《气候变化对区域水资源与旱涝的影响及风险应对关键技术》

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水是地球表层系统中最为活跃的因子,受气候变化的影响最为敏感。中国水资源和旱涝问题严峻,又是全球气候变化敏感区。在气候变化影响下,区域水资源和旱涝事件发生了哪些变化、为什么会变化、将来会怎样变化、如何应对等四大问题,是应对气候变化和水安全保障领域亟待解决的前沿和难点问题。

在国家973计划等项目的支持下,充分融合国内外相关理论与技术的新进展,结合长期原型观测和多尺度多情景控制实验,综合运用确定性与不确定性模拟与分析技术,历经10余年联合攻关,在气候变化影响下区域水资源和旱涝事件演变规律、驱动机理、趋势与风险预估、综合应对等4个方面,形成了涵盖理论认知、技术方法和应对方案的完整成果体系。主要创新特色如下:

一是创建了基于水循环系统的区域水资源与旱涝评价理论与方法,揭示了近60年全国水资源与旱涝事件演变特征,首次阐明了千年和百年尺度黄淮海地区旱涝事件演变规律。既科学表达了气候变化背景下水资源和旱涝事件的科学内涵,又回答了“发生了哪些变化”的问题。

二是创建了基于“分离-耦合”的区域水资源与旱涝驱动机理识别技术,系统识别了全国水资源和黄淮海地区旱涝事件演变的驱动机理。研制了20台套机理实验方法和装置,开发了26套模型。既解决了多因子非线性叠加归因分析的技术难题,又回答了“为什么会变化”的问题。

三是创建了基于“三层风险”评估的区域水资源与旱涝综合应对技术,提出了气候变化背景下中国水资源与旱涝适应性调控、黄淮海地区旱涝风险应对和淮北平厚区水资源立体调蓄方案。既解决了基于多驱动因子动态变化条件下的区域水资源和旱涝事件预估难题,又回答了“如何应对”的问题。

该成果在中国水资源演变规律、驱动机理、变化趋势预测等方面取得了一系列重要的新认知,形成了新一代水资源调控、防汛抗旱实用技术。成果已被IPCC第五次评估报告、可持续发展国家报告、第三次气候变化国家评估报告,以及国家应对气候变化战略、规划和行动方案采纳,有效提升了行业应对气候变化的能力与科技水平。变化环境下水资源与旱涝评估、预估和综合应对技术,已广泛应用于国家、相关流域和省区的水资源管理、防汛抗旱、重大水利工程规划设计与调度运行等相关业务工作,有效提升了业务支撑能力,应用区域的旱涝中高风险区面积降低了20%以上。所提出的淮北平原区立体调蓄工程方案及关键参数已得到实施;区域涝渍灾害高风险区面积减少了126.6万ha,年均农业可利用水资源量增加了22.6亿m3

共发表论文382篇,其中SCI源刊论文128篇;出版专著16部;申报发明专利74项,其中授权国际专利1项、国家发明专利27项;参编国家标准1项、行业标准2项;获省部级特等奖1项、一等奖3项;搭建了集实验试验、数值模拟、工程示范于一体的创新研究平台;主要完成人获国家级荣誉称号或入选国家级人才计划20人次,建成了一支处于国际领先地位的专业研究团队。

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