流域雨洪資源高效開發利用技術及示范

王銀堂，胡慶芳*，高長勝

（水利部交通運輸部國家能源局 南京水利科學研究院，水文水資源與水利工程科學國家重點實驗室，南京 210029）

流域雨洪資源高效開發利用技術及示范

王銀堂，胡慶芳*，高長勝

（水利部交通運輸部國家能源局 南京水利科學研究院，水文水資源與水利工程科學國家重點實驗室，南京 210029）

近日，國家重點研發計劃“水資源高效開發利用”重點專項2016年度項目立項工作已全部完成，共有31個項目獲批立項。由水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院牽頭承擔的“流域雨洪資源高效開發利用技術及示范”項目（項目編號：2016YFC0400900）名列其中，王銀堂教授級高工擔任該項目負責人。項目國拔經費為3500萬元，實施周期為2016年7月至2020年12月。

我國是世界上水資源嚴重短缺的國家之一，且水資源時程分配不均勻，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取得了長足發展，但仍存在理論基礎薄弱，方法、技術、裝備缺乏系統性、集成性等問題，導致雨洪利用效率總體偏低，與水資源短缺的嚴峻形勢極不匹配。破解制約雨洪資源高效利用的理論、技術和應用瓶頸，已成為保障國家水資源安全迫切的現實需求和戰略選擇。

瞄準上述重大科學問題和國家需求，“流域雨洪資源高效開發利用技術及示范”項目設計了“理論方法—技術裝備—示范應用”的全鏈條研發思路（圖1），擬通過揭示流域雨洪利用的生態水文效應及約束機制，建立雨洪可利用性評價理論與方法，發展雨洪預測預報、風險動態控制方法，研發雨洪集蓄、回補、調控和疏導的成套技術及配套裝備，構建面向實時環境的智能管理決策平臺，形成適合不同氣候區的流域雨洪高效利用系統性技術方案。在此基礎上創新流域雨洪資源高效利用的理論、方法和技術體系，強化流域雨洪高效利用的科學基礎，形成雨洪高效利用的技術群及配套設備，推動雨洪高效利用實踐。

該項目主要研究內容包括10個方面：①不同氣候區雨洪可利用性評價理論與方法；②多源雨洪信息綜合挖掘及氣象—水文耦合的預測預報方法；③雨洪利用全過程風險動態控制方法；④經濟、生態型雨水集蓄利用技術與配套裝備；⑤安全高效的雨水促滲回補地下技術與配套裝備；⑥水庫群汛期運行水位設計技術；⑦水庫群汛期運行水位動態控制技術；⑧西北內陸無控制性工程地區洪水疏滲蓄綜合利用技術；⑨流域復雜系統洪水多目標協同調控技術；⑩流域雨洪利用技術體系與智能管理平臺。

通過上述內容的系統研發，項目預期將破解制約雨洪利用的主要技術和應用障礙，為因地制宜挖掘我國流域雨洪利用潛力提供科學依據，并帶動雨洪利用的實用化、規模化。該項目的預期成果主要是：

圖1 項目研究思路

（1）創新流域雨洪資源高效開發利用理論、方法，包含不同氣候區雨洪資源可利用性評價理論與方法、雨洪利用全過程風險動態評價理論與方法、基于多源信息的雨洪預測預報理論與方法。

（2）形成流域雨洪高效利用的系統性技術方案。包括：集雨飲用水安全保障技術、設施農業雨水就地富集、補充灌溉高效利用成套技術、雨水資源壩窖聯蓄聯調利用技術、基于反沖洗功能的雨洪促滲回補地下水庫技術、基于沙漠硅砂新材料的城市雨水滲濾-凈化-存儲-回補技術、變化條件下水庫群汛期運行水位優化設計技術、水庫群汛期運行水位實時動態控制技術、西北內陸無控制性工程地區洪水疏滲蓄綜合利用技術、流域復雜系統洪水多目標協同調控技術、流域雨洪利用綜合集成技術、流域雨洪資源利用智能管理平臺等；集雨飲用水水質處理設備、基于反沖洗功能的雨洪促滲回補配套設備、基于沙漠硅砂新材料的雨水滲慮-凈化-回補設備等。

（3）開發流域雨洪利用的系列化專業軟件。包括：流域雨洪可利用性評價軟件、基于多源信息挖掘與融合的多尺度水文預報軟件、流域雨洪利用全過程風險評估與決策分析軟件、水庫群汛限水位聯合設計軟件、水庫群汛限水位動態控制設計軟件、無控制性工程地區洪水模擬軟件、復雜流域雨洪利用全過程模擬與多目標決策分析軟件、流域雨洪利用智能管理平臺。

（4）撰寫學術專著6部、學術論文200篇（SCI / EI檢索60篇），形成專利27項、標準（規程）2項；培養研究生80名、青年科技骨干36名。

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

為全面完成項目既定目標、實現預期成果，項目牽頭單位南京水利科學研究院高度重視項目組織管理，通過強強聯合、優勢互補組建了強大的研究團隊。來自南京水利科學研究院、武漢大學、大連理工大學、中科院寒旱所、河海大學、甘肅省水科院、山東省水科院、長江委水文局等20家國內知名科研機構、高校、大型企業的160位學者、專家組成了項目研究團隊，涉及4個國家重點實驗室、1 個國家工程研究中心、1個協同創新中心和9個部級重點實驗室和工程中心。項目團隊在雨洪利用方面近年來已承擔并完成了國家科技支撐計劃重大項目等國家和省部級重大項目50余項，曾獲得國家科技進步獎4項，省部級科技進步獎10余項，出版專著10余部，獲得專利20余項，完成技術標準5項。

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。