国家级科技平台建设和学术团队运行管理的思考——以水文水资源与水利工程科学国家重点实验室为例

本文围绕国家级平台建设的理念和学术团队运行管理要求,以水文水资源与水利工程科学国家重点实验室为例,简要介绍了该实验室科技平台建设特色、学术团队管理特点以及取得的成效。

“一带一路”倡议下国家重点实验室国际化建设新使命——以水文水资源与水利工程科学国家重点实验室为例

“一带一路”倡议的提出为国家重点实验室国际化发展提供了机遇,本文以水文水资源与水利工程科学国家重点实验室为例,从国际合作机制、学术交流平台、国内外人才引进力度等方面分析了国家重点实验室的国际化建设的途径。提出了搭建平台、聘用制改革、任期目标责任制等管理模式,以推进实验室的国际化建设。

水科学与水工程研究基地建设探讨——水文水资源与水利工程科学国家重点实验室建设情况

国家针对水问题的复杂性和经济社会发展的重大需求,依据不同特色和定位,布局了水科学与水工程领域的国家重点实验室。本文介绍了水文水资源与水利工程科学国家重点实验室运行的基本情况、研究方向与主要内容、科研成果及运行管理办法和经验体会,以期为建设好国家级科研平台提供参考。

“四水四定”最严格水资源管理管控指标研究

“四水四定”最严格水资源管理管控指标是水资源刚性约束制度的重要组成部分,是贯彻落实《节约用水条例》的重要抓手,“四水四定”的研究有助于推动用水方式由粗放向集约节约转变。通过分析“四水四定”的水是什么水、四定是什么的内涵,提出水资源的管控指标、经济社会发展保障及涉水均衡协调指标等;按照“城、地、人、产”用户维度和发展—水流—生态维度,构建了“四水四定”管控指标体系。文章以江苏沛县为例,从管控指标库的构建,以及考虑代表性、独立性、可比性和实用性四个方面的特征,建立了沛县的“四水四定”水资源刚性约束指标及目标,为各地正在开展的建立刚性约束制度和“四水四定”建设方案提供参考。

重大水利工程大坝深水检测及突发事件监测预警与应急处置研究及应用

中国高坝建设水平世界领先,但安全运行保障水平相对滞后,应对洪水、强震、地质灾害、异常干旱或低温、恐怖破坏等极端事件的应急保障能力相对薄弱,安全风险不容忽视。从基础与应用基础、应用技术研发、集成示范与推广3个层面进行综述,包括:非常规条件下大坝性能演化与灾变机理、极端条件下大坝安全诊断和风险控制、大坝失事早期预警标准与应急响应机制等基础理论研究;大坝深水检测载人潜水器、大坝深水渗漏探测、深孔泄水建筑物疏堵与闸门修复、大坝突发事件应急监测与隐患快速探测、深水环境大坝缺陷修补、极端条件下大坝应急抢险与损毁快速修复等关键技术研发;100 m级深水环境大坝安全检测技术集成示范,极端条件下大坝溃决早期预警与应急处置技术推广应用。对最新研究进行了综述和总结,并对今后的主要发展方向提出了建议。

基于淮安市淮阴区“四水四定”试点的水资源刚性约束制度探讨

建立水资源刚性约束制度,落实以水定城、以水定地、以水定人、以水定产,对于实现区域水资源的可持续利用具有重要意义。以江苏省首批水资源刚性约束试点地区淮安市淮阴区为例,分析了淮阴区可持续发展与水资源刚性约束制度建设的必要性。以水资源为刚性约束,构建了淮阴区“四水四定”13项指标体系,解析了刚性约束制度体系内涵,构建了淮阴区水资源刚性约束制度体系,提出制定水资源调度制度、建立淮阴区水资源费征收准则等建议。

沿海中小河流域地表-地下水库联合调控洪水资源利用研究:Ⅰ.方法与模型

针对沿海中小河流域地表-地下水库复杂工程系统,因缺少联合调控方法而导致洪水资源利用难的问题,解析地表-地下水库系统结构与功能,定量模拟地表水库调度、闸坝调控下河流和地下水动力过程,并利用智能替代模型提升水动力过程计算速度;在此基础上通过研发时/日/月多时间尺度模型耦合嵌套方法,构建了兼顾计算精度与效率的地表-地下水库联合调控模型。该模型实现了洪水、地表-地下水相互作用和供水等时间尺度差异明显的调节过程的统一调配,可为沿海中小河流域洪水资源利用提供新思路与技术支撑。

国家重点实验室大型仪器设备的统建共管与开放共享机制探讨

国家重点实验室大型仪器设备逐步增多,大型仪器设备的建设管理、开放共享的机制与措施就具有特别重要的意义。大型仪器设备的管理要更新观念,建设公共实验平台,实行开放共享,达到仪器设备使用效率最大化,为基础研究和重大工程技术创新提供有力支撑。

基于分层需水的水资源均衡配置研究

水资源配置是缓解区域水资源供需矛盾、均衡水与发展的关键措施。根据新时期水资源精细化管理的有关要求,以农业、工业、生活、生态用水户为对象,基于分层需水相关理论和已有成果,提出了刚性需水、弹性需水的计算方法;综合考虑社会、经济、环境效益,构建了面向分层需水的水资源优化配置模型,采用NSGA-Ⅲ算法与EMW-TOPSIS法求解得到4种效益配置方案;以用水基尼系数表征配置单元间、用水户间的用水公平性,对非劣解集内配置方案的用水公平性进行评价,筛选出兼顾用水公平和效益的均衡配置方案;最后以宁夏回族自治区为典型研究区,进行案例应用。结果表明:均衡配置方案下,2025年宁夏全区总缺水量为10.74×10^(8)m^(3),经济效益为2182.6×10^(8)元,污染物排放量为162.78 t,该方案对应的全区用水基尼系数为0.98,配置单元间、不同用水户间用水公平性较高;与现状年相比,均衡配置方案对应的全区地下水开采量减少了0.91×10^(8)m^(3),降幅超过16.1%,地下水供水量占总供水量比例下降1.3%,进一步优化了自治区供水结构。本研究提出的水资源均衡配置思路与方法可为水资源短缺地区均衡配置提供借鉴,也可为新时期落实水资源刚性约束制度提供技术支撑。

以评促建,加强国家重点实验室建设运行管理

该文论述了以国家重点实验室评估为契机,以评估标准为指南,结合实验室的具体问题和特点,认真总结梳理,寻找差距和不足,全面加强实验室的建设和管理,以良好的状态接受评估。

土地资源价值核算对水利工程经济评价的影响

对土地资源价值理论和土地资源价值的构成进行了深入的分析,并结合实例,将土地资源本身价值纳入水利工程经济评价范畴,探讨了土地资源价值对水利工程经济评价的影响,结果表明,对水库淹没的土地资源的价值量进行核算,同不考虑资源本身价值相比,将对水利建设项目的经济评价产生重大影响。

区域水资源利用系统之水-能关系研究

为促进水资源管理与能源利用的协调发展,推动节水节能减碳,通过分析水资源利用系统不同水源的“蓄-引-提-抽-调”取水过程以及供水系统“取-供-配-排-净-回”流转过程之间的水能关系,结合江苏实际,依据2020年各地对不同水源的取用水情况,建立了江水北调工程各站的调水能耗及江苏省水资源利用系统的水-能关系,为推动水资源及生态环境的可持续发展提供参考。

宿迁黄河故道片区水资源供需分析及配置研究

为保障宿迁黄河故道片区水资源供给,构建格局合理、多源互补、水流畅通的供水水网,开展宿迁黄河故道片区水资源供需分析及配置研究。基于区域水资源利用开发现状和配置格局,对区域规划水平年需水和供水进行分析计算,并进行水资源优化配置。结果表明,宿迁黄河故道片区在近期规划水平年2025年和中期规划水平年2030年90%保证率下存在缺水。因此,建议开展朱海站工程、龙岗枢纽工程和洋河引水工程三大工程的建设,解决宿迁黄河故道片区规划水平年用水缺口,优化水资源配置。

新一代水文模拟系统的流域嵌套式强化观测方案设计——以新安江水文水资源实验站改建项目为例

气候变化和高强度的人类活动对水文循环及其时空演变规律产生了重要影响,原有研究成果已不能真实反映现代条件下的水文变化规律。作为概念性模型的代表,新安江模型已不能适应变化环境下流域综合水文要素的模拟,因此有大量应用基础研究工作亟需加强。为解决这一难题,文章以新安江水文水资源实验站改建项目为例,阐述嵌套式强化观测流域设计方案的应用,在原有设施基础上,嵌套增建了原型小流域及坡地水文综合要素观测场、嵌套式强化观测流域、水文综合实验与分析测试中心及远程接收中心。结果表明该设计方案能够有效的提升数据资源类型及涵盖面,为发展新一代水文模型系统提供数据支撑,为建设流域大气-水文-生态综合模型提供科学依据。

基于GWAS模型的武安市水资源优化配置

为缓解河北武安市水资源供需不平衡的突出矛盾,立足水资源精细化管理的需求,构建了武安市GWAS(general water allocation and simulation)模型,并开展规划年(2025年与2030年)不同情景下武安市各乡镇水资源优化配置研究。结果表明:2025年和2030年,平水情景(P=50%)下模型优化配置水量基本可以满足各乡镇水量需求,枯水情景(P=75%)下各乡镇存在不同程度的缺水情况;全市普遍农业缺水,2025年平枯情景农业缺水率分别为6.45%和44.11%,2030年平枯情景农业缺水率分别为5.05%和42.47%;优化后的供水结构改善效果显著,地下水供水量占比在各规划年平枯情景下均有所下降。

水利工程风险分析研究现状综述

将水利工程风险分析分为单一和综合两种情况进行归纳分析。总结了风险分析在水利工程中应用的各种分析方法,并就各种方法在研究应用中的适用条件、相关关系和优缺点进行评述。指出单一风险在水利工程中的应用主要以数理统计方法为主,分析水利工程的随机不确定性。综合风险能够考虑水利工程的随机、模糊和灰色等不确定性,但存在着相关性、一致性、行为因素影响分析等技术难点。给出了正确选择评价方法、结合失事后果进行分析等一些建议。

环境变化对流域水文水资源的影响评估及不确定性研究进展

综述了区分气候变化和人类活动对水文要素影响的研究方法,提出当前研究中应将流域水文过程变化的环境因素来源分为气候自然变异、人为气候变化和人类活动三个方面,并给出了方法体系;基于环境变化下流域水文过程的复杂不确定性,详细剖析了环境变化下流域水文过程的不确定性来源,总结了常用的不确定性评估方法,并介绍了针对定性不确定性(奈特不确定性)评估的信息差距理论。指出为提高减缓和适应环境变化能力,未来应加强以气候自然变异、人为气候变化和人类活动三源分解的环境变化影响研究;不确定性分析应成为环境模拟的固有组成部分,在影响评价中应注重不确定性的评估,并应加强不确定性信息在流域管理决策中的应用研究以及流域风险管理研究。

基于水利益共享的跨境流域水资源多目标分配研究——以澜沧江-湄公河为例

以水利益共享代替分水的理念有利于充分发挥水资源效益和减少区域矛盾冲突,但由于缺乏具体可实施的分配模式一直停留在设想阶段。基于水利益共享理念,建立跨境流域水资源多目标分配指标体系,并结合澜沧江-湄公河流域跨境水资源利用现状及需求,提出澜沧江-湄公河流域跨境水资源多目标分配模型。为基于水利益共享的跨境水资源多目标分配提供了具有充分可操作性的指标体系和分配模型,有助于推进跨境流域水利益共享的实施,实现区域双边或多边在水资源利用上的共赢和发展目标。

气候变化对乌江流域水文水资源的影响

利用贵州省36个国家标准气象站1960—2008年实测日降水、日气温资料和1956—2000年实测月流量资料以及IPCC第4次评估报告发布的24个GCMs月气温和降水资料,采用基于ArcGIS的地理分析模块建立的气温-降水-径流关系及双参数气候径流弹性指数方法,分析了气候变化对贵州省思南以上乌江流域水文水资源的影响.结果表明：如降水增加20%,在气温保持不变时,径流将增加22%左右;在气温升高0.8℃时,径流仅增加17%;在气温降低0.5℃时,径流则增加27%以上.可见,贵州省思南以上乌江流域径流与降水显著正相关,与气温微弱负相关,而且径流对降水减少更敏感.气候径流弹性指数分析表明：降水增加1%时,径流相应增加1.15%~1.69%,降水减少1%时,径流则相应减少1.46%~1.69%.

我国水文水资源领域技术需求分析及推广应用

分析了我国水文水资源领域的科技现状及其发展趋势,剖析了我国水文水资源技术领域存在的主要问题。结合我国的基本国情,认识经济社会发展对水文水资源提出的科技需求,在总结近年来国内水文水资源领域的科技创新、技术进步及其实践效果的基础上,提出近期水文水资源领域适于推广转化的重点技术。