简要信息

    【获奖类型】应用一等奖
    【任务来源】科研院所社会公益基金
    【课题编号】资0116012006
    【课题起止时间】2006年1月～2007年12月
    【完成单位】水资源所
    【主要完成人】王  浩、严登华、秦大庸、徐祥德、贾仰文、李泽椿、于淑秋、刘家宏、周祖昊、李海红

    立项背景

    南水北调西线工程（以下简称“西线工程”），是从长江上游金沙江及支流雅砻江、大渡河调水入黄河上游的跨流域重大调水工程，是补充黄河水资源的不足，解决我国西北地区干旱缺水的重大战略举措，是我国“四纵三横”总体水资源配置格局的重要组成部分。当前，西线工程正处在项目建议书的编制阶段，水源区的可调水量及工程调水对调出水区的综合影响是本阶段亟待回答的核心问题之一；而回答上述问题的关键就是要对水源区的水资源进行科学评估。与此同时，对水源区水资源进行定量评估，也是工程运行调度的重大基础。
    围绕上述重大实践需求，2006年科技部科研院所公益研究专项中部署了“南水北调西线工程水源区水资源定量评估技术” 项目，由中国水利水电科学研究院、中国气象科学研究院和国家气象中心共同承担。

    研究内容

    根据科技部批复的项目任务书，本项目的主要研究内容如下：
    （1）提出南水北调西线工程水源区大气—水文综合立体观测网络优化设计方案；
    （2）构建南水北调西线工程水源区中尺度区域嵌套模式与区域气候模式降水预测技术；
    （3）构建南水北调西线工程水源区产流过程的大气—水文综合分析模拟技术；
    （4）构建南水北调西线工程水源区有效水资源定量评估技术；
    （5）在上述分项研究基础上，初步建成南水北调西线工程水源区有效水资源的定量评估系统。同时，在研究过程中，出版专著一部，发表学术论文7-10篇（其中SCI论文1-2篇），并提供南水北调西线工程水源区有效水资源的定量评估基础数据库和南水北调西线工程水源区有效水资源的定量评估系统各1套。
    本成果的基本技术原理是：在“自然－人工”二元水循环演变理论指导下，提出“天地一体化”立体水资源监测方案，并构建物理机制统一的区域水循环气－陆耦合模型，实现水循环的大气过程、地表过程、土壤过程和地下过程的整体模拟和动态监测；并以此为支撑，构建基于“气－陆”耦合模式的水资源评价技术，以大气水汽通量评价为基础，进行全口径、层次化、动态水资源评价，系统识别区域水资源演变规律及其动力学机制。

    创新点

    本项目主要取得了3个方面的技术创新成果和4个方面的应用成果。
    技术创新成果主要包括：（1）南水北调西线工程水源区水循环气－陆耦合模型；（2）基于中尺度区域嵌套模式和区域气候模式的降水预测预报技术；（3）基于气－陆耦合模式的水资源定量评估技术。
    应用创新成果包括：（1）西线工程水源区水资源“天地一体化”立体监测与数据同化方案；（2）西线工程水源区空中水资源演变规律；（3）西线工程水源区降雨产流演变规律与广义水资源评价；（4）南水北调西线工程水源区有效水资源定量评估系统。
水利部组织的成果鉴定认为，本项目取得三个方面的原创性成果，具体如下：
    （1）在国际通用的区域气候模式( RegCM3)与具有自主知识产权的分布式水循环模拟模型(WEP)基础上，构建了具有物理机制的气－陆耦合的水循环模型，实现了水循环大气过程、地表过程、土壤过程和地下水过程耦合模拟。
    （2）以区域气－陆耦合模式为关键支撑，以大气水汽通量评价为基础，构建了全口径、层次化、动态的水资源定量评价理论与技术，并应用于南水北调西线工程水源区。
    （3）在区域水汽输送和整体水循环演变特征识别的基础上，结合现代气候、水文监测技术的新进展，提出南水北调西线工程水源区空中水资源、地表水资源、土壤水资源和地下水水资源的“天地一体化”立体监测方案。

    应用前景及社会经济效益

    本成果已在水利部水资源管理司、黄河水资源保护局、四川省水利水电勘测设计研究院、中国科学院成都山地灾害与环境研究所、四川省气象局和云南省气象局等水利、环保和气象部门得到应用，并取得了较大的经济和社会效益。
    水利部水资源管理司将本项成果作为管理水资源和监测水资源动态变化的技术手段之一，水资源评价成果在其长江上游取水许可管理中得到应用。黄河水资源保护局已将该成果应用于黄河龙羊峡以上水资源保护规划项目；水利部四川院已将该成果应用于“南水北调西线对四川水资源的影响分析”项目和“四川省水资源总体规划”项目；在中国科学院知识创新工程项目“南水北调西线工程对山区灾害的影响”项目，本项成果也得到了应用；此外，本项成果已在四川气象局和云南气象局开展的有关天气与空中水资源评估业务中得到应用。