推荐单位河海大学项目简介-河海大学科技处

项目名称：变化环境下流域水资源大系统全过程实时调控关键技术及应用
推荐单位：河海大学
项目简介：
气候变化、社会经济发展及水资源开发利用等外界胁迫已严重影响流域水文情势演变，面对流域内愈发激烈的多利益主体间的竞争以及水库运行条件的变化，如何实现流域水资源大系统全过程实时调控是流域水资源适应性利用和统筹调配的重大需求。

项目组历经17年系统研究，依托国家水资源监控能力建设项目等，结合各大流域实时调度的现实需求，研究变化环境下流域水资源大系统全过程多目标实时调控技术，取得如下突破性进展：
1、研发了气候变化下区域水文气象双向耦合技术，揭示区域水文气象反馈机理。

系统基于我国范围实际产流物理过程及不同时间尺度陆气耦合特征，建立具有区域特色、考虑空间变异性的水文模型，并研发该水文模型与气象模型的双向耦合技术；提出一种影响区域降水的水汽输送路径的定量诊断方法，为极端水文气象事件的诊断及预报提供了理论依据；设计改进了分布式水文模型。

2、发展创立了变化环境下多维联合径流预报技术。

提出一种非线性偏态分布的基于全河任意点的径流时间位移二维矩阵模拟方法，通过评估选择最佳方法进行多维联合预报，完成全河径流预报；提出了干流控制站“年-月-旬-日”多时间尺度的滚动预测技术，充分考虑水流传播时间并实时校正，实现了长与短期预报的嵌套，对区域防洪、水旱灾害预防起到了预警作用。

3、提出了自然社会外界胁迫下的流域用水需求耦合响应分析技术。

建立流域需求对变化环境（气候变化、农业种植结构调整、产业结构变化、电力结构变化、生态建设需水）的耦合响应模型及不同需水预测技术；针对黄河水量调度中出现的水量不平衡问题，建立大数据驱动下的不平衡水量对变化环境的耦合响应技术。

解决了变化环境下流域用水需求的量化难题。

4、提出变化环境下水库群多尺度嵌套式全过程联合实时调度模式。

研究流域水资源及水文情势演变特征，确立了考虑径流不确定性的水库群多目标多时间尺度协调优化调度模型及大系统分解协调技术。

提出了适宜的满足最严格水资源管理的水资源大系统全过程闭环控制技术，解决了大流域、多节点、多需求、实时传递的分布式联合调度及水资源全过程动态适应性调控的难题，提升了系统调度对未来气候变化及极端水文事件的应急能力。

5、研发了基于云平台的流域水资源调度决策系统。

搭建大规模并行计算体系，通过流域已有的水利信息化系统、调度模型和软硬件资源进行跨平台耦合连接技术，综合运用基于网络的GIS技术、模式识别及遥感技术，研发了具有自主产权的基于云平台的黄河流域水资源调度决策支持系统，为流域水资源实时调控提供了平台支撑。

成果已在黄河流域及塔里木河等流域得到应用，社会效益显著，在干旱防治、减灾及灌溉等方面带来间接经济效益约22.47亿。

授权发明专利及其他共19项，发表学术论文200余篇（其中SCI 66篇，EI 64篇），论文引用率高，在水资源大系统研究领域有引领作用，出版学术论著5本，均作为研究生教材，在水利科技行业得到广泛应用。

项目开发将在南方各大流域陆续推广。

主要完成单位及创新推广贡献：
河海大学：河海大学作为项目的主要理论分析和技术的研发单位，与水利部黄河水利委员会具有科研生产、研究生科研基地培养等长期合作研究关系，共同完成了“国家水资源监控能力建设项目黄河流域信息平台水资源调配决策支持系统开发”、“黄河水量调度方案编制子系统开发”、“黄河流域年度水资源调度方案编制与实施”等项目。

在项目研究期间提供了优质的工作条件，先后投入硕士和博士生百余名。

主要贡献为：（1）总体负责；（1）气候变化下区域水文气象双向耦合技术，改进了分布式水资源模拟技术，并建立了全流域分布式水文模型；（2）变化环境下多维联合径流预报技术；（3）自然社会外界胁迫下的流域用水需求耦合响应分析技术；（3）变化环境下水库群多尺度嵌套式全过程联合实时调度模式；（4）研发了基于云平台的流域水资源调度决策系统；（5）成果的完善和应用推广。

水利部黄河水利委员会：水利部黄河水利委员会作为项目的主要参与单位，与河海大学具有科研生产、研究生科研基地培养等长期合作研究关系，共同完成了“国家水资源监控能力建设项目黄河流域信息平台水资源调配决策支持系统开发”、“黄河水量调度方案编制子系统开发”、“黄河流域年度水资源调度方案编制与实施”等项目。

在项目的研究期间提供了优质的工作条件、有力的经验指导和技术支持。

主要贡献为：（1）项目组织实施；（2）黄河流域实时调度的应用需求分析；（3）“黄河水量调度方案编制系统”和“黄河流域水资源调配决策支持系统”的综合集成研究和运行维护；（4）成果的完善和应用推广。

推广应用情况：
曾获科技奖励情况：无
主要知识产权证明目录：
主要完成人情况表:。