“长江黄河等重点流域水资源与水环境综合治理”重点专项2021年度项目申报指南_20210517174110.docx

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附件2

'‘长江黄河等重点流域水资源与水环境

综合治理”重点专项2021年度

项目申报指南

为落实“十四五”期间国家科技创新有关部署安排，国家重点研发计划启动实施“长江黄河等重点流域水资源与水环境综合治理”重点专项。

根据本重点专项实施方案的部署，现发布2021年度项目申报指南。

本重点专项总体目标是：

面向“健康长江、幸福黄河”构建中的重大科技需求，通过专项研究，为长江黄河水资源调控和承载力提升、水环境质量改善、生态用水需求保障、河湖生态系统功能修复及生态系统完整性提升等提供强有力的技术支撑，为流域为主体的治理与管理能力现代化水平提升提供探索性经验。

2021年度指南部署坚持基础理论研究先行、重点关键技术优先原则/要求，围绕流域水系统健康诊断与病因识别、流域水资源系统调配与高效利用、流域水环境质量改善与综合治理、水源水质风险阻断与饮用水安全供给等4个技术方向，按照基础前沿技术、共性关键技术、示范应用，拟启动15个项目，拟安排国拨

—45—经费概算6亿元。

项目统一按指南二级标题（如1.1）的研究方向申报。

每个项目拟支持数为1〜2项，实施周期3〜5年。

申报项目的研究内容必须涵盖二级标题下指南所列的全部研究内容和考核指标。

基础研究类项目下设课题数不超过4个，项目参与单位总数不超过6家,共性关键技术类和示范应用类项目下设课题数不超过5个，项目参与单位总数不超过10家。

项目设1名负责人，每个课题设1名负责人。

指南中“拟支持数为1〜2项”是指：

在同一研究方向下，当出现申报项目评审结果前两位评价相近、技术路线明显不同的情况时，可同时支持这2个项目。

2个项目将采取分两个阶段支持的方式。

第一阶段完成后将对2个项目执行情况进行评估，根据评估结果确定后续支持方式。

本专项2021年度项目申报指南如下。

1.流域水系统健康诊断与病因识别

1.1长江、黄河流域水生态环境质量监测与评价技术研究与示范

研究内容：

选择长江流域高原、丘陵、平原河网区和黄河流域上游水源涵养区、黄河三角洲区域等为典型研究区。

在常规理化监测指标基础上结合指示生物组织污染监测，构建有毒有害污染物筛查技术，提出有毒有害特征污染物清单，建立我国流域水

—46—生态环境监测技术体系。

研发基于水文过程的生态流量监测新技术，攻克流域多手段、多尺度水生态环境监测系列新技术，建立适合我国的流域水生态监测技术体系。

筛选不同区域、不同水体类型的指示水生生物类群，建立流域指示水生生物名录并绘制其空间分布图。

建立统筹水环境、水资源和水生态的、涵盖物理生境、水生生物、水体理化等要素的、具有我国特色的流域水生态环境质量基准、评价指标和评价标准方法体系，构建流域水生态环境质量监测平台，并在长江、黄河流域开展业务化示范，实现水生态环境质量由单一要素监测评估到生态健康监测评估的转变。

考核指标：

水环境监测、生态流量监测、水生态监测、以及水生态环境基准等关键技术4〜5项；水生态环境质量评价技术工具包1个；长江、黄河流域典型区域、水域指示生物名录（图谱）各1套；建成长江、黄河流域重要水生生物数据库，提出长江、黄河流域水生态环境质量基准建议，提交水生态监测与评价等相关行业技术规范（征求意见稿）1套；流域水生态环境质量监测平台各1个，在长江和黄河流域进行业务化示范运行，并提供一年以上业务化运行记录及应用示范报告2份。

1.2长江水生态系统完整性退化与修复机制

研究内容：

针对长江水生态系统完整性的显著差异性特点与不同退化成因，选择长江干流重点河段（上游高坝大库河段、

—47—中游江湖连通河段和下游工业园区河段）、长江典型支流（人类干扰高、污染重、调水工程影响大的支流）、平原湖泊和高原湖泊等典型水体，明晰各代表性水体生态系统物理、化学、生物完整性表征指标，建立长江水生态系统完整性指标体系；识别水生态系统完整性退化特征与关键影响因子，厘清水生态系统完整性退化与长江流域气候变化、水工程调度运行、水质恶化、食物网衰退等自然变化和人类活动的内在关系；研究水生态系统中物质一能量迁移转化途径与控制原理，揭示不同尺度水体“水文一水动力一水质一水生生物”的多过程耦合与交互影响机制，建立长江水生态系统耦合模型；研究长江干流及重点支流（湖泊）水生态完整性状态对环境压力因子的响应规律与机制，预判变化环境下重点干支流、湖泊水生态系统完整性演变趋势，提出长江干流重点河段、重点支流、典型湖泊水生态系统完整性修复的主要调控因子及其阈值区间。

考核指标：

明确长江不同类型河流、湖泊生态系统的主要指示性生物，确定不同类型河流、湖泊生态系统完整性指标和完整性退化的主控因子，构建不同典型类型水生态系统完整性诊断技术体系（10项以上），并在示范流域得到应用；建立长江流域河流、湖泊水生态完整性退化预测模型1套；提出重点区段河流、湖泊生态系统优化调控策略及主要调控因子的阈值区间；编制

—48—长江生态系统损伤评估、生态系统修复等相关行业标准规范征求意见稿3〜5项。

1.3黄河水源涵养区环境变化径流效应及水资源预测

研究内容：

研究黄河源区地面、遥感等多源立体监测数据融合技术，分析黄河水源涵养区降水、蒸发、径流、蓄量等水循环要素的演变规律；研究全球变暖下的黄河源区冻土水文过程，揭示水源涵养区水资源对下垫面和气候变化的响应机理，明晰水资源变化成因；研究黄河流域地表一地下水文过程与流域生态过程的相互作用，诊断流域生态环境变化与河川径流之间的互馈关系；建立分布式水循环与水资源模拟系统，预测未来不同气候与下垫面变化情景下黄河水源涵养区水资源变化趋势；分析未来变化环境下黄河流域水资源承载能力，研究未来黄河流域水安全和生态环境趋势及风险。

考核指标：

形成多源数据融合技术及融合产品，以及黄河水源涵养区水循环参数数据集；提出基于地表一地下水文过程的多维、多尺度流域生态环境退化诊断分析方法和黄河源区等典型区域水文过程的气候响应机理模式；提出流域分布式水资源模型及具有自主知识产权的软件系统，基于多源数据驱动的流域水文模拟精度较地面监测数据驱动的模拟精度提高5%以上，模型系统在黄河业务部门得到应用；定量预测2035年、2050年黄河水源涵养区水资源变化趋势，发布黄河流域未来15〜30年水资源情势分

—49—析研判结果，形成2〜3份咨询报告，被流域管理机构或国家有关部门采用，并在黄河流域水资源规划和管理中得到应用。

2.流域水资源系统调配与高效利用

2.1区域水平衡机制与国家水网布局优化研究

研究内容：

研究区域水平衡基础理论、水资源安全度评价方法与现代水网规划方法，研发嵌入水资源要素的高时空精度经济系统模拟技术；定量开展长江、黄河等重点流域片及重点地区的水平衡状况评价，识别主要失衡区与风险区；研究环境变化与经济社会发展对区域水平衡的影响与作用机制，科学研判全国和长江、黄河等重点流域片及重大战略经济区2035、2050年水平衡发展态势，开展水资源安全度评价；研究跨流域多区域水资源综合调配关键技术，研发全国水资源均衡调配模型以及水资源驱动的经济系统模拟模型，提出国家和长江、黄河等重点流域片及重点地区水资源均衡调配重大措施，开展水资源系统调配对河湖生态流量过程与经济社会影响的多情景精细化模拟，形成面向中远期水资源安全保障的国家水网优化布局方案与重大措施建议。

考核指标：

提出基于物理机制的区域水平衡描述方程3个（流域水收支平衡、经济与生态平衡、经济社会供需平衡），建立区域水平衡诊断分析系统，提出水安全度评价方法，嵌入水资源要素的高精度经济系统模拟技术取得突破；提出跨流域多区域水资源综合

—50—调配关键技术，构建有完全自主知识产权的全国水资源综合调配模型，实现业务化运行，完成调控一体化智能平台示范工程，促进示范区河湖生态流量达标率整体提升10%以上；形成全国重点流域片、重大战略区的水平衡基础数据集和水资源安全度评价成果，提出国家水网优化方案、重大工程布局和相关措施建议，被国家水网工程的规划和实施采纳应用。

2.2长江流域水工程多目标协同联合调度技术研究与应用

研究内容：

针对目前长江流域联合调度工程类别单一（主要为水库群），尚未实现与调水工程、分蓄洪区、涵闸泵站等水工程系统的联合调度，尚未实现水资源一水环境一水生态等多目标协同调度等问题，研究长江流域水资源、水环境、水生态调度需求和目标,提出水资源一水环境一水生态多目标融合协同调度关系；研究建立复杂水工程多目标协同联合调度风险决策评估指标体系；研究水库、调水工程、分蓄洪区、涵闸泵站等水工程多区域协调防洪调度、联合供水调度、水环境保障及水生态调控技术；研究以“三水”多目标融合协同为重点的长江流域水工程群联合调度方案；研究水工程多目标联合智能调度技术，建立面向流域多区域防洪与水资源配置、水环境保护及水生态修复于一体的水工程多目标协同智能调度模型，并在长江流域开展示范应用。

考核指标：

长江中下游干流防御标准洪水超额洪量减少5%

—51—以上；纳入长江流域年度联合调度运用计划的水电站弃水量减少3%以上，长江中下游干流重要控制断面水库蓄水期平均流量增加500m3/s以上；开展促进鱼类自然繁殖的长江上游控制性水库群联合生态调度试验不少于2次；长江中游干流入洞庭湖“三口”的断流时间减少2%；建立1套适应长江流域特点的水工程多目标协同联合智能调度模型，在长江流域水工程联合调度中开展应用示范，水工程规模不少于100座；形成以“三水”融合协同为重点的长江流域水工程调度方案1套，并被长江流域相关调度管理机构采纳；形成相关行业标准规范征求意见稿不少于1项。

2.3黄河流域多目标协同水沙调控关键技术

研究内容：

针对黄河水沙调控工程的功能布局和运用方式对水生态系统考虑不足、泥沙调控技术和丰水年径流利用率仍待提高、水库群联合调度系统仍然空白的问题，研究黄河水沙变化和水资源梯级开发对河流生态环境的影响与累积效应，揭示水库群调度下水一沙一生态多维互馈关系与耦合机制。

基于防洪减淤、供水、生态环境质量改善、发电等多目标需求，提出不同来水情势下黄河重要断面（河段）的水一沙一温阈值和适宜水沙过程。

研究水库群水一沙一生态多目标协同调度技术，建立复杂系统可持续运行的定向控制方法，创建梯级水库群多维协同控制原理及调度技术。

优化水沙调控体系的适宜格局和功能配置，科学确定古贤、

—52—黑山峡和碛口水库等待建工程的功能定位和规模，提出多时空尺度、多维功能协同的全河水沙调控模式、原则和极端洪（枯）水沙情境应对策略。

考核指标：

黄河干流主要断面基本生态流量及过程的保障程度提高10%以上，梯级水库防洪减淤和供水发电综合效益提升5%以上，黄河下游河道输沙能力提高5〜10%、下游和内蒙古河段最小过流能力维持在5000m3/s和2200m3/s以上；提出兼顾行洪输沙一生态环境一社会经济多过程的协同调度方案与梯级水库群协同调度规则和模式、提出针对不同水沙情境流域水沙联合调控技术体系，并在黄河流域3座以上大型水库调度中应用示范；提出适应未来水沙变化、支撑黄河流域生态保护和高质量发展国家战略的水沙调控工程体系配置格局与中长期调控对策，并被流域机构采纳。

2.4黄河宁蒙灌区节水一控盐一减污一生态保护技术研究与示范

研究内容：

针对灌区用水粗放、但过度节水将危及生态和粮食安全的问题，分析不同程度节水的生态响应和土壤盐渍化演变规律，研究灌区山水林田湖草系统的适宜结构和灌溉规模。

研究控盐保墙秋浇/冬灌的定额科学确定方法，优化灌溉技术和灌溉制度，研发节水一控盐一减污技术与产品，评价高效节水、面源削

—53—减、灌排协同和水肥一体化等技术与产品的适用性。

研发灌区生态水文模型，揭示水一盐一污一生交互作用机理和耦合机制，分析提出可基本维