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        長(zhǎng)江泥沙調(diào)控及干流河道演變與治理技術(shù)研究

        2017-12-28 08:57:48盧金友
        中國(guó)環(huán)境管理 2017年6期
        關(guān)鍵詞:泥沙河流長(zhǎng)江

        盧金友

        (長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江科學(xué)院,武漢 430010)

        長(zhǎng)江泥沙調(diào)控及干流河道演變與治理技術(shù)研究

        盧金友

        (長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江科學(xué)院,武漢 430010)

        長(zhǎng)江流域面積180萬(wàn)km2,人口和國(guó)民生產(chǎn)總值均超過(guò)全國(guó)的40%,是我國(guó)水資源配置的戰(zhàn)略水源地、水電開(kāi)發(fā)的主要基地、連接?xùn)|中西部的“黃金水道”和珍稀水生生物的天然寶庫(kù),在我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中具有非常重要的戰(zhàn)略地位。近些年來(lái),在自然條件和人類活動(dòng)的雙重影響下,長(zhǎng)江泥沙時(shí)空分布與產(chǎn)輸過(guò)程發(fā)生了重大變化,給河流開(kāi)發(fā)利用與保護(hù)均帶來(lái)了顯著影響,而沿江經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)不斷對(duì)長(zhǎng)江泥沙提出調(diào)控要求。同時(shí),河流工程建設(shè)和泥沙資源化利用的發(fā)展也使長(zhǎng)江泥沙調(diào)控具備了基本條件。但泥沙兼具災(zāi)害性與資源性,泥沙調(diào)控與河流功能發(fā)揮之間存在著矛盾與統(tǒng)一,需要深入研究。

        依據(jù)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“水資源高效開(kāi)發(fā)利用”重點(diǎn)專項(xiàng)2016年第一批申報(bào)項(xiàng)目指南,長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江科學(xué)院作為項(xiàng)目牽頭單位,聯(lián)合中國(guó)水利水電科學(xué)研究院、武漢大學(xué)、長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司、清華大學(xué)、南京水利科學(xué)研究院、四川大學(xué)、長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局、浙江大學(xué)、長(zhǎng)江河道規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院、中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所、中國(guó)科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所、中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)公司、華北電力大學(xué)等13家單位,成功申報(bào)了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃 “長(zhǎng)江泥沙調(diào)控及干流河道演變與治理技術(shù)研究”項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):2016YFC0402300)。本項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)具有產(chǎn)、學(xué)、研、用協(xié)同攻關(guān)條件和從事基礎(chǔ)前沿、重大共性關(guān)鍵技術(shù)研究到應(yīng)用示范的全鏈條創(chuàng)新設(shè)計(jì)和一體化組織實(shí)施的優(yōu)勢(shì)。長(zhǎng)期以來(lái),研究團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了國(guó)家“973”、科技支撐計(jì)劃和自然科學(xué)基金等數(shù)百項(xiàng)研究工作,在水沙運(yùn)動(dòng)與河床演變、水庫(kù)調(diào)度、工程泥沙、河(航)道整治及河流模擬等方面取得了系列創(chuàng)新性成果,擁有數(shù)十位國(guó)家級(jí)、省部級(jí)高層次人才和一批長(zhǎng)期從事長(zhǎng)江泥沙、河床演變與治理工作的專家和技術(shù)骨干,10多個(gè)國(guó)家級(jí)和20多個(gè)省部級(jí)與本項(xiàng)目相關(guān)的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、工程技術(shù)研究中心,以及長(zhǎng)江流域水文觀測(cè)站網(wǎng)和系列數(shù)據(jù),多套河流水沙數(shù)學(xué)模型,多座先進(jìn)的試驗(yàn)水槽、實(shí)體模型與現(xiàn)場(chǎng)研究基地,為本項(xiàng)目提供了堅(jiān)實(shí)的研究基礎(chǔ)、良好的工作條件、寶貴的研究經(jīng)驗(yàn)和充分的人才保障。

        本項(xiàng)目主要圍繞強(qiáng)人類活動(dòng)影響下長(zhǎng)江泥沙調(diào)控、河道演變與治理的基本理論、關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用示范開(kāi)展研究,重點(diǎn)研究長(zhǎng)江泥沙來(lái)源與時(shí)空分布變異規(guī)律和趨勢(shì),河道演變對(duì)水沙輸移變化的響應(yīng)機(jī)制,控制性水利水電工程聯(lián)合運(yùn)用下長(zhǎng)江干流和洞庭湖、鄱陽(yáng)湖的水沙輸移規(guī)律,河床重塑過(guò)程與驅(qū)動(dòng)機(jī)制及其防洪、航運(yùn)和岸灘利用等多重效應(yīng),長(zhǎng)江泥沙多維耦合與協(xié)同調(diào)控的理論和方法,并研發(fā)多尺度、多目標(biāo)與多過(guò)程泥沙聯(lián)合調(diào)控技術(shù)和河道治理技術(shù)。項(xiàng)目采用水文學(xué)、河流動(dòng)力學(xué)、河床演變學(xué)、運(yùn)籌學(xué)等多學(xué)科交叉,原型與模型、理論與試驗(yàn)、技術(shù)與示范相結(jié)合的方法,從基礎(chǔ)條件、作用機(jī)理、耦合機(jī)制、調(diào)控理論和技術(shù)示范等五個(gè)層次共設(shè)置10個(gè)課題來(lái)開(kāi)展研究,具體見(jiàn)圖1。

        本項(xiàng)目以揭示長(zhǎng)江泥沙輸移分布與河流開(kāi)發(fā)及保護(hù)之間的耦合作用關(guān)系,研究提出滿足沿江經(jīng)濟(jì)社會(huì)和生態(tài)環(huán)境需求的長(zhǎng)江泥沙調(diào)控、河道演變與治理的基本理論和關(guān)鍵技術(shù)為總目標(biāo)。項(xiàng)目實(shí)施完成后,將揭示多因素影響下長(zhǎng)江來(lái)水來(lái)沙時(shí)空變異特征與趨勢(shì)、水沙輸移與河道演變的響應(yīng)機(jī)制,定量預(yù)測(cè)控制性水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)用下長(zhǎng)江和洞庭湖、鄱陽(yáng)湖泥沙輸移與沖淤過(guò)程,揭示長(zhǎng)江河道的重塑過(guò)程、相對(duì)平衡狀態(tài)與驅(qū)動(dòng)機(jī)制,闡明河流系統(tǒng)再造的防洪、航運(yùn)及岸灘利用等多重效應(yīng),構(gòu)建強(qiáng)人類活動(dòng)影響下長(zhǎng)江泥沙調(diào)控的理論框架,建立泥沙調(diào)控指標(biāo)體系、方法和模型;并研發(fā)江河湖庫(kù)多尺度、多目標(biāo)與多過(guò)程泥沙聯(lián)合調(diào)控技術(shù)和河道綜合治理技術(shù),發(fā)表論文不少于150篇、其中SCI/EI 收錄不少于60篇,申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利5~8項(xiàng),登記軟件著作權(quán)2~4項(xiàng),培養(yǎng)博、碩士研究生20名。相關(guān)理論和技術(shù)成果將在長(zhǎng)江典型水庫(kù)運(yùn)行調(diào)度和河道治理中予以示范。

        圖1 項(xiàng)目課題設(shè)置及其邏輯關(guān)系

        項(xiàng)目研究成果可以直接應(yīng)用于長(zhǎng)江流域水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度、河道治理、黃金水道建設(shè)、泥沙資源化利用與配置、岸灘利用與保護(hù)、河道管理及防汛等,為長(zhǎng)江治理開(kāi)發(fā)與保護(hù)和長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)提供有力支撐,并促進(jìn)河流動(dòng)力學(xué)、河床演變及整治、水生態(tài)、水環(huán)境、水利規(guī)劃等學(xué)科發(fā)展,具有顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境效益。

        (1)推動(dòng)學(xué)科進(jìn)步:形成長(zhǎng)江泥沙調(diào)控的理論框架、方法模型和調(diào)控技術(shù),將使河流動(dòng)力學(xué)學(xué)科進(jìn)一步向大空間、多尺度方向發(fā)展,通過(guò)學(xué)科交叉,使其研究成果更加注重系統(tǒng)性和多目標(biāo),將提高我國(guó)河流動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)理論研究水平,繼續(xù)領(lǐng)跑世界。

        (2)創(chuàng)新治理技術(shù):以兼顧長(zhǎng)江防洪、航運(yùn)、岸灘利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)為目標(biāo),研究得到長(zhǎng)江泥沙調(diào)控方案及泥沙調(diào)控作用下的河道綜合治理新技術(shù),并在實(shí)際工程中予以示范,將解決當(dāng)前長(zhǎng)江泥沙分布與河流系統(tǒng)功能協(xié)調(diào)發(fā)展問(wèn)題,提高長(zhǎng)江治理、開(kāi)發(fā)與保護(hù)的技術(shù)水平。

        (3)有利社會(huì)經(jīng)濟(jì):為長(zhǎng)江流域管理提供技術(shù)支撐,可改善長(zhǎng)江泥沙分布條件,有效減小長(zhǎng)江流域、尤其是上游水電開(kāi)發(fā)帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng),促進(jìn)長(zhǎng)江各項(xiàng)社會(huì)功能和自然功能的可持續(xù)發(fā)展,保障沿江地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和長(zhǎng)江系統(tǒng)穩(wěn)定,達(dá)到貫徹“維護(hù)健康長(zhǎng)江、促進(jìn)人水和諧”治水新思路的目的,為社會(huì)主義生態(tài)文明建設(shè)提供有利條件。

        (4)促進(jìn)人才培養(yǎng):通過(guò)項(xiàng)目研究與項(xiàng)目組內(nèi)外交流,培養(yǎng)和造就一批高水平、高素質(zhì)的研究開(kāi)發(fā)人才,形成一批以學(xué)術(shù)帶頭人為核心的充滿活力的科技創(chuàng)新群體,并帶動(dòng)泥沙調(diào)控與河流管理領(lǐng)域的高水平工程技術(shù)人員和管理人員進(jìn)步。

        10.16868/j.cnki.1674-6252.2017.06.116

        盧金友(1963—),男,教授級(jí)高級(jí)工程師(二級(jí)),研 究方向?yàn)楹恿鲃?dòng)力學(xué),E-mail: lujy@mail.crsri.cn。

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