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1、附件：申报2016年度省科技进步奖科技成果公示内容项目名称湖泊流域水资源脆弱性多维诊断与适应性调控关键技术申报奖种及等级山东省科技进步一等奖项 目 简 介湖泊流域储水和供水能力强，是保障区域可持续发展的重要支撑条件，它的运行管理复杂、不确定性显著；湖泊一般较浅，生态系统与水量的关系敏感，水生态系统脆弱；大多淡水湖泊源短流急，洪水易涨难消。湖泊流域往往是水资源短缺、水生态恶化和洪涝灾害问题的集中爆发地。项目组立足湖泊流域水资源脆弱性问题的诊断与调控这一水资源管理科学重要前沿和经济社会发展的重大需求，在国家自然科学基金、水利部公益性行业科研专项、山东省重大水利科研与技术推广项目等项目的资助下，进行
2、了10余年持续研究，提出了集“诊断评估模拟调控”于一体的湖泊流域水资源脆弱性多维诊断与适应性调控关键技术。一、主要研究内容及技术经济指标1、建立了湖泊流域脆弱性多维诊断评估技术。指出湖泊流域水资源系统脆弱性包括水量短缺、水质污染、生态恶化、水旱灾害4个子系统脆弱性，其形成过程符合“湖泊流域水资源系统压力状态响应”这一湖泊流域水资源系统脆弱性成因机理模式，进而建立了湖泊流域水资源系统脆弱性多维诊断评价的初始指标体系和评价方法AGA-FAHP。2、建立了湖泊流域水资源多尺度多属性耦合模拟技术。在宏观尺度，研制了湖泊流域水资源-经济社会互动反馈模拟动力学模型；在中观尺度，建立了基于供、用、耗、排、补
3、全过程的湖泊流域水资源整体模拟模型；在微观尺度，推导了考虑下渗的圣维南方程组，建立了河道下渗模拟方法，研制了强烈人类活动作用下的河网洪水行为数值模型。3、建立了湖泊流域多水源全要素合理配置技术。分析了湖泊流域取用水量与污染物排放量、水功能区的纳污能力与水质达标率、用水效率与污染物排放强度的互动关系，提出了量质效协同配置理念；采用尊重现状、公平、高效、保障合理用水排污配置原则，考虑水资源供需平衡、量质效互动关系、污染物迁移转化过程，建立了湖泊流域量质效协同配置模型。4、建立了湖泊流域水资源系统供需双侧互动的适应性调控技术。在需水侧，采用系统动力学方法，建立了湖泊流域用水结构调控模型；在供水侧方面
4、，创建了调水条件下湖泊流域多水源配置与工程调控相结合的两阶段模型，实现了水资源配置目标与调控路径的统一；以区域需用水量进行耦合，研制了基于三维地球信息的湖泊流域供需双侧互动调控决策支持系统。二、专利论文在项目研发中授权发明专利7项，实用新型专利2项，软件著作权1项。在Science China: Technological Sciences, Science China: Earth Sciences, Water Resources Management，Water Policy，水利学报等重要期刊发表论文63篇，其中SCI/EI收录45篇；专著2部。三、推广应用效益本研究成果“湖泊流域水资
5、源适应性供需双侧调控模型及控制工程多用户运行调度图”从2012年开始成功应用于我局在省内各流域水利工程管理及相关规划制定中，大大提高了管理效率，增加了流域内水资源量，缓解了水资源短缺矛盾；研究成果“湖泊流域水资源-经济社会-生态环境复合系统多尺度耦合模拟模型”从2013年开始成功应用于我局南四湖流域，为流域内产业结构调控与用水结构调控策略的制定提供了技术支撑；“湖泊流域多水源量质效协同配置模型及宏观配置方案”成功应用于我省淮河流域最严格的水资源管理制度“三条红线”的制定。全部完成人排序及对项目的贡献完成人员：闫芳阶，王宗志，金菊良，刘友春，张玲玲，程亮，张庆华，朱龙腾，齐永正，李飞，吴成国，曹
6、利军，刘克琳，董洁1闫芳阶，排名1，研究员，山东省淮河流域水利管理局规划设计院。对本项目技术创造性贡献：作为课题负责人，全面主持该课题，总体部署，确定总体研究方向、技术路线和工作方法。结合多年水利工作经验，在调研的基础上，建立了湖泊流域水资源-经济社会-生态环境复合系统多尺度耦合模拟模型，模拟解析湖泊流域水资源脆弱性演变过程，分析揭示了水资源开发利用节约保护中“量质效”互动关系机理，同时做了大量组织协调工作，为课题的顺利开展奠定了坚实的基础。主要对该项目的第2个及第3个创新点做出了突出贡献，投入该项目研究工作量占本人工作量的65%。参与完成论著南四湖流域水资源供需格局与对策研究的编写；参与研发
7、“湖泊流域水资源配置与调控决策支持系统”软件；并在海洋湖沼通报发表南四湖流域洪水遭遇分析研究等论文。曾获省级以上科技奖励情况：南四湖2003年汛情及行洪特征研究2004年11月获得山东省科技进步奖叁等奖（第壹位），证书号：K2004-3-43-1；南四湖流域洪水安全调控关键技术研究2014年2月获得山东省科技进步奖贰等奖（第壹位），证书号：JB2013-2-117-R01。2王宗志，排名2，教授级高级工程师，水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院。对本项目技术创造性贡献：从供、用、耗、排、补水资源开发利用与节约保护的全过程角度，解析水资源量质效互馈机理，建立湖泊流域多水源量质效协同配置模
8、型，提出了宏观方案，为流域水资源调控提供了调控目标。从供需互动、配置目标与调控途径结合角度，研制了湖泊流域水资源适应性供需双侧调控模型，提出了用水结构调控策略和控制工程多用户运行调度图，实现了水资源配置目标与调控路径的统一。主要对该项目的第2个及第4个创新点做出了突出贡献，投入该项目研究工作量占本人工作量的60%。参与研发“湖泊流域水资源配置与调控决策支持系统”软件,并在SCI核心期刊Science China：Technological Sciences发表论文Total control-based unified allocation model for allowable basin w
9、ater withdrawal and sewage discharge.等论文。曾获省级以上科技奖励情况：山东省科技进步二等奖“南四湖流域洪水安全调控关键技术研究”（证书号：JB2013-2-117-R02）；大禹水利科学技术奖二等奖“海河流域下垫面变化洪水响应与调控关键技术研究及应用”（证书编号：DYJ20140409-G07）。3金菊良，排名3，教授，合肥工业大学。对本项目技术创造性贡献：从湖泊流域水量、水质、生态、灾害多维角度，建立了湖泊流域水资源系统脆弱性诊断评估理论，揭示了水资源脆弱性物理成因机理，为湖泊流域水资源脆弱性模拟和调控提供了理论基础。建立了湖泊流域水资源系统脆弱性概念，
10、提出了湖泊流域水资源系统脆弱性多维诊断理论及技术，提出了湖泊流域水资源系统脆弱性综合评估理论及技术。主要对该项目的第1个及第2个创新点做出了突出贡献，投入该项目研究工作量占本人工作量的50%。编写论著复杂系统广义智能评价方法与应用，以发明人身份取得6项发明专利，并在水利学报发表基于联系数的流域水安全评价模型等论文。曾获省级以上科技奖励情况：环境系统分析新方法及其应用获2000年度四川省科技进步三等奖，证书号2000-3-0667；资源与环境管理复杂系统建模方法及其应用获2011年度教育部科技进步奖一等奖，证书号2011-167-2；干旱灾害风险评估与调控关键技术研究获2015年度大禹水利科学技
11、术奖一等奖，证书号DYJ20150405-G05。4刘友春，排名4，工程师，山东省淮河流域水利管理局规划设计院。对本项目技术创造性贡献：在整个项目研究过程中，在解析人口、经济、水资源之间互馈关系的基础上，研制了湖泊流域水资源-经济社会互动反馈模拟动力学模型，并成功应用于南四湖流域，揭示了人口增长、经济发展与水资源供给之间的制约关系，为产业结构调控与用水结构调控策略的提出奠定了基础。主要对该项目的第2个及第3个创新点做出了突出贡献，投入该项目研究工作量占本人工作量的60%。参与完成论著南四湖流域水资源供需格局与对策研究的编写，并发表南四湖流域洪水遭遇分析研究等论文。曾获省级以上科技奖励情况：南四
12、湖2003年汛情及行洪特征研究2004年山东省科学技术进步奖叁等奖（第陆位），证书号：K2004-3-43-6；南四湖流域洪水安全调控关键技术研究2014年山东省科学技术进步奖贰等（第叁位），证书号：JB2013-2-117-R03。5、张玲玲，排名5，教授，河海大学。对本项目技术创造性贡献：在课题研究过程中，作为主要参加人员，从水与经济、社会、灾害、生态、环境相互作用的角度，建立了湖泊流域水资源-经济社会-生态环境复合系统多尺度耦合模拟模型，模拟解析湖泊流域水资源脆弱性演变过程，为湖泊流域水资源配置与调控提供技术基础。采用系统动力学方法，把湖泊流域水与社会经济系统划分为经济子系统、人口子系统
13、和用水子系统，建立了湖泊流域水资源与经济社会互动反馈模拟模型。主要对该项目的第2个及第3个创新点做出了突出贡献，投入该项目研究工作量占本人工作量的50%。在Water Policy发表一篇SCI论文Assessing Driving Factors of Regional Water Use in Production Sectors Using a Structural Decomposition Method: A Case Study in Jiangsu Province, China，在Sustainable Water Resources Management发表一篇SCI论文Ev
14、aluation of Water Use Structure and Regulation to Balance Supply and Demand in the Nansi Lake Basin, China等。曾获省级以上科技奖励情况：南四湖流域洪水安全调控关键技术研究2014年获山东省科技进步二等奖（第玖位），证书号：JB2013-2-117-R09。6程亮，排名6，工程师，水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院。对本项目技术创造性贡献：推导了考虑下渗的圣维南方程组，研制了强烈人类活动作用下的河网洪水行为数值模型，并成功应用于南四湖流域，开发了南四湖流域湖泊水库河网复杂系统整体模
15、拟模型，揭示了南四湖流域河湖工程体系协同调控特性。针对土地利用/覆盖、湖泊水位、水资源配置、工程调度的数字仿真和可视化需求，以区域需用水量作为耦合点，综合集成有关专业技术，开发了基于三维地球信息的南四湖流域供需双侧互动调控的决策支持系统。主要对该项目的第2个及第4个创新点做出了突出贡献，投入该项目研究工作量占本人工作量的50%。参与软件“湖泊流域水资源配置与调控决策支持系统”的开发，在Science China: Earth Sciences发表一篇SCI论文Flood routing model incorporating intensive streambed infiltration等论
16、文。7张庆华，排名7，教授，山东农业大学。对本项目技术创造性贡献：在需（用）侧方面，采用系统动力学方法，建立了可定量分析人口增长、城镇化、经济增长变动对用水结构和GDP影响的湖泊流域用水结构调控模型，提出了用水总量不增加、经济可持续发展下用水结构调控策略。构建了湖泊流域多水源配置与工程调控相结合的两阶段模型框架。湖泊流域多水源配置与工程调控相结合的两阶段模型，模型先进行区域水资源配置，后调节控制工程运行情况，进而将控制工程供水与区域需水相互协调，实现区域多水源配置与工程调控的统一。主要对该项目的第3个及第4个创新点做出了突出贡献，投入该项目研究工作量占本人工作量的50%。在Water Resources Management发表一篇SCI论文Regional Water Demand Prediction and Analysis Based on
