来源：中国水利科技网 发布时间：2003-10-28 10:46 浏览次数：次
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黄河流域面临着三个重大问题，一是水资源短缺，频繁断流；二是小水大灾；三是生态环境退化。针对上述三个问题，1999年国家批准立项(g1990436)开展黄河流域水资源演化规律与可再生性维持机理研究。参加单位有北京师范大学、清华大学、北京大学、中国科学院、中国水利水电科学研究院和黄河水利委员会等多家实力强劲的高等院校和科研院所，共分为8个子课题。 研究项目的总体思路是确切地针对黄河出现的水资源危机形成原因进行深入分析，然后在深入研究黄河水资源的形成演化规律的基础上，探索黄河水资源可更新和可再生性维持的新问题。研究以水循环和水资源演化为主线索，在水资源二元演化模型的基础上，以可再生性维持理论为指导，以多维临界综合调控为手段，实现黄河流域水资源的可持续利用。同时深入揭示水沙过程变异机理、河道萎缩机理及小水大灾形成机理，提出恢复流域生态环境和河道行洪能力的措施，为缓解黄河水危机、维护生态环境和防治洪水灾害，提供21世纪初叶治黄应用的理论依据。 通过四年来的研究，项目取得了阶段性的进展与突破。主要有以下几个方面： 1．从水循环变化规律的角度出发，对黄河流域产汇流的机制进行了研究，新发现了一系列水循环规律。首次将不同尺度的分布式水文模型成功地应用于黄河流域，在洪水预报和水资源评价方面起到了重要作用。此外，利用3s技术定量研究黄河水文循环的主要因素，并对相关的遥枣资料进行了解析。 2．完善了水循环转化的二元模型。从无人类活动的主循环发展到人类活动利用的侧支循环，并将两者动态耦合。然后，应用该模型进行水资源开发利用与评价，提出新的广义的水资源总量和水资源，从水资源的有效性、可控性、再生性的角度来评价水资源，提出未来不同水平年黄河水资源的合理配置，对黄河水资源的开发利用提供了理论根据。 3．提出黄河功能性断流和水资源转化结构的概念，并创建了相关理论体系和评价方法对黄河下游河流输沙用水与生态环境需水之间的关系、黄河水系的氮污染与流域经济发展的关系都进行了分析研，并提出了一系列适应于黄河多泥沙特点的水质监测技术和表征方法，从而对黄河下游的生态环境保护提供了有效的方法和措施。 4．初步建立了植被—侵蚀动力学理论，并运用黄土高原的资料进行了验证。研究了人类活动对流域侵蚀—搬运—堆积的影响机理，分析了黄河水沙变异的基本特点以及水沙变异后下游河道及河口的复杂响应。建立了研究萎缩性河道演变机理的物理模型以及黄河下游河道动力平衡机制的数学模型，并进行了相关的试验与分析，由此得到了不同水沙组合的临界阈值，为黄河的泥沙治理提供了科学依据’ 5．建立了黄河流域水资源再生性评价体系，研究并计算了全流域及其支流的河道、湿地和河口的生态环境需水量，在阈值上给出最小生态需水量和最大可利用值，对维持黄河流域的生态系统健康具有重要意义。同时，结合黄河流域的土壤类型，提出面源污染的系统研究方法，分别在黄河下游的洛河流域及黄河源区开展面源污染的模拟与预测，为治理黄河断流及面源污染等提供了理论根据。 6．对黄河流域的地下水资源进行了计算，建立了地下水的输水模型；通过对变异条件下的地下水的演变规律研究，得出地下水可持续开发和利用的合理途径，并对维持黄河下游的地下水生态开采的最大阈值进行了估算，对地下水的保护和开发利用具有重要的指导意义。 7．完成黄河水量调度系统，并已投入实际应用；将水资源、经济和管理三者合在一起，建立了融三者为一体的大型模型，将其应用于流域水资源配置动力研究、南水北调西线工程对黄河水资源配置的影响研究及黄河年度水量调度方案制订工作的应用研究。初步建立了黄河干流唐乃亥至利津全长3845公里河段内水利学和泥沙数学模型，用实测资料对模型进行了论证，并进一步论证了大宁河引江济汉补水方案的必要性，使黄河的水量调度更具有科学性和合理性。 8．建立了水资源多维临界调控模型、耗散模型，提出有序判断的理论。研究了水资源多维临界调控模型的求解方法，并进行了调控方案的分析计算。对水资源分配方案进行确定性评价和不确定性评，在此基础上提出了2010年黄河流域水资源可再生性维持对策。该调控方案是一个综合集成的系统工程研究，涵盖了黄河水问题的所有方面，对黄河的整体管理具有关键的作用。 值得一提的是，以上进展和突破都与黄河水利委员会的流域管理实践紧密结合，具有理论和实践相结合的特点。 目前，在本项目的支持下，已经完成的学术论文有500余篇，有400余篇已在国内外学术刊物上发，其中在国外sci原刊上发表的论文40余篇，出版专著十余部，共培养博士后、博士和硕士研究生共200余人。 |
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