长江水利委员会长江科学院：科技治水铸丰碑

见证来到长科院的30余年,我荣幸地见证了长科院与祖国共同奋进、共同辉煌的历程。30余年来,长科院科技人才队伍从数百人发展至千余人,博硕士人才从10余人增长至占比64%,学科专业数量从几个拓展至近20个,工作环境和科研条件从简陋逐步走向现代化。我们建成了世界规模最大的河工模型,围绕以防洪为中心的“治江三阶段”方略、三峡工程和南水北调等重大水利工程建设、长江治理与开发、长江大保护等取得了一系列科技成就,为治水治江事业提供了有力科技支撑。

长江科学院三峡工程科研工作综述

在近半个世纪里 ,长江科学院围绕着三峡工程 ,全方位、全过程地开展了科研工作 ,是三峡工程科研项目的主要承担者 ,在三峡工程建设的不同阶段和不同专业领域提供了大量的科研成果。主要研究领域包括 :工程泥沙、工程水力学、岩石力学、土力学、水工建筑物结构、工程材料、爆破技术、工程安全监测等。长江科学院的科研成果对解决三峡工程重大技术问题 ,推进论证 ,制定重要的工程措施发挥了重大作用。

长江科学院综合管理信息系统建设与运行管理

针对长江科学院综合管理信息系统"以人为本、以项目管理为主线"的建设理念,分析建设目标与原则、建设步骤、系统构架、技术路线等系统建设策略。根据系统注重规划与顶层设计,要求管理思想统一、信息标准化、运行环境集成、业务子系统联动、基础数据共享的特点,设计了系统的业务系统、公共信息库、综合查询与个人中心、一卡通工程等主要建设内容。介绍系统的运行管理经验和运行效果。

长江流域发展水利新质生产力路径探析

结合新阶段长江治理保护的基本特征和面临的挑战,分析新阶段流域高水平保护、高水平安全和高质量发展对科技创新的迫切需求,探讨推动发展水利新质生产力的重要任务,提出通过科技创新催生生态水利、智慧流域、绿色经济带、美丽长江建设等新产业的可行路径。

长江科学院综合管理信息系统建设的人文思考

近年来,在我国的信息化建设中,非常成功的案例为少数,许多好的技术架构与手段应用以后,效果平平,而一些简单的系统,因参与者热情高,不断改进、发展、完善,最终成为单位的管理平台。这说明在信息化过程中,除了技术手段之外,更重要的是要注重信息系统建设方面的人文思考。介绍了在长江科学院综合管理信息系统建设中的主要人文因素,特别是对以往办公自动化建设方面的得失进行了回顾分析与反思。提出了管理信息系统建设中应重点关注的人文要素,并对管理信息系统建设的人文效果做了预测。

长江中下游岸线大型临江港区工程水土保持设计探讨

为有效防治长江中下游岸线大型临江港区工程建设可能造成的水土流失,以武汉新港阳逻港区三作业区一期工程为例,分析了设计和施工中面临的平面布置制约因素多、土石方工程量大、生态环境敏感性强、施工组织复杂、水土流失风险高等难点。针对上述问题,提出了从水土保持角度优化工程布局和施工组织设计,制定完善的水土流失防治措施体系,采取蓄、渗、滞、排的雨洪集蓄利用技术等建议。经多年运行,工程经济、社会、生态效益显著,设计思路可为同类工程水土保持设计提供借鉴。

长江中下游崩岸险情智能感知预警与防治关键技术研究构想及成果展望

崩岸是长江中下游河道自然演变的常见形式,严重威胁防洪安全、航道畅通及沿江经济基础设施正常运行甚至是人民生命财产安全。三峡工程等水利水电工程建成运行引起长江中下游水沙情势显著改变,近年来,中下游河道持续冲刷、局部河势调整、崩岸频发,造成多方面不利影响。尽管以往已开展了相关研究并进行了治理,但由于影响因素众多,崩岸机理复杂,隐蔽性、突发性和随机性强,预警及治理难度依然很大。本文以“崩岸机理揭示—大范围筛查—介入式监测—多尺度预警—系统化防治”为总体思路开展研究,围绕流-固耦合作用下的崩岸机理与险情智能筛查、河道岸坡土体全要素实时感知及崩岸模拟预警技术、耦合河势控制措施的崩岸系统防治技术等关键科学技术问题,重点研究持续冲刷下河势变化与崩岸动态响应关系,研发多源信息融合的崩岸险情智能筛查技术、河道岸坡全要素一体化智能感知技术、多尺度河道崩岸预测与预警技术,以及耦合河势控制措施的崩岸系统防治技术,旨在揭示持续冲刷条件下长江中下游崩岸发生的驱动因素及内在机理,研发崩岸险情智能感知预警及防治关键技术,实现崩岸险情智能筛查、多要素监测、动态预警与系统防治。研究有望显著提高长江中下游河道崩岸发生的预见性和治理技术水平,促进崩岸从灾后抢护向灾前预防转变,为河道系统治理和水安全保障能力提升提供科技支撑。

长江流域建立水资源刚性约束制度的关键问题与对策研究

南方丰水地区建立水资源刚性约束制度,是为了更好地促进生态环境高水平保护和经济社会高质量发展。基于长江流域水资源开发利用、管理现状及特点,分析了长江流域建立水资源刚性约束制度需重点研究的关键问题,并从水资源和水环境承载能力、用水定额标准、计量监测、水资源规划论证、监管考核和市场机制等方面,提出长江流域建立水资源刚性约束制度的对策建议。

长江流域水源涵养服务价值及其空间转移评估

水源涵养服务价值在不同区域之间的转移是流域上下游之间进行横向生态补偿需要考虑的关键内容。然而,水源涵养服务价值的转移依赖于流域的水文循环路径和河流的水量输送。现有的生态系统服务价值转移量评估方法缺乏对水源涵养服务转移中水文特征的描述,评估结果的合理性有待加强。针对此问题,从转移方向和转移路径2个方面改进断裂点-场强模型,通过引入河流方向系数判断流域上下游以及干支流地区之间的水力联系,在水源涵养服务转移评估中考虑河流的水文特征,并在长江流域应用,提高评估结果的合理性与可用性。结果表明,2020年长江流域水源涵养量为11 538.45亿m3,水源涵养服务的价值量为11 953.83亿元。相比现有模型的评估结果,研究改进的断裂点-场强模型突出了水源涵养服务价值从流域上游向下游转移的特征、增加了转移强度和范围。长江流域水源涵养服务价值的转出量由大到小依次为:四川>江西>湖南>贵州>湖北>安徽>重庆>云南>浙江>青海>陕西>广西>西藏>河南;各省份水源涵养服务价值的转入量由大到小依次为:云南>安徽>湖北>重庆>江苏>湖南>四川>上海>西藏。

3S技术在长江水利中的应用及展望

结合水利行业的分工分析了地理信息系统 (GIS)、遥感 (RS)和全球定位系统 (GPS)即“3S”技术在长江防洪救灾、水利规划、水资源管理及决策、湖泊和河道变迁分析模拟及预测、水环境污染监测、水工程勘察设计、水土流失动态监测、水土保持规划、水利经济、移民规划和在血吸虫防治等方面的应用 ,总结了国内在这方面已做过的工作 ,展望了“3S”技术在长江水利事业中的应用前景—数字长江。说明了目前在长江水利中“3S”技术的应用已取得一定的进展 ,但许多更深入的工作还有待开展 ,随着计算机技术的发展 ,“3S”技术将渗透到长江水利事业的每一个角落 ,能较大程度地提高工作效率和决策水平 。

长江水利枢纽工程泥沙问题研究进展

对长江水利委员会成立以来有关长江干支流水利枢纽泥沙问题研究的主要成果作了简要综述。包括丹江口水利枢纽水库淤积和坝下游河道冲刷,葛洲坝水利枢纽河势规划与枢纽布置,三峡水利枢纽水库长期使用、枢纽布置和坝下游河道冲刷等方面的研究成果。

长江水利科研发展成就与展望

长江水利科研是在治水治江重大需求驱动下逐渐发展起来的,特别是与重大水利工程的规划、设计、建设、运行和管理过程中出现的科技难题密切相关。从科研发展的重要因素科技支撑体系、重大水利工程建设和科技人才培养等方面回顾了长江水利科研发展历程,在此基础上,讨论随着治水治江需求的变化和科研手段的进步,治水治江科研对象、科研方法和计算机及信息技术应用对于水利科研带来的影响。最后,根据目前长江水利科研面临的新形势、新问题及新要求,提出未来水利科技发展方向,即在解决流域综合管理能力、流域水资源保护及水利工程体系运行和管理中的关键科技问题中进一步发展。

三峡水库运行前后长江中下游干流及两湖的径流过程变化

为探索三峡水库运行前后长江中下游干流及两湖径流过程的变化及其驱动因素,利用宜昌、监利、大通、七里山、湖口共5个水文站的流量资料,分析了各站径流过程的变化特征及其成因。结论:(1)各站年径流量均减少,但除七里山站之外,其它各站减少比例均小于10%且变化不显著;(2)干流各站月径流量最大减幅发生在10月,而七里山站、湖口站分别发生在7月、4月;(3)干流各站月径流量最大增幅发生在3月,而七里山站、湖口站分别发生在1月、6月;(4)宜昌站,1-4月径流量增加是三峡水库入库径流增加和水库调度的共同作用结果,6-8月径流量减少的主因是三峡水库入库径流量减少,5、9、10月径流量变化的主因是三峡水库调度;(5)监利站,径流量的变化与宜昌站表现出高度的一致性,但冬季各月径流量的增幅均大于宜昌站;(6)大通站,4-6月径流量变化方向与湖口站一致,其它月份变化方向均与宜昌站一致。(7)七里山站,7月径流量减少的主因是洞庭湖流域来水减少,9、10月径流量减少的主要原因是荆江分流减少,但洞庭湖流域来水减少也是重要原因。(8)湖口站,4、5月径流量减少的主因是流域降水减少,9、10月径流量减少的主要原因是鄱阳湖汛期水位降低、低水位提前、蓄水量减少。

长江流域河湖近期演变与保护研究进展

在全球气候变化和强人类活动影响下,长江流域水沙情势、河湖演变等正发生持续而深刻的变化,会对流域水旱灾害防治、水资源利用、水环境保护和水生态安全产生深远的影响。简要概述了长江流域河湖水系现状分布的基本特征,分析了人类活动及气候变化双重影响下长江源区、干支流及通江湖泊的水沙输移变化特点,阐述了江源地区河湖演变、上游典型水库淤积、中下游河道演变及通江湖泊冲淤调整的响应特征。围绕河湖生态流量保障、水质保护与改善、水生态系统保护及河湖地貌形态保护与修复4个方面,梳理总结了近年来长江流域在江河湖库保护与治理方面的研究进展和取得的成效。针对当前研究现状与存在问题,提出了未来研究工作应关注的重点方向和内容,可为长江流域河湖保护与治理研究工作提供参考。

长江中下游干流河道洪中枯水位统筹治理探讨

长江中下游干流河道治理事关长江中下游区域的防洪安全和社会经济发展大局。在分析长江中下游干流河道自然属性与社会属性的基础上,剖析了不同水位下河道治理与河道属性的关系,探讨了长江中下游干流河道洪中枯水统筹治理的思路,提出了“枯水期给水流以定路、中水期给水流以顺路、洪水期给洪水以出路”的统筹治理目标。

新形势下长江中下游河道治理与保护长效机制探讨

加强长江中下游河道治理与保护,是保障中下游地区防洪安全、生态安全、供水安全、通航安全和河势稳定的基础。在分析三峡水库蓄水运用以来长江中下游河道水沙条件、河床冲淤、江湖关系变化的基础上,全面梳理了长江中下游河道治理与保护存在的主要问题和面临的新形势,围绕持续做好河道监测、滚动研究、崩岸预警、崩岸应急抢护、护岸岁修加固等工作,对长江中下游河道治理与保护长效机制进行了探讨。

梯级水库对长江水沙过程影响初探

长江中上游干流及主要支流正在进行大规模水电开发,按目前的规划和建设步伐,在未来20～30年,这些河段将形成一系列梯级水库.根据近20年来水文观测和资料统计,初步分析了长江水沙变化情况和发生变化的原因;通过一些已建大型水库的观测资料,分析了水库对泥沙输移规律的影响方式和程度;最后,提出减小梯级水库对长江生态环境影响的对策和建议.分析表明:长江的水沙过程已经发生变化,绝大多数河段输沙量明显减少;梯级水库的建设是输沙量减少的主要因素之一;梯级水库建设不仅使输沙量和径流量减少,而且显著改变了天然河流的水沙过程,给长江中下游及河口地区生态环境带来一定影响.为了减小梯级水库对河流自然属性的影响,必须转变长江治理的思路,由江河治理向科学管理转变,利用洪水冲沙和水库群的优化调度,尽量维持河流的自然属性.

长江中下游分汊河道洪枯期主支汊易位机制探讨

分汊河段广泛存在于自然界的河流中,其主支汊易位关系到河势、防洪、供水及航运等诸多方面。本文以长江中下游分汊河道为对象,采用水文变异与河道演变分析等方法,分析了主支汊洪枯期交替分类与区域特征,剖析了主支汊洪枯易位主导因素,探讨了洪枯转换下分汊河道主支汊易位机制。研究表明:长江中下游主支汊洪枯交替型河段主要集中在中游宜都至黄石河段,洪枯非交替型河段主要集中在苇源口河段以下,中游河段流量、含沙量、水位、水面比降等条件有利于洪枯期主支汊易位的形成;驱动因素分析表明,主支汊洪枯易位类型主要有主支汊分流比差异小、洪枯期汊道来流条件差异大和洪枯期主支汊过流能力差异大三种;洪水主汊上游有高水位下吸纳主流的阶梯式边滩、洪枯水流惯性差异明显和“大水趋直、小水坐弯”等情况,易导致主支汊易位。

新形势下长江中下游干流河道治理思路探讨

长江中下游干流河道治理事关长江经济带的防洪安全和经济社会发展大局。在回顾长江中下游干流河道治理历程及思路转变的基础上,分析了干流河道治理存在的主要问题、面临的新形势与新需求,探讨了新形势下长江中下游干流河道治理的思路。长江中下游干流河道治理核心在于治水,后续应在塑造优良河势的基础上,构建泄洪通道、黄金航道、经济廊道、生态通道、文化通道等五大战略通道。