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淮北平原区水资源多目标立体调蓄系统及实践
发布时间:  作者:科外处  来源:科外处  责任编辑:汤春辉  浏览次数:

主要完成单位:安徽省·水利部淮委水利科学研究院

              南京水利科学研究院

              中国水利水电科学研究院

              淮河流域水资源保护局淮河水资源保护科学研究所

              安徽省蚌埠市水利勘测设计院

主要完成人员:王振龙、严登华、鲍振鑫、程绪水、刘  猛、秦天玲、陈小凤、王小军、李  瑞、袁红武、王发信、林  锦、胡  军、李欣燕、刘  

2016年度大禹水利科学技术奖一等奖

 

    淮北平原位于我国南北过渡地带,是国家粮食主产区之一。长期以来,涝渍灾害是区域农业生产的首要威胁。随着气候变化背景下淮河流域旱涝交替事件的频繁发生和区域竞争性用水态势的加剧,干旱缺水问题成为淮北平原农业生产的重大威胁。为缓解淮河平原区域涝渍灾害和干旱缺水的双重压力,淮北平原亟需建立农田系统的水资源多目标立体调蓄系统。本课题针对“为什么调蓄”、“调蓄什么”、“如何调蓄”、“调蓄效果如何”等关键科学问题,按照“资料收集与实验观测-规律与机理识别-调蓄模式构建-阈值确定-制度优化与工程布局-工程实践”的思路开展了研究。

    课题紧密围绕淮北平原区涝渍强排及排蓄联控阶段农田涝渍旱综合治理实践需求,通过水资源与旱涝灾害规律、水资源与涝渍灾害演变机理、水资源多目标立体调蓄模式、关键调蓄要素阈值确定、典型区工程实践等五方面的研究,得到淮北平原区水资源与旱涝灾害规律与演变机理、水资源多目标立体调蓄模式和调蓄要素关键阈值和基于“三涝两渍三控”工程系统总体调控的地表水、土壤水、地下水调蓄工程方案,并在淮北平原固镇县、毫州城北灌区及典型区进行了区域水资源立体调蓄多年实践应用与检验,实现了涝渍旱均衡治理和作物增产及地下水保护目标。

    成果的先进性及创新点:

    (1)以连续60余年不间断水文观测与多情景组合实验为关键支撑,系统识别了淮北平原区水循环及涝渍灾害的多时间和多空间演变规律;剖析了淮北平原涝渍水蓄泄模式及工程调控对水资源的影响。

    (2)创立了淮北平原水资源多目标立体调蓄模式,有效实现了地表沟渠与洼地/地块单元的“线-面”结合、降水-地表水-土壤水-地下水互动转化的立体调蓄;确立了地表水-土壤水-地下水多过程协同调控阈值。

    (3)创立了淮北平原“三涝两渍三控”和“三涝一渍三控”沟渠适时适度排-蓄-补相结合的工程体系,确立了相关工程技术参数,将其与灌溉工程、灌溉制度和墒情预警预报系统相融合,整体优化了区域水资源调配方案与调蓄工程系统。 

    经济和社会效益:

    成果已在淮北平原灌排规划、土壤墒情监测、抗旱系统建设、农田水利规划、水资源开发利用与保护等方面得到广泛应用。估算统计,在淮北平原建设实施农田排水、大沟蓄水及灌溉工程体系面积累计达2660万亩,排涝降渍、节水增产综合效益每年95亿元左右,约占2014年淮北平原国内生产总值(GDP)的0.5%;通过农田沟网闸坝蓄水,浅层地下水位普遍升高0.8~1.5m,75%年型增加水资源量及减少地表径流量16.5亿m3;通过对农田排水系统的改造和管理制度的优化,减少了约80%氮和60%磷的流失量。社会和经济效益显著。




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