南方科技大学大学生创新创业训练计划项目申请书模板.docx
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南方科技大学大学生创新创业训练计划项目申请书模板
南方科技大学
大学生创新创业训练计划项目
申请书
项目名称:
疏勒河流域水-能源-粮食纽带关系研究
项目负责人:
王欣驰
所在系部:
环境科学与工程学院
专业班级:
无
联系电话:
********
E-mail:
********@
指导教师:
郑春苗职称:
环境科学与工程学院讲座教授、院长
指导教师:
田勇职称:
环境科学与工程学院研究助理教授
申请日期:
2017年04月17日
南方科技大学教学工作部制
填表说明
一、请严格按照表中要求填写各项。
要求实事求是,表达明确、严谨。
二、项目只能由全日制本科生提出申请,原则上以二、三年级学生为主。
申请者要品学兼优、学有余力,有较强的独立思考能力和创新意识,对科学研究、科技活动或社会实践有浓厚的兴趣。
三、“项目类别”指A--创新训练项目;B--创业训练项目;C--创业实践项目。
四、申请书中第一次出现外文名词时,要写清全称和缩写,再出现同一词时可以使用缩写。
五、申请书用A4纸双面打印,于左侧装订成册。
由指导教师和所在院系审查并签署意见后报送教学工作部,同时提交电子文档。
六、如表格不够,可以加附页。
项
目
简
况
项目名称
疏勒河流域水-能源-粮食纽带关系研究
项目类别
(A)A--创新训练项目;B--创业训练项目;C--创业实践项目
申请资助经费
20000元
项目起止时间
2017年6月至2018年9月
项
目
负
责
人
姓名
王欣驰
性别
男
出生年月
1996.06
专业年级
15级
学院(系、部)
环境科学与工程学院
学分绩点及专业排名
3.73
电话
********
项
目
组
主
要
成
员
姓名
性别
出生
年月
专业年级
所在学院
(系、部)
项目分工
签字
杨梦曦
女
1998.07
15级
环境科学与工程学院
负责收集疏勒河流域用水量等相关数据,构建模型等
吕晨雪
女
1997.06
15级
环境科学与工程学院
负责收集流域径流量、等数据,构建模型等
吴文娴
女
1997.12
15级
环境科学与工程学院
负责申请近年有效的遥感图像,构建模型等
刘涛
男
1996.12
15级
环境科学与工程学院
负责通过遥感图像进行NDVI指数分析,构建模型等
指
导
教
师
姓名
性别
出生
年月
职称
最高学历
最后学位
研究方向
郑春苗
男
1962.11
讲座教授
博士研究生
博士
地下水污染物迁移过程与生物地球化学反应的理论及试验研究等
电话
********
zhengcm@
姓名
性别
出生
年月
职称
最高学历
最后学位
研究方向
田勇
男
1983.03
研究助理教授
博士研究生
博士
地表水-地下水耦合模拟等
电话
********
tiany@
一、立项依据(包括项目的意义,国内外研究现状与存在的问题,自身具备的知识条件,自己的特长、兴趣,相关经历,开展研究的前期准备工作等)
1.项目意义
水、能源和粮食作为单独的研究领域,均是可持续发展研究领域的重要问题,一直以来这三大问题都备受关注。
然而作为一个整体,这三者却并没有受到足够的重视。
直到2011年,水、能源和粮食纽带关系(Water-Energy-FoodNexus,WEF-Nexus)的研究才开始成为各种研究机构的研究热点[1]。
2013年,联合国亚太经济社会理事会(UNESCAP)发布了《亚太地区水-粮食-能源纽带关系报告》,提出“水-能源-粮食纽带关系”在时间和空间上具有紧密联系,认为气候变化、能源、粮食、金融、城市化进程、消费等外部影响因素均会对这种“纽带关系”产生影响。
在经济活动全球化的世界背景下,一个国家的水资源很大程度上左右世界经济命脉和粮食问题。
随着世界人口的增长,人们对水资源的需求日趋膨胀,近一百年间增长了6倍,而到2025年甚至达到5兆立方米,全球将要面临水资源紧缺的环境现状[2]。
水、能源和粮食均是人类生存发展必不可少的资源,三者相互依存,联系紧密,呈现出牵一发而动全身的态势。
在全球人口增长、环境恶化、资源短缺、气候变化影响加剧的背景下,三者之间的相互关系显得日益重要,甚至形成了一种“纽带关系”,同时也引起了学术界广泛关注。
这种纽带关系的研究对中国的发展也具有深远的意义。
2015年10月,在北京召开的“可持续城市发展的粮食-能源-水资源关系”国际会议上,与会专家就城市环境中的农业、人口、水资源及能源问题展开了热烈讨论。
在会议上
图1.FAO提出的解决水—能源—粮食纽带关系的途径
题为“Potentialfutureresearchofwater-energy-environmentnexus:
awatershedperspective”的学术报告,展示了三者纽带关系存在的客观性和研究重要性。
本项目将着重进行疏勒河流域水-能源-粮食纽带关系的研究。
目前,我国对水、能源、粮食实行分部门管理,各部门在制定行业法规政策、编制行业发展规划、制定投融资计划等行动时,与其他部门间的协调与综合考虑程度,距“纽带关系”提出的目标尚有一定距离。
因此,为维持水、能源、粮食各领域平衡关系,保障和促进社会经济可持续发展,需要将“纽带关系”理念落实到水、能源、粮食等相关行业的各项决策过程中,提高行业间法规政策、规划方案、投资及行动计划间的协调性,同时,全面考虑人口增长、气候变化、城市化进程等外部因素的综合影响。
米红、周伟在研究中用模型对未来人口增长与经济发展水平、未来我国粮食需求量、未来粮食供需状况、未来淡水需求、未来能源需求进行了仿真模拟[3]。
我们的项目将采用近似的模拟方法,综合考虑各方面因素,对疏勒河流域的水-能源-粮食进行以往数据验证以及未来仿真模拟。
在包括水库峡口流量控制、最佳农耕时期、峡口水力产能控制等方面给予政府及相关部门明确的建议。
2.国内外的现状与存在的问题
近年来,国外对水、能源以及粮食之间的关系开展了大量的理论研究和应用研究,从不同角度体现了“纽带关系”的思路。
(1)19个欧洲国家的公共研究机构、发展和创新基金组织以及欧盟委员会共同制定了“欧洲联合项目计划”,该计划发起了一项名为“世界水挑战”项目,已确定经济、生态、社会和技术等领域目前所面临的水与能源方面的挑战,并针对这些挑战开展了一系列研究,包括:
保持生态系统的可持续性,完善安全供水系统,提高水行业竞争力,实现基于水与生态的经济发展,以及缩小水循环差距。
(2)同时,世界银行制定了一项全球能源计划,确定了水和能源管理之间存在协同效应,帮助各国政府应对未来存在的诸多不确定因素,打破学科壁垒,提高各利益相关方对水和能源领域问题严重性的认识。
(3)英国BP公司对能源产业与水资源之间的交互关系进行了深入研究,结果表明不同类型的能源生产技术对水资源需求存在数量级的差异,因此完全可能通过采取适应地区水资源禀赋的技术方案来解决能源生产的用水需求与本地区供水之间的矛盾[4]。
我国政府及相关机构在水与能源领域开展了大量研究。
国家能源局“十二五”规划编制前期研究课题“能源发展主要约束因素研究”将水资源作为影响能源生产和消费过程的重要因素。
绿色和平组织以及中科院地理科学与自然资源研究所在评估煤炭发电站的耗水问题上开展了联合研究。
成果表明,预计到2015年,我国西部地区的煤炭发电需水量将受到严峻挑战,并超过相关地区总工业用水的供水能力。
在全球气候变化加剧与人口持续增加的大背景下,水资源和能源需求仍将持续增长,预计到2035年,全球能源需求量将增加35%,相应的水资源消耗量则增加85%,水资源与能源安全形势更加严峻,对全球可持续发展的不利影响也将更加深入和广泛[5]。
然而目前我国面临着水-能源-粮食的均衡发展问题,三者的纽带关系得不到较好的平衡。
在干旱地区,高达90%的水被用于灌溉,这意味着水在能源与粮食上的分配极度不均衡[6]。
人们对于水的不合理分配和使用,一方面导致了水资源的利用率低下,能源浪费,粮食减产,另一方面又会使当地生态环境遭到破坏,造成植被大面积减少,湿地退化,土地荒漠化,土地盐碱化等等一系列问题。
利用水电站产生电能,也会对水质造成影响[7]。
例如在我国甘蒙西部的疏勒河流域,由于受到内陆气候条件的影响,大范围的地区呈现出干旱或半干旱的气候状态。
这种气候不仅导致了当地生态极度脆弱,而且农作物的生长受到了较大的影响。
当地河流主要由降水补给,流量较大的月份为8-9月的雨季,然而农作物最佳生长月份是4、5、6月,这使得当地的农牧业生产大幅度下降。
2000年以来,在疏勒河流域主要采取修建水库放水的方法来控制农牧业及居民生活用水。
但目前来看修建水
库放水的方法来控制农牧业及居民生活用水。
但目前来看,由于缺少相关领域的技术指导,这种供水方式造成了较大的水资源浪费,也导致了水库区域水体面积的缩减,湿地、植被遭到破坏,面临十分严重的发展问题。
3.成员研究方向及经历:
王欣驰(项目组负责人):
南方科技大学环境科学与工程学院15级本科生,现于田勇老师课题组,主要研究方向为遥感生态水文领域的应用,在卫星遥感领域有较多经验,在生态环境方面有较多研究及见解,具备充足的基本知识和技能。
能够熟练使用Arcgis,Envi等软件,以及Python编程能力。
杨梦曦(项目组成员):
南方科技大学环境科学与工程学院15级本科生,修读环境工程专业。
修习了《地理信息技术与遥感应用》、《环境学导论》、《地球科学概论》等多门专业课程,《物理化学》、《环境工程原理》、《环境化学》《水文学原理》《环境监测》在读。
具备基础的科学研究素养,能够使用Arcgis、GoogleEarth、ENVI等软件进行卫星图像的处理及数据分析,具有MATLAB和编程的基础。
擅长结合人文历史与技术进行逻辑推演与多点分析,能熟练寻找数据图表背后的现实含义及联系。
2015年参与南科大创行团队发起的大沙河流域治理项目,初步调研了深圳市民治河、西乡河的水文情况,对研究对象大沙河进行了采样及污染源分析。
2016年参与了田勇老师郑一老师带队的黑河项目,在额济纳旗完成了黑河下游的用水、植被、作物调查及数据采集。
吕晨雪(项目组成员):
南方科技大学环境科学与工程学院15级本科生,在环境学院课题小组做学术研究,研究领域主要为虚拟水的消费交换,以及用水与当地经济发展之间的促进与制约等。
参观JoidesResolution钻探船,对先进的仪器、周密的实验流程有一定认识,考察调研经验较为丰富。
吴文娴(项目组成员):
南方科技大学环境科学与工程学院15级本科生,目前修读水文与水资源工程专业,现修读《环境化学》,《水力学》,《水文学原理与应用》,《环境工程原理》,《物理化学》等专业课,均有较深个人见解。
具有JAVA与matlab编程基础,可以熟练应用origin等数据处理软件,CAD绘图软件。
有较为丰富的历史与地理知识,从人文角度看水文问题。
刘涛(项目组成员):
南方科技大学环境科学与工程学院15级本科生,于田勇教授课题组任本科生研究助理一年半时间,主要研究方向为地表水-地下水耦合模型时空变化特征。
2016年国际创新创业教育大会志愿者,“地下水水质2016”国际学术会议志愿者,参与会议各项议程的报告听取和信息交流活动。
了解并较熟练使用在地理信息系统应用和遥感方面广泛应用的Arcgis,Envi软件,具有一定的数据分析处理软件MATLAB编程能力。
现正在修读环境专业课和金融学选修课程,对科学与经济的相互关系有一定的认识。
参考文献:
[1]HoffH.UnderstandingtheNexus[R].BackgroundPaperfortheBonn2011Conference:
TheWaterEnergyandFoodSecurityNexus,Stockholm:
StockholmEnvironmentInstitute,2011.
[2]田顺花.水资源的有效规划将结合能源、粮食采取三位一体的思考方式[J].经济研究导刊,2013,(7):
61-62.
[3]米红,周伟.未来30年我国粮食、淡水、能源需求的系统仿真[J].污染与经济,2010,
(1):
1-7
[4]常远,夏朋,王建平.水—能源—粮食纽带关系概述及对我国的启示,2016,67-70
[5]鲍淑君,贾仰文,高学睿,蔡思宇.水资源与能源纽带关系国际动态及启示[J],中国水资源,2015,6-9.
[6]巴赫.全球气候变化背景下跨界流域水、能源和粮食安全的合作[J].水利水电快报,2016,(8):
1-7.
[7]Shokhrukh-MirzoJalilov,MarkoKeskinen,OlliVaris,SaudAmer,FrankA.Ward.Managingthewater–energy–foodnexus:
GainsandlossesfromnewwaterdevelopmentinAmuDaryaRiverBasin[J].JournalofHydrology,2016.
二、项目研究内容(包括1.具体研究内容和技术考核指标;2.拟解决的关键问题;3.项目可行性分析)
1.具体研究内容和技术考核指标
(1)流域尺度水-能源-粮食纽带关系模型构建
①收集疏勒河流域用水量、用电量、人口规模、近年作物产量等相关数据。
②理清疏勒河水-能源-粮食三者之间的相互关系,
③构建流域尺度水-能源-粮食纽带关系模型
(2)过去30年疏勒河流域水-能源-粮食纽带关系
①分析过去30年疏勒河流域水、电消耗量变化,降雨地表径流等水补给量变化,人口的迁入与迁出,作物品种与种植规模变化等一系列变化之间的交互作用。
②通过所建立的水-能源-粮食纽带关系模型,模拟出过去30年疏勒河流域水-能源-粮食纽带关系。
(3)未来不同情景下疏勒河流域水-能源-粮食纽带关系预测
在所建立模型的基础上,模拟四种社会未来发展模式,并预测出其未来的流域水-能源-粮食纽带关系。
①保持现状型:
继续保持以农业为主的经济格局,大水漫灌的生产方式。
②经济发展型:
强调经济发展为第一要务,只顾经济发展,不管环境破坏。
③水资源节约型:
强调节水措施对农业的影响,以节约水资源保护生态环境为宗旨。
④综合发展型:
综合上述三种模式,对已破坏的生态环境进行修复,强调节水措施,通过改变产业结构大力发展第三产业来获取经济发展,建立资源节约型环境友好型社会发展模式。
2.拟解决的关键问题
(1)构建流域尺度水-能源-粮食纽带关系模型。
(2)模拟出过去30年疏勒河流域水-能源-粮食纽带关系,检验模型准确性。
(3)模拟社会未来发展模式,并预测出其未来的流域水-能源-粮食纽带关系。
(4)对当地社会经济发展提出建议。
3.项目可行性分析
环境遥感技术在近几年快速发展,并在环境监测、环境要素分析等方面广泛应用。
环境遥感已经成为全球性、区域(流域)性乃至城市层次的生态环境问题研究的重要手段,为生态环境规划和环境系统研究提供了强有力的工具。
水环境遥感的任务是通过对遥感影像的分析,获得水体的分布、泥沙、叶绿素、有机质等的状况和水深、水温等要素信息,从而对一个地区的水资源和水环境等做出评价。
植被解译的目的是在遥感影像上有效地确定植被的分布、类型、长势等信息,以及对植被的生物量做出估算,因而,它可以为环境监测、生物多样性保护及农业、林业等有关部门提供信息服务。
土壤遥感的任务是通过遥感影像的解译,识别和划分出土壤类型,制作土壤图,分析土壤的分布规律。
所以通过环境遥感技术,可以获得足够的信息来进行生态特征分析。
通过网络信息搜索和政府相关网站,可以获取主要的人类活动变化时间表,将时间序列对应生态特征分析所得到的规律,提取关键的时点和特征性变化,就可以得到人为因素对生态环境可能的影响,数据统计和数值分析的结果可以表明人为因素对生态环境某特征值的变化的影响关联性大小。
基于现在广泛开展的水资源-能源-粮食交互研究,可以借鉴已有的成熟经验可方法,根据上述分析得到的结果和可获取的经济数据,分析得到关联性研究所关心的问题如何在三者之间进行相互影响。
三、项目实施方案(包括1.项目人员组成及分工;2.项目研究进度安排:
包括查阅资料、选题、自主设计项目研究方案、开题报告、实验研究、数据统计、处理与分析、研制开发、填写结题表、撰写研究论文和总结报告、参加结题答辩和成果推广;3.配套条件要求:
包括仪器设备、场地、材料、资料、实验课时及指导教师要求等)
1.项目人员组成分工
王欣驰:
项目负责人,负责收集疏勒河流域用水量、用电量等相关数据,构建流域尺
度水-能源-粮食纽带关系模型,过去30年疏勒河流域水-能源-粮食纽带关系,模拟水资源
节约型未来发展模式,统筹项目计划安排。
杨梦曦:
项目主要成员,负责收集人口规模、近年作物产量等数据,构建流域尺度水
-能源-粮食纽带关系模型,模拟保持现状型未来发展模式。
吕晨雪:
项目主要成员,负责收集流域径流量、降水量等数据,构建流域尺度水-能源
-粮食纽带关系模型,模拟经济发展型未来发展模式。
吴文娴:
项目主要成员,负责申请近年有效的遥感图像,构建流域尺度水-能源-粮食
纽带关系模型,模拟综合发展型未来发展模式。
刘涛:
项目主要成员,负责通过遥感图像进行NDVI指数分析,构建流域尺度水-能源
-粮食纽带关系模型,过去30年疏勒河流域水-能源-粮食纽带关系,模拟四种社会未来发
展模式。
2.项目研究进度安排
时间
进度
2017.6—2017.8
学习相关知识,并按分工收集资料
2017.9—2017.12
根据资料的相关性,建立流域尺度水-能源-粮食的纽带关系模型
2018.1—2018.2
根据模型模拟检验所建模型的准确度
2018.2—2018.4
利用模型模拟经济发展模式
2018.5—2018.9
提交预测报告,撰写论文并发表
2018.9
结题答辩
3.配套条件要求
仪器设备
1.手持GPS
2.大容量移动硬盘
场地
1.计算机机房
材料
1.采集化验水样,土壤样本等所需的仪器试剂
2.保温箱
3.进行实地考察所需的工具(绳索、手套等)
资料
1.疏勒河自上世纪70年代以来的卫星遥感图像数据
2.上世纪70年代以来流域土壤、水质、降水、径流量、人口、作
物产量、经济发展数据
3.进行实地考察监测并对当地居民进行调查采访获取第一手资料。
四、项目经费预算(包括大概支出科目、金额、计算根据及理由)
序号
支出科目
预算金额(元)
计算根据及理由
1
野外采样及调研
7800
小组成员赴疏勒河冲积扇区域实地采集数据与走访调查
[1060(往返车票)+100(住宿)*5(天)]*5(人次)=¥7800
2
资料复印
100
所有的资料、研究进展的实体整合及调查问卷的打印
3
材料费
7100
野外采样所需的耗材支出、数据储存硬盘回馈参与走访居民的礼品等
4
发表论文
5000
出版论文
合计
20000
五、预期成果(研究论文、专著、调研报告、设计方案、专利、软件、产品、成果鉴定等)
1、完成疏勒河冲积扇流域四十年水体变化情况的调研报告。
2、提交所构建的流域尺度水-能源-粮食纽带关系模型。
3、发表论文至少1篇。
六、本项目的创新之处
1、跨领域交流:
涉及遥感、金融、环境科学、社科等不同性质的多领域交叉,综合性与
全面性都具有较高水平。
2、推理演绎法构建模型:
提出多种发展模型并进行推演,在形象的比较中得出最优解。
3、视野:
不局限于单一变量研究,综合考量多种基础因素的相互影响。
立足于时下缺乏
的“连结关系”研究,而这一内容在未来将成为多个领域的重点。
七、项目诚信承诺
本项目负责人和全体成员郑重承诺,该项目研究不抄袭他人成果,不弄虚作假;按项目研究进度保质保量完成各项研究任务。
项目负责人签名:
项目组成员签名:
年月日年月日
八、指导教师意见(包括项目研究的选题意义及研究方案的科学性、可行性等)
指导教师签字:
年月日
指导教师签字:
年月日
九、院、系初审意见
负责人签字:
年月日
十、专家评审意见
专家组组长签字:
年月日
十一、学校意见
负责人签字:
(盖章)
年月日
- 配套讲稿:
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