǔ)地下水庫技術(shù)、基于沙漠硅砂新材料的城市雨水滲濾-凈化-存儲-回補(bǔ)技術(shù)、變化條件下水庫群汛期運(yùn)行水位優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、水庫群汛期運(yùn)行水位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制技術(shù)、西北內(nèi)陸無控制性工程地區(qū)洪水疏滲蓄綜合利用技術(shù)、流域復(fù)雜系統(tǒng)洪水多目標(biāo)協(xié)同調(diào)控技術(shù)、流域雨洪利用綜合集成技術(shù)、流域雨洪資源利用智能管理平臺等；集雨飲用水水質(zhì)處理設(shè)備、基于反沖洗功能的雨洪促滲回補(bǔ)配套設(shè)備、基于沙漠硅砂新材料的雨水滲慮-凈化-回補(bǔ)設(shè)備等。

（3）開發(fā)流域雨洪利用的系列化專業(yè)軟件。包括：流域雨洪可利用性評價(jià)軟件、基于多源信息挖掘與融合的多尺度水文預(yù)報(bào)軟件、流域雨洪利用全過程風(fēng)險(xiǎn)評估與決策分析軟件、水庫群汛限水位聯(lián)合設(shè)計(jì)軟件、水庫群汛限水位動(dòng)態(tài)控制設(shè)計(jì)軟件、無控制性工程地區(qū)洪水模擬軟件、復(fù)雜流域雨洪利用全過程模擬與多目標(biāo)決策分析軟件、流域雨洪利用智能管理平臺。

（4）撰寫學(xué)術(shù)專著6部、學(xué)術(shù)論文200篇（SCI / EI檢索60篇），形成專利27項(xiàng)、標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)程）2項(xiàng)；培養(yǎng)研究生80名、青年科技骨干36名。

（5）項(xiàng)目研發(fā)成果將在我國干旱半干旱區(qū)（黃河上游、西北內(nèi)陸流域）、濕潤半濕潤區(qū)（遼河、山東半島、淮河流域）和濕潤區(qū)（漢江流域）的11個(gè)示范流域分類開展典型應(yīng)用，初步估算示范區(qū)可年增4億～5億m3可利用水量。

為全面完成項(xiàng)目既定目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)預(yù)期成果，項(xiàng)目牽頭單位南京水利科學(xué)研究院高度重視項(xiàng)目組織管理，通過強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、優(yōu)勢互補(bǔ)組建了強(qiáng)大的研究團(tuán)隊(duì)。來自南京水利科學(xué)研究院、武漢大學(xué)、大連理工大學(xué)、中科院寒旱所、河海大學(xué)、甘肅省水科院、山東省水科院、長江委水文局等20家國內(nèi)知名科研機(jī)構(gòu)、高校、大型企業(yè)的160位學(xué)者、專家組成了項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)，涉及4個(gè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、1 個(gè)國家工程研究中心、1個(gè)協(xié)同創(chuàng)新中心和9個(gè)部級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和工程中心。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在雨洪利用方面近年來已承擔(dān)并完成了國家科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目等國家和省部級重大項(xiàng)目50余項(xiàng)，曾獲得國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)4項(xiàng)，省部級科技進(jìn)步獎(jiǎng)10余項(xiàng)，出版專著10余部，獲得專利20余項(xiàng)，完成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)。

10.16868/j.cnki.1674-6252.2017.03.113

王銀堂（1964—），男，教授級高工，主要從事流域雨洪高效利用等研究，E-mail: ytwang@nhri.cn。

*責(zé)任作者： 胡慶芳（1981—），男，高級工程師，主要從事流域雨洪高效利用等研究，E-mail: hqf_work@163.com。