[00138620]自然—人类双重作用下的水资源演变及适应性调控关键技术

变化环境诸如自然变化与人类活动对水循环造成了巨大的影响,导致用水安全及防灾救灾问题非常突出,主要表现在：1) 变化环境下浙江省流域/城市径流预报精度偏低;2)特殊干旱时期,径流预报/水资源预测的预见期偏短;3)变化环境造成水文序列的非一致性,导致径流预报/水资源预测较为困难;4)浙江省特殊的地理环境“七三一水三分田”导致水源较为分散,水资源系统复杂,水资源优化配置效率不高。研究变化环境诸如自然变化与人类活动对水资源预测预报和洪旱灾害的影响,一直是国际前沿和热点问题。 本成果依托多项国家、省部级以及横向咨询项目,聚焦自然-人类活动显著的浙江省典型流域/城市,创建了一套变化环境下的水资源演变及适应性调控理论与方法体系,解决了自然-人类活动下水资源预报难、评估难和调控难的三大难问题。针对水资源预报难、预见期短的问题,提出了陆气耦合的区域数值降水/径流预测/预报方法,创建了基于遥感探测手段的多源水文气象数据融合/同化方法,研发了基于机器学习的智能水文集合预报技术;针对自然-人类活动引起的非一致性问题,首创了分布式水文模型动态参数率定方法,研发了基于替代模型和并行算法的分布式水文模型模拟技术;针对变化环境下的水资源调控难的问题,提出了基于“分区-分级”理论的复杂水资源系统优化配置方法,提出了自然变化与人类活动下的水资源调控措施,保障了变化环境下梯级水库对水资源的高效利用。本成果已广泛应用于浙江省典型流域的水文预报、水资源管理和防灾减灾等业务中,有效提高了典型流域人类活动影响较强地区的水资源预测预报精度,保障了浙江省经济发展中的水安全,获得了重要的经济和社会效益。 本成果的创新点在于： 1)发展和完善了自然-人类作用下的产汇流模拟理论,发明了一种基于分形理论的水文模型多目标参数优化方法,研发了一种新的基于网格化流域和分类率定的水文模型,首创了分布式水文模型动态参数率定和验证方法。 2)提出了基于雨型特征模式的大数据挖据方式,建立了陆气耦合的区域降水和径流预测预报技术,建立了考虑自然-人类活动的精细化分布式水文模型,构建了大数据下的智能水资源实时和预报模型。 5)提出了自然变化与人类活动下的水资源调控措施,发明了基于“分区-分级”理论的复杂水资源系统优化配置方法,构建了基于人工智能算法的水资源配置系统。 本项目发表论文200余篇,SCI/EI收录70余篇,出版专著1部;申请发明专利10余项,获软件著作权6项。研究成果提升了浙江省的气象水文模拟和预报、水资源调控以及防灾救灾的科技水平,取得了重大的水资源管理和防洪减灾效益。 历年获奖情况： 许月萍,李志,王国庆,冉启华,泮苏莉,田烨,张徐杰。变化环境下极端水文事件模拟及不确定性理论和方法,教育部自然科学二等奖,2018。 孙志林, 贺治国, 许月萍, 唐晓武, 郑雄伟, 聂会, 卢美, 许雪峰, 张火明, 黄森军,许丹, 吴钢锋. 风暴潮洪水灾害预警及应急处置技术,浙江省科技厅科技进步二等奖,2016。