国家重点基础研究发展规划项目.doc

国家重点基础研究发展规划课 题 任 务 书项目名称：黄河流域水资源演化规律与可再生性维持机理课题名称：黄河水沙过程变异及其河道复杂响应课题编号：G1999043604起止年月：2001年7月2004年6月课题负责人：胡春宏联系地址：北京市海淀区车公庄西路20号中国水利水电科学研究院 100044电话及传真：684155226659(O) 68519556(H)68416371(F)主要承担单位：中国水利水电科学研究院中华人民共和国科学技术部制2001年 7月 30日一、课题任务调整依据和研究计划安排思路根据专家、领导提出的课题中期评估意见，经课题组成员的讨论，对课题作了适当调整，删减了一些与别的课题重复的研究内容，加强了中期评估中专家们所强调的内容，研究方向调整为黄河水沙过程变异及其河道的复杂响应，重点是水沙作用的影响问题，主要包括西部开发中生态建设效益的理论分析与评价、水沙变异后下游河道的复杂响应、黄河下游河道治理与调控的措施等方面。课题名称相应改为：黄河水沙过程变异及其河道复杂响应。本课题研究单位将由原来的6个减到4个，分别为中国水利水电科学研究院泥沙所、中国科学院地理科学与资源研究所、国际泥沙培训中心、黄河水利科学研究院，人员也相应减少，主要学术骨干与前2年一致，共10人。研究计划安排的思路为：本课题主要通过野外调查、实测资料收集、物理模型试验、数学模型计算及理论分析等研究手段，对水沙过程变异规律、萎缩性河道演变规律及河道水沙过程的动力平衡机理进行深入的研究；进一步完善流域植被侵蚀动力学理论体系；提出黄河下游河道治理与调控的措施。二、研究内容（包括重点解决的科学问题、研究特色和创新点）前两年主要是初步建立了黄河下游河道的数学模型和萎缩性河道物理模型，开展了水土保持措施和河道动力平衡等方面的研究工作。根据中期评估专家的建议，后三年的研究内容主要集中在以下几个方面：(1) 流域植被侵蚀动力学与水沙过程变异规律：研究植被发育、土壤侵蚀、人类活动三者之间的动力平衡，建立植被侵蚀动力学的理论与方程，并应用于生态建设的效果评价。探讨人类活动条件下流域泥沙侵蚀搬运堆积特性的变化机理和水沙运动基本过程的变异，揭示在人类活动条件下流域产流产沙变化规律。(2) 萎缩性河道演变规律与致灾机理：研究水沙过程变异条件下黄河下游萎缩性河道的演变规律，包括形成萎缩性河道的造床流量、河相关系、纵横剖面、过流能力、“小水大沙”型高含沙洪水的运动机理等；探讨萎缩性河道的“小水大灾”效应及不同水沙条件下的致灾机理。(3) 河道水沙过程的动力平衡机理与调控措施：研究不同来水来沙条件下黄河下游河道的动力平衡机制，水沙变异后下游河道的复杂响应，黄河下游河道治理与调控的措施。三、研究方案及技术路线1研究思路及技术路线在前两年研究的基础上，着重利用实测资料分析、数学模型、物理模型和理论分析等手段来开展课题的研究工作。根据实测资料，研究植被演变、土壤侵蚀、人类活动三者之间的动力关系，揭示生态动力学系统与植被覆盖关系的临界变化阈值，从理论上建立植被侵蚀动力学方程，并应用于生态建设的效果评价。以土壤侵蚀动力学为基础，依靠实测资料和理论分析，深入探讨人类活动对流域侵蚀搬运堆积特性影响机理及水沙运动基本过程的变异规律。以河流动力学为基础，通过实测资料分析、数学模型、物理模型和理论分析等方法，探讨水沙过程变异后黄河下游萎缩性河道的演变机理以及“小水大灾”型高含沙洪水运动和致灾机理。根据上述研究成果，分析黄河下游河道的来水来沙和河道的动力平衡机制以及水沙变异后下游河道的复杂响应，提出黄河下游河道治理与调控的措施。2本课题的创新点在理论上，建立应用于生态效果评价的植被侵蚀动力学理论；在机理上，通过河道动力平衡机制的研究，揭示水沙过程变异规律与萎缩性河道演变规律之间的关系，力争在黄河河道治理与调控措施上有所突破。3. 课题可行性分析根据项目评估专家的意见，本课题调整了部分研究内容，突出了重点，有利于集中力量攻关，且这些重点内容已在前一阶段的研究中建立了良好的基础，使本课题有所创新和突破成为可能。此外，课题采用单位强强联合、人员老中青结合的研究方式，有利于达到优势互补、人才脱颖而出的目的，从而也保证了课题的研究成果具有一定的突破性和创新性。四、预期目标本课题在后三年预期达到的目标为：建立植被侵蚀动力学理论，并应用于生态建设效果评价；揭示人类活动条件下流域水沙过程变异规律、萎缩性河道演变规律与致灾机理、不同来水来沙条件下黄河下游河道的动力平衡机制；提出黄河下游河道治理与调控的措施。课题研究成果将以学术论文、研究报告和专著的方式提出，3年内预期将在国内外重要学术期刊、国内外学术会议发表论文30篇，研究报告3个，出版专著1本。五、课题设置本课题后三年设置3个子课题：(1) 流域植被侵蚀动力学与水沙过程变异规律主要研究研究植被发育、土壤侵蚀、人类活动三者之间的动力平衡，建立植被侵蚀动力学的理论与方程，并应用于生态建设的效果评价；揭示在人类活动条件下流域水沙变异规律及侵蚀搬运堆积规律。参加单位为中国科学院地理所和国际泥沙培训中心。(2) 萎缩性河道演变规律与致灾机理主要研究水沙过程变异条件下黄河下游萎缩性河道的演变规律；探讨萎缩性河道的“小水大灾”效应及不同水沙条件下的致灾机理。参加单位为中国水科院和黄河水利科学研究院。(3) 河道水沙过程动力平衡机理与调控措施主要研究不同来水来沙条件下黄河下游河道的动力平衡机制，水沙变异后下游河道的复杂响应，黄河下游河道治理与调控的措施。参加单位为中国水利水电科学研究院、中国科学院地理所。六、年度计划内容和目标二00二年初步建立植被侵蚀动力学理论；研究人类活动对流哉侵蚀搬运堆积的影响机理及水沙运动基本过程的变异，萎缩性河道演变机理的物理模型试验与分析、下游河道动力平衡机制的数学模型计算，水沙变异后下游河道的复杂响应。提出学术论文10篇。二00三年应用植被侵蚀动力学理论对黄河中游生态建设效果进行初步评价；进一步深入研究水沙变异规律、侵蚀搬运堆积规律、萎缩性河道的致灾机理以及水沙变异后下游河道的复杂响应等。初步探讨黄河下游河道治理与调控的措施。提出学术论文10篇。二00四年提出黄河下游河道治理与调控的措施；各子课题研究内容的总结与课题的汇总。提出学术论文10篇，专著1本。七、研究队伍构成本课题的承担单位有中国水利水电科学研究院泥沙研究所、中国科学院地理与资源研究所、国际泥沙研究培训中心和黄河水利科学研究院，研究队伍规模25人，主要学术骨干10人，具体如下表：表1 主要承担单位及其任务：主要承担单位承 担 的 主 要 任 务中国水利水电科学研究院泥沙研究所萎缩性河道演变规律与致灾机理、河道水沙过程动力平衡机理与调控措施中国科学院地理科学与资源研究所水沙过程变异规律、河道水沙过程动力平衡机理与调控措施国际泥沙研究培训中心流域植被侵蚀动力学黄河水利科学研究院萎缩性河道演变规律与致灾机理表2 主要学术骨干：姓 名性别出生年月专业技术职务工作单位工作时间(人月)签字负责人胡春宏男62.04教高中国水利水电科学研究院27参 加 人 员曹文洪男63.10教高中国水利水电科学研究院27陈建国男62.10高工中国水利水电科学研究院24吉祖稳男67.06高工中国水利水电科学研究院27郭庆超男67.05高工中国水利水电科学研究院27王兆印女51.02教高国际泥沙研究培训中心21陆中臣男36.06研究员中科院生态环境中心18李文学男63.09高工黄河水利科学研究院18姚文艺男57.11高工黄河水利科学研究院21许炯新男49.01研究员中国科学院地理科学与资源研究所24八、研究经费 单位：万元课题总经费课题支出预算总数：245万元其中：国家基础研究专项经费资助总经费 210万元 部门匹配 万元 其他途径获得的资助 35万元申请专项经费210其中人员费10.5课题负责人(签字)年 月 日设备费58.8管理费10.5国际合作与交流费25.2其他相关费105批准金额年度经费安排2002年首席科学家(签字)年 月 日2003年2004年注: 各课题应同时填报国家重点基础研究项目预算表九、课题承担单位意见(就能否遵守国家重点基础研究发展规划有关项目和经费管理的各项规定,提供课题承担人员及其完成课题任务所需要的研究条件和工作条件,并督促课题实施等提出意见)中国水利水电科学研究院作为国家重点基础研究发展规划项目的承担单位将