淮北平原区水资源多目标立体调蓄系统及实践

2018-07-06

  一、项目名称:淮北平原区水资源多目标立体调蓄系统及实践

  二、获奖年份、奖项名称及等级:2016年度大禹奖一等奖

  三、主要完成单位:安徽省(水利部淮河水利委员会)水利科学研究院(水利水资源安徽省重点实验室)、水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院、中国水利水电科研研究院、淮河水资源保护科学研究所、安徽省蚌埠市水利勘测设计院、阜阳市水资源管理处

  四、主要完成人员:王振龙、严登华、鲍振鑫、程绪水、刘猛、秦天玲、陈小凤、王小军、李瑞、袁红武、王发信、林锦、胡军、李欣燕、刘超

  五、成果介绍:

  成果属于水利领域的防洪减灾和水文水资源技术学科,涉及水利、农业、气象、土壤、经济社会和系统工程等多学科。 主要内容:以淮北平原为研究区域,紧密围绕平原区涝渍强排及排蓄联控阶段农田涝渍旱综合治理实践需求,按照“资料收集与实验观测-规律与机理识别-调蓄模式构建-阈值确定-制度优化与工程布局-工程实践”的思路开展研究,通过水资源与旱涝灾害规律、水资源与涝渍灾害演变机理、水资源多目标立体调蓄模式、关键调蓄要素阈值确定、典型区工程实践等五个方面的研究,得到淮北平原区水资源与旱涝灾害规律与演变机理、水资源多目标立体调蓄模式和调蓄要素关键阈值和基于“三涝两渍三控”工程系统总体调控的地表水、土壤水、地下水调蓄工程方案,并分别在淮北平原固镇县、毫州城北灌区及典型区进行了区域水资源立体调蓄多年实践应用与检验,实现了涝渍旱均衡治理和作物增产及地下水保护。 发表论文62篇,其中SCI 23篇,EI10篇;论著10部;培养博士后、博士、硕士16人;专利和软件著作权9项。 课题参加人员中3人次获国家级荣誉称号,11人获晋职,并形成一支年轻的淮北平原农田水资源调蓄研究团队。 特点:(1)从水文循环要素和水资源要素演变机理出发,来研究揭示涝渍规律更为科学;(2)完善了区域水资源调控理论体系;(3)提高了淮北平原旱涝灾害应对水平;(4)提出了地下水安全开采理论和评价技术;(5)显著提高了水资源调蓄技术水平。首次提出“三涝两渍三控”立体调蓄工程系统工程参数与布置形式,总体调控原则:适度排水,适时蓄水,以蓄促补,排蓄联控。既是一项填补淮北平原水资源立体调蓄高效利用技术空白的研究成果,又是一项适用于优化灌溉、水利建设及涝渍旱均衡治理决策的应用性新成果。 促进行业科技进步:成果(1)解决了调蓄要素演变与机理识别的关键技术问题;(2)解决了调蓄要素阈值确定的关键技术问题;(3)解决了调蓄模式与工程方案构建的关键技术问题。在淮北平原区水资源及涝渍灾害演变研究、水资源管理、产学研水平等方面推动学科发展起到重要作用。提出的多目标立体调蓄模式、要素阈值和工程参数是对水资源调控技术的补充完善,也弥补了国内同类研究中的不足。成果推动了多学科交叉融合,将传统水文学、地下水、农田水利学等学科进行交叉融合,拓展了学科综合应用领域,提升了学科综合应用水平;提出多层级地下水调蓄阈值,推动了地下水调控理论与技术的应用和发展;推动变化环境下水文循环及水资源演变研究与精细化管理学科的进步。 应用推广情况:成果已在淮北平原灌排规划、土壤墒情监测、抗旱系统建设、农田水利规划、水资源开发利用与保护等得到广泛应用。估算统计,在淮北平原建设实施农田排水、大沟蓄水及灌溉工程体系面积累计达2660万亩,经测算,排涝降渍、节水增产综合效益每年95亿元左右,占2014年淮北平原国内生产总值(GDP)的0.5%,经济效益显著。通过农田沟网闸坝蓄水,浅层地下水位普遍升高0.8~1.5m,75%年型增加水资源量及减少地表径流量16.5亿m3;通过对农田排水系统的改造和管理制度的优化,减少了约80%氮和60%磷的流失量。具有广阔的推广应用前景。

河道节制闸蓄水

黄河下游河槽形态变化示意图

蒙城北淝河橡胶坝

农田排水沟