黄河河龙区间水沙监测预报关键技术及应用水利与建筑工程学院.docx

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黄河河龙区间水沙监测预报关键技术及应用水利与建筑工程学院

附件1

水利部2015年度公益性行业

科研专项项目申报指南

水利部国际合作与科技司

二〇一四年四月

2015年度水利部公益性行业科研专项项目指南

为贯彻落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》、《全国水利发展“十二五”规划》以及《水利科技发展“十二五”规划》，解决水利行业重点任务的科技问题，2015年水利部公益性行业科研专项拟重点支持以下研究方向。

一、水文与水资源

1.典型超采区水量水位控制关键技术与示范

开展地面沉降区地下水开采量与地下水位控制关键技术与示范，海水入侵区地下水开采量与地下水位控制关键技术与示范，生态脆弱区地下水开采量与地下水位控制关键技术与示范，超采区地下水系统水量修复技术与示范，超采区地下水监测网优化技术与示范。

2.流域梯级开发的环境累积性效应评价与水资源保护对策研究

选择梯级开发程度较高且水质监测条件较好的流域干流或重要支流进行案例分析；研究流域梯级开发对水质累积性影响的程度及评价方法；提出在流域梯级开发条件下水资源保护的对策建议；研究开发典型流域的水质累积性影响的分析模型。

3.中长期水文预报实用技术研究及示范

分析评价国内外业务现状和技术进展，数理统计预报方法，研究时空演变分析、相关因子分析等长期水文预报方法，研究大尺度水文模型，分析短期气候数值预报产品的适用性，研发中长期水文预报软件，构建重点关注区域的原型系统。

4.基于数据挖掘与驱动的中小河流洪水预报研究

基于数据挖掘与驱动的理论与方法，开展中小河流洪水预报研究，开发基于数据挖掘与驱动的中小河流洪水预报系统，在省级水文部门进行示范应用。

为我国湿润与半干旱地区的中小河流洪水预报提供新的理论与方法，提高预报精度，增长预见期，为无资料地区中小河流预报提供水文地理特征与水文模型参数。

5.三江源地区水文-生态系统演变研究

基于物联网的三江源地区现场、遥感实时动态综合监测技术与数据集成体系；基于空间信息技术与数据挖掘技术的三江源地区水文和生态等信息的大数据模型；基于大数据模型的三江源地区水文-生态系统演变过程综合模拟方法与云服务系统；不同气候条件和人类活动情景下三江源地区水文-生态系统的演变规律和趋势。

二、防灾减灾

1.城市防洪除涝体系中的地下空间利用技术研究

依据城市现有排涝体系布局和总体规划，研究基于风险分析的地下洪涝调蓄工程布局与经济规模；研究适应不同地质条件、不同地面建筑物情况下的地下洪涝调蓄工程的结构型式、施工方法等关键技术；运用物联网技术，建立地下地表径流、管网、水系及地下洪涝调蓄工程耦合的智能化运行维护系统。

2.高度城镇化背景下城市洪涝灾害防控关键技术

开展变化环境下城市洪涝情势与致灾成因分析，高强度短历时暴雨城市洪涝模拟预报技术研究，基于低冲击影响的城市洪涝防控技术模式开发，基于物联网和云计算平台的城市洪涝决策支持系统建设。

3.旱灾风险动态评估、预警与抗旱措施优化组合关键技术研究

干旱集合预报方法，预测旱情发展趋势；干旱预警指标体系和方法，建立干旱预警预报平台；旱情实时动态评估方法，跟踪旱期旱情发展变化；旱期需水量研究，优化调配旱期水资源；建立旱灾损失预评估模型，估算潜在旱灾损失；抗旱能力动态评估方法研究，实时进行旱情等级与演变趋势分析。

4.黑龙江冰情预报及灾害防治研究

建立黑龙江防凌减灾系统的顶层设计框架，黑龙江典型河段冰情预报系统开发，黑龙江典型河段冰情灾害风险评估，黑龙江典型河段冰凌形成机理、冰坝形成过程模拟和预测，研究减少冰坝发生的工程措施和冰坝的紧急破除措施。

三、水环境与水生态

1.水生态治理与修复效果评估技术体系研究

水域水质水量及水生态并重的河湖水生态治理与修复效果评估指标体系研究，水生态系统状况快速监测评估技术方法研究，水生态文明试点建设区域或流域水生态治理与修复效果评估。

2.河湖水系生态连通规划关键技术研究与示范

河湖水系生态连通规划的国内外进展情况及典型案例，河湖水系连通性生态调查与定量分析技术，河湖水系生态连通性规划准则方法及连通性修复技术措施，连通性修复效果评估全指标分级体系，河湖水系生态连通规划技术平台的研发及示范应用，编写河湖水系生态连通技术导则草案等。

3.重金属污染农田土壤的生态水利综合修复技术研究与应用

作物种植间歇期将土壤可交换态重金属洗脱，研究土壤不同种类重金属的淋洗技术；将洗脱的重金属通过田间退水排出，研究促进重金属洗脱的田间强化退水技术；净化去除排入渠塘的重金属，研究退水重金属的生态渠塘净化技术；种植期通过施肥钝化土壤残余重金属，研究促进重金属钝化的水肥调控技术；技术集成与示范。

4.水库消落带和库岸山地生态修复技术及资源化利用研究

综合评价我国代表性水库消落带及库岸山地生态环境状况，并进行生态类型及生态功能区划分；从“种-养-加工-综合利用”等关键技术出发，研究生态修复关键技术；研究生态修复技术中耐淹、水土保持、污染物削减和温室气体减排等关键机理；验证并评价生态修复的效果与效益，总结构建生态修复模式。

5.半干旱区水循环与水生态安全关键技术研究

灌溉条件下水文循环和生态系统安全机理，研究灌溉方式对降水、回归水入渗影响，改变地下水形成的临界埋深；农牧交错带合理生态格局，耕地草地合理比例和地下水条件；保障生态安全的地下水利用，以生态地下水位为控制，研究地下水井距、水位和开采制度；面向水生态文明的产业结构，研究与水资源生态基础相适应的循环经济产业链。

四、水利工程

1.水库大坝长效安全运行重大关键技术

开展坝内输水结构对土石坝安全影响机理及加固技术、动态服役环境下大坝性能演化与老化机理及防治对策、水库淤积防治关键技术、水库降等与报废评估及决策技术、基于监测资料的大坝风险评估与控制、溃坝突发事件监测预警与防控等方面研究。

2.高混凝土坝抗震安全研究

开展确定最大可信地震的方法和理论研究并结合汶川地震进行实例验证；研究全级配混凝土的动态损伤演化规律，构建其损伤本构模型；研发基于高性能并行计算技术的大坝地基系统动态损伤分析软件包，研究高混凝土坝强震破坏机理；开展高混凝土坝抗震措施、应急预案以及最大可信地震下大坝不溃坝的定量评价准则等研究。

3.高土石坝极限抗震能力分析方法与工程应用

开展高土石坝典型震害案例调查；大型离心机振动台模型试验及理论计算分析；建立能合理反映高围压和地震荷载联合作用下高土石坝筑坝材料静动力特性以及高土石坝中各类接触面破坏机理的实用弹塑性本构模型；建立高心墙堆石坝和高面板堆石坝全寿命期极限抗震能力分析方法；结合依托工程，研究高土石坝极限抗震能力的主要控制因素及其时变特性，制定抗震抢险应急预案。

4.水闸工程安全评价及除险加固关键技术研发

开展水闸病害种类划分及其形成机理研究；结合水闸主要病险种类与安全之间的量化关系，建立水闸工程安全性评价指标体系并研究评价关键技术；研究病险水闸结构修复关键技术；提出水闸除险加固成套技术；开展典型病险水闸工程安全评价与除险加固技术示范应用。

5.深埋长隧洞连续岩爆机理与控制方法研究

研究物理模型相似判断准则，研制脆性相似材料，提出包括开挖过程相似的物理模型试验方法，并试验；现场与模型结合，研究岩爆过程中围岩应变能转移、汇集和释放规律，研究连续岩爆次第发生的内在驱动机制，掌握连续岩爆的自激发现象与机理；岩爆过程中预裂裂隙吸收围岩应变能降低围岩应力的机理，以及需要多少和多大的裂隙才能有效地防止岩爆发生，研究岩爆控制方法。

五、农村水利

1.西北牧区水草畜平衡管理和饲草地节水增效技术与示范

研究确定核心示范区水草畜平衡管理的有关技术经济指标，推广应用灌溉饲草料地节水增效技术，建设总结一批精品示范工程与管理模式，提出不同类型灌溉饲草料地节水增效技术集成模式，项目推广区总面积6万亩，项目辐射区总面积60万亩。

2.灌区农业水生产力多要素协同提升关键技术

在西北、华北典型灌区研究农业水生产力空间分异特征与提升潜力,提出灌区多水源联合调控技术与水资源不确定优化配置技术,研究适于不同类型灌区的农田水肥运筹、农艺节水和生理节水协同调控技术,建立灌区渠系优化配水和田间灌水质量提升技术,构建灌区农业水生产力多要素协同提升技术体系、集成模式并进行区域示范应用。

3.灌区盐渍化诊断方法与调控关键技术

构建基于RS/GIS的灌区土壤盐渍化监测、诊断和预报评价方法；探讨不同类型盐碱土的治理原则、方法和利用模式；研究确定维持灌区土壤水盐平衡的节水灌溉阈值、盐分淋洗水量和地下水临界深度，提出最佳节水灌溉和水盐调控模式；研究节灌高效的现代化排盐技术体系，提出可持续的节水灌溉和水盐一体综合调控和管理技术。

4.基于遥感技术的灌区灌溉用水效率监测评价研究

研究基于多源遥感的灌区基础数据实时监测技术，构建利用遥感数据反演灌区耗水量及农田土壤墒情的方法与模型；创建基于遥感的不同尺度水分生产率和灌溉水有效利用系数估算方法和模型，评价灌区灌溉用水效率；研究以灌区用水总量控制为目标的作物耗水定额、灌溉定额及灌溉制度，建立基于遥感的灌区总量控制与定额管理网络平台。

5.节水灌溉试验标准化及分布式应用技术

研究考虑气候、土壤等空间变异性的节水灌溉试验标准化布点、取样等试验设计方法，发展节水灌溉试验数据采集与远程传输等数据获取方法，构建灌溉试验数据校正、误差分析、多源数据融合等数据质量评价与分析标准化方法，建立节水灌溉试验成果的试验小区-农田-灌区尺度提升与区域分布式应用技术。

六、江湖治理及海岸防护

1.中小河流综合治理关键技术研究

中小河流治理工程的后评估研究，开展跟踪调查，研究治理工程的生态环境效应，量化分析中小河流治理对流域防洪形势影响程度；研究治理工程的综合效益评价方法；流域尺度下中小河流分洪滞洪治理模式和城镇化背景下综合治理对策研究；多类型河流的近自然、多目标综合治理模式和管护技术研究。

2.河口海岸滩涂资源动态监测与评价技术示范

新建2座河口潮位自动测报站，形成江苏沿海滩涂多站联网的同步潮位遥测系统；河口海岸滩涂动态地形3D遥感解译，研制最新一期江苏沿海滩涂遥感遥测地形图；建立江苏沿海水沙动力地貌中长期演变数学模型，复演和预测河口潮滩系统演变过程；重点分析近30年河口滩涂地形冲淤动态变化，预测和评价河口滩涂资源演化趋势。

3.江河治理的地学基础研究

研究七大江河是如何形成的，七大江河自形成以来是如何演变到现在的，各条江河具有哪些地学属性，分析现有江河治理方略、规划、工程等与江河地学属性之间的关系，并揭示哪些是合理的，哪些是与江河地学属性相悖的。

4.泥沙运动统计理论深入研究

单步运动的力学研究及紊流猝发的影响研究；交换强度的进一步检验和作为新的理论工具，导出泥沙运动的一些主要理论；非均匀悬移质不平衡输沙的理论基础及应用；非均匀推移质运动理论基础研究；工程泥沙中新的理论应用；将上述这些成果概括成泥沙运动统计理论体系。

5.三峡水库淤积物理特性及其生态环境效应

开发新型河床淤积物取样技术，研制取得深水河床淤积物“原样”的设施；在库区代表性河段取样，分析淤积物干容重、级配等物理特性;开展细颗粒泥沙动水絮凝沉降实验，研制专用细沙淤积过程观测设施，研究淤沙大水压下干容重长期变化规律;通过取样底泥，研究其对营养物质的吸附-解吸机理，分析三峡水库底泥污染的生态学效应。

七、水土保持

1.水土保持生态效应监测与评价技术研究

构建全国水土保持生态效应野外观测网络，确定合理的监测内容和监测方法；构建全国各大类型区水土保持生态效益监测指标；集成建立全国水土保持生态效益评价指标体系；分析不同指标对应的单项效应在综合生态效应中的比重和贡献，确定相应的权重和量化模型，形成水土保持综合效应量化评价技术。

2.退化坡耕地水土资源调控与侵蚀沟防治关键技术

典型退化坡地识别及其水-土资源配置关系解析；农林开发扰动坡地土壤质量变化与水蚀抗御能力提升技术；西北梯化坡地水文效应与降雨径流网络化集用技术；西南石漠化坡地立地条件改良与抗旱避涝能力提升技术；东北黑土地长缓坡地侵蚀沟发育规律和分类防控技术。

3.崩岗侵蚀风险评估及分类防控关键技术研究

崩岗发育演变过程及关键驱动因素识别；崩岗风险评价指标筛选及体系构建；基于风险评估的崩岗防治分类体系；不同类型崩岗侵蚀综合防控模式。

4.黄土高原植被变化与土壤侵蚀互馈机制研究

开展景观格局对流域水沙差异的影响研究；植被变化对水文过程的作用机制研究；植被-土壤-侵蚀互动作用机理研究；植被变化下的流域分布式侵蚀模型构建及情景模拟。

八、流域综合治理

1.长江流域重大水工程对典型鱼类的累积影响

针对金沙江下游4个梯级电站和三峡水库对圆口铜鱼、中华鲟个体完成生活史、种群规模维持及物种生存的累积影响，开展中华鲟对三峡蓄水后坝下水温过程改变的响应及保护技术研究，包括对中华鲟对水温过程响应机理、调度改善措施；中华鲟坝上种群重建技术研究；金沙江下游梯级开发与圆口铜鱼物种保护研究。

2.黄河河龙区间水沙监测预报关键技术及应用

研发“强场极泥沙监测仪”，实现黄河河龙区间洪水过程的泥沙在线监测；研究ADCP和微波测流仪先进水文测验仪器应用技术和流量计算断面借用技术，提升黄河河龙区间洪水监测能力；研究黄河河龙区间不同量级暴雨与径流泥沙时程关系和实时洪水情势诊断分析技术和方法，建立基于GIS的暴雨洪水情势诊断分析平台。

3.淮河生态流域构建关键技术与示范

研究水系沟通与生态环境响应，分析多闸坝河流水生态演变及影响；研制水生态分区、目标和高干扰河湖生态水文过程，提出河湖生态用水调控技术；研究多闸坝河流水质演变，提出生态安全的纳污能力、最大日负荷总量和限排动态控制方法；分析典型区水生态退化和演变、响应因子，提出修复集成技术和措施。

4.海河平原区地下水资源保护与修复治理模式

调查评价海河流域平原区地下水赋存状况，摸清地下水水质现状及污染分布特征、地下水开发利用与超采区现状，分析影响地下水水质的关键因素和造成地下水资源枯竭和发生环境地质问题的原因；划分平原区地下水保护与修复治理模式单元，提出保护与治理修复目标；集成地下水水质水量保护相关技术，提出保护与治理修复模式与对策。

5.珠江河口咸情变化及抑咸对策研究

多元动力耦合作用下咸潮上溯的宏观现象与微观机理，重点突破拦门沙、风场等对咸潮上溯的影响机理；咸潮与水文变异、人类活动、海平面上升等影响因素间的作用与反馈机制；珠江河口咸情影响主控因素变化特性及其演变趋势；基于流域和区域两个层面，开展相应的抑咸对策研究。

6.典型黑土区坡耕地土壤侵蚀危险程度研究

利用遥感影像和地形数据，按照新技术标准确定典型黑土区坡耕地分布；调查典型黑土区黑土层厚度及其动态变化，建立典型黑土区黑土层厚度数据库；滤定评价指标，建立土壤侵蚀危险程度评价方法；建立土壤侵蚀危险程度分级GIS数据库，评价典型黑土区坡耕地土壤侵蚀潜在危险程度。

7.城镇化快速发展背景下的太湖流域防洪关键问题研究

研究流域、区域、城市、圩区防洪除涝标准、工程布局及调度等协调性；分析城市、区域发展现状及对流域骨干防洪工程的新需求，研究流域骨干防洪工程的功能定位调整可行性和调整方案；研究江南运河及沿线地区防洪现状，提出缓解洪涝问题的措施；研究极端天气情景下的流域防洪安全问题及应对措施。