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国家重点研发计划项目“长江口水沙变化与重大工程安全”各课题顺利通过综合绩效评价
日期:2021年06月28日 08:48:08点击数:字号:【

2021年6月23-24日,我院在南京组织召开国家重点研究计划“水资源高效开发利用”专项项目“长江口水沙变化与重大工程安全”课题绩效评价会,会议成立了以专项总体专家组成员、国务院南水北调办公室原副主任宁远为组长的技术和财务专家组。我院项目/课题负责人窦希萍、院科研处、财务处、各课题负责人和项目技术骨干共50余人参加了会议。

项目负责人介绍了项目总体任务和执行研究概况,各课题负责人分别汇报了课题执行情况、考核指标完成情况、取得的主要成果、成果示范推广应用、经费使用管理等。专家组审阅了各课题提供的相关材料、经质询和讨论,一致认为课题完成了任务书规定的内容和考核指标,达到了预期目标,具有良好的推广应用前景。各课题组织管理规范,人才培养成效明显,经费使用合理。专家组一致同意各课题通过绩效评价。

本项目共设6个课题,项目由我院牵头,会同河海大学、上海河口海岸科学研究中心、长江勘测规划设计研究有限责任公司、中交上海航道勘察设计研究院有限公司、上海市水务规划设计研究院、上海市供水调度监测中心、长江水利委员会水文局、浙江大学和上海市环境科学研究院联合攻关,按项目任务书要求完成了全部研究内容,实现了预期的目标。各课题取得的主要创新成果如下:

课题一“输入条件变化趋势与河口主要动力要素响应机制”,系统揭示了近年来长江口陆相与海相水沙条件变化规律及其成因,量化预测了未来10-50年长江口入海水沙、外海平面上升速率、主要分潮振幅和外海波浪要素的变化趋势;首次将释光技术应用于长江口泥沙溯源研究,阐明了长江口北槽泥沙粒径的空间分布变化特征,明晰了正常天气和台风期长江口北槽深水航道泥沙回淤的主要来源;创新发展了河口水盐输沙过程理论,构建了长江口水-沙-盐输运解析模式,阐明了径潮作用对长江口主要汊道分流分沙影响规律和拦门沙河段水沙盐耦合作用机制,明晰了深水航道泥沙富集的主要原因;系统甄别了影响长江口重要水源地取水保证率的关键水质要素,明确了来水来沙对水源地取水水质变化的影响规律,探明了水体紊动对泥沙吸附营养盐作用过程的影响机制和强风对长江口盐水入侵的影响规律,预测了重要水源地取水水质未来的变化趋势。

课题二“变化条件下长江口动力-工程-滩槽互馈机理”,揭示了长江口含沙量场和河床对入海泥沙锐减的响应机制,发现了下游含沙量减小滞后于上游,主汊和主槽持续冲刷,且具有从上游向口外、从浅滩向深槽的传递特征;阐明了长江口动力和典型整治工程群对滩槽格局的作用机制,揭示了工程群对水动力场产生的累积效应及河口整治工程使得同量级大洪水对滩槽和河势变化的影响明显减弱的特征;自主研发了极端动力条件下近底水沙观测系统,建立了台风浪、潮流、波浪作用下的挟沙能力公式,实现了浮泥沿航道边坡的横向运动数值模拟,揭示了长江口北槽深水航道骤淤程度的主要成因;提出了能够反映长江口滩槽断面变化特征的河相关系式,完善了河床活动性综合指标公式,推导出分汊口平面形态稳定判别式和分流比、分沙比及各汊偏角计算公式。

课题三“长江口物质输运模拟与滩槽演变预测技术”,揭示了长江口拦门沙河段近底高浓度泥沙输运特性和整治工程约束下的滩槽演变趋势,研发了基于动态调整时间分步和三维空间的二阶插值算法、密度斜压力和紊动制约等多动力过程的拦门沙河段泥沙输运耦合技术,给出了长江口深水航道治理工程调整稳定后的预测回淤量;研发了集成流量预报和盐度数据同化的盐度预报技术,构建了长江口多动力作用下的水质要素迁移转化高精度预测模型,为建立长江口水源地盐水入侵业务化预报平台提供了技术支撑;揭示了生态软体排滑动、掀动失稳的特征,完善了河口软体排冲刷变形过程数值模拟方法,形成了变化条件下河口工程基础冲刷与防护模拟技术,实现了工程基础冲刷和柔性防护体的跟随调整过程模拟。

课题四“长江口重大工程安全风险评估及调控技术”,构建了适用于长江口深水航道碍航、水源地供水、圈围工程安全的风险评估指标体系,提出了基于层次分析法的重大工程安全风险评估方法,确定了评估指标的权重和风险等级;研发了大数据驱动下深水航道维护高精度快速预测技术;系统提出了深水航道碍航、水源地供水、圈围工程安全风险的防控策略以及应对工程安全风险的河势调控总体思路、目标和方案,具有可操作性;通过河道演变分析、数学模拟预测,论证了降低工程安全风险的可行性。

课题五“长江口深水航道减淤对策与措施”,提出了“控制泥沙来源”和“调整流场”改善淤积环境两个方向的减淤策略,提出了以进一步减少南导堤越堤泥沙为主、改善流场为辅的南坝田挡沙堤加高完善工程和增强北槽中段输沙动力的丁坝调整方案,及整治工程优化组合方案;搭建了气动疏浚扰动室内试验平台,研发了气动疏浚耙头装备,提出了气动疏浚工艺的主要参数;揭示了倾倒区不同潮时抛泥扩散泥沙的输移特征,提出了减少倾倒泥沙回淤的抛泥时间窗口管控措施;形成了能够减淤1000万方以上的长江口深水航道成套减淤技术;其中南坝田挡沙堤加高完善工程进行了示范应用。

课题六“长江口水源地供水保证率提升对策与措施”,建立了枯水期长江三峡工程和中上游水库群调度运行与大通站流量的响应关系及长江大通与徐六泾的流量相关关系,提出了保障长江口水源地供水安全的大通临界流量与咸潮入侵影响的多因子函数关系;提出了河口型水源地水量水质并重的供水保证率计算方法,复核评估了长江口重要水源地现状供水保证率;构建了流域-河口联动的水源地供水保证率提升技术方案体系,提出了流域区域尺度下系统防控咸潮入侵、防治水污染和水库富营养化,提升长江口水源地原水供水保证率的综合技术措施;研发了流域-河口联动的长江口水源地安全监测预报预警业务化应用平台,建成了长江口水源地集中取水、水库供水、一网调度、一屏统览的数字化精细化智能化应用场景。

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