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复杂河网多目标水力调控关键技术与应用
  2015-02-13 10:42  

  一.项目名称:

  复杂河网多目标水力调控关键技术与应用

  二.获奖年份、奖项名称及等级:

  2014年,国家科学技术进步奖,二等奖

  三.主要完成人:

  唐洪武、王船海、肖洋、何华松、郑金海、王玲玲、顾正华、虞邦义、张蔚、程绪水

  四.主要完成单位:

  河海大学,中水淮河规划设计研究有限公司,浙江大学,安徽省(水利部淮河水利委员会)水利科学研究院,淮河流域水资源保护局

  五.成果介绍:

  本项目属水利工程领域中的水利工程规划、调度与管理领域。

  我国河网主要分布在东部平原地区,这些地区河网密布、湖泊众多,地势低洼、水流往复,闸泵等工程众多,水动力过程极为复杂。同时,这些地区洪涝灾害频发,水环境形势严峻,航道受阻、供水不足等水问题也时有发生,治理需考虑防洪治涝、水环境、水资源、水生态、航运等多目标需求。导致上述水问题的主要原因是水动力时空分布变异,而利用工程改善水动力过程(水力调控)是解决河网区水动力问题的主要措施。经过新中国60余年建设,平原河网地区初步形成了闸、泵等水利工程体系,具备了通过工程调控水动力时空分布的基础。因此,发展多目标水力调控理论方法和关键技术,实现水动力时空特征的再构造,是解决目前复杂河网地区所面临水污染、水资源、水生态等新老问题综合治理的重要途径。国内外还没有成熟的理论和技术可供借鉴。项目组结合淮河、太湖等流域规划、防洪、水污染控制等实践,在国家基金、863项目、部委计划、重大工程科研等70余项课题资助下,历经10余年,开展了产、学、研联盟协同攻关,形成主要创新成果如下:

  1、构建了一套复杂河网工程调控与水动力耦合互馈精确模拟方法,解决了复杂河网模拟工程多、要素多、规模大带来的精确定量难题,为实现水动力时空分布的再构造提供了理论支撑,在模拟理论方法上有新突破。

  2、提出了智能模型与机理模型的等价原理和“调控—工程—水动力”作用机理辨识方法,首次建立了具有先验知识概念和智能化特征多目标水力调控智能决策方法(图1),攻克了多目标动态平衡下的实时决策难题,为水安全问题综合治理、流域综合规划与管理奠定了理论基础。

 

  

  1 河网多目标水力调控决策技术

  3、创建了多目标水力调控成套实用技术,在复杂河网水资源调控、多目标群闸自动调度、闸下水力自动冲淤等技术方面拥有自主知识产权。

  本成果获省部级科技进步一等奖1 项,二等奖3 项,授权发明专利4 项、实用新型专利3 项、软件著作权7 项,申请发明专利2 项;出版著作2 部,在国内外权威期刊上发表论文70 余篇;部分成果被国家标准、行业标准和行业设计手册采纳。在淮河干流(图2)、太湖流域、上海世博园区(图3)、珠江三角洲等多个流域30多个复杂河网中得到成功应用,近3年节省工程投资及运行管理费3亿多元,产生防洪、供水、水资源、水环境和生态等效益数十亿元,社会效益显著。还可为中央实施按“三条红线”控制最严格水资源管理制度提供有力的理论及技术支撑,应用前景广阔。

  2 淮河流域行蓄洪区防洪-移民-生态环境综合治理

 

  3 上海浦东世博园区水环境-防洪调控


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