水利部公益性行业科研专项经费实施计划方案.docx
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水利部公益性行业科研专项经费实施计划方案
水利科技推广计划
2011-2013年技术成果推广规划
(征求意见稿)
水利部国科司
2010年4月
一、抗旱减灾
(一)该领域发展现状及存在的主要问题
二十世纪九十年代以来,随着我国经济社会的快速发展、城市化进程加快和社会主义新农村建设,人民生活水平不断的提高,对水资源的需求也在不断增加,同时,由于全球气候变暖导致极端气候事件发生几率增加,干旱灾害的发生会愈加频繁,旱灾造成的影响和损失更加严重。
干旱灾害表现出频次增高、围扩大、持续时间延长和灾害损失加重等特点。
干旱灾害对我国国民经济的影响,一般干旱年约占GDP的1.1%,遇严重干旱年约占GDP的2.5%-3.5%。
由于抗旱基础建设薄弱,我国大部分地区的抗旱减灾能力还比较低,大量病险水库依然存在,制约了防洪抗旱减灾效益的发挥。
另外,地下水资源在应对干旱灾害中所起的重要作用显而易见,但很多地区对地下水利用重视不够。
因此,为了有效应对旱灾,必须加强小微型水利设施的修建与维护;同时,还要加强地下水尤其是广大山区地下水资源的勘查与规划开发,做好抗旱应急后备水源建设。
对于确实没有水源的山区农村,小水库、小坝塘抗旱效果很好,建设周期短、见效快、养护费用低。
加强“五小”水利的建设,是提高抗旱能力的一个重要途径。
(二)该领域发展主要技术需求
1、干旱监测预警及响应决策支持技术
运用土壤墒情技术和通讯技术,依据《土壤墒情监测》的规定,进行土壤墒情监测站网的布设,实现墒情信息的传输、接收、入库和处理,为旱情实时监测提供支持;根据相关技术规和标准,对旱情相关信息(包括水文、气象、农业等方面的信息)进行实时监测;结合抗旱减灾需求,整合地面监测网络和卫星遥感技术,实现通过卫星遥感对实时旱情进行监测;以气象、水文和土壤墒情等地面监测网络为基础,结合卫星遥感监测,形成旱情立体监测体系,并与数据库相结合,实现旱情数据动态入库;依托抗旱减灾相关业务系统,利用信息技术、数据库技术和地理信息技术实现旱情的动态实时监视,随时掌握旱情的发展变化趋势。
以抗旱综合数据库为基础,建立抗旱信息管理系统,对包括水文、气象、土壤墒情、社会经济、干旱及抗旱统计信息、灾情信息等相关信息进行查询、分析和统计,为抗旱会商提供基础支撑;针对不同类型的干旱,通过对其干旱缺水成因、特点以及水源、用水、供水等情况进行分析,建立预警指标体系和预警方法;通过研究不同地区、不同类型干旱和不同程度干旱的节水措施、调水措施、应急开源以及其他抗旱应急响应行动等措施,为抗旱预案的贯彻实时和抗旱减灾行动提供重要的支撑。
2、旱灾评估与风险分析技术和系统
建立农业作物与牧草动态生长机理模型,研究农作物和牧草不同生育期干旱的水分胁迫,利用历史数据对模型进行率定,验证历史旱情对农牧业的影响;利用情景分析技术解决未来旱情发展的不确定性,定量化动态分析可能出现的灾情(如损失评估等),为决策者提前提供可靠的旱情与灾情信息,为及时制定应对措施提供可靠依据;结合城市干旱缺水现状、城市供水能力和城市用水需求,研究城市因旱缺水可能造成的损失和影响,建立城市干旱灾情动态评估方法和指标体系,对城市干旱灾情进行动态评估;结合农业干旱灾情动态评估成果,建立农业旱灾粮食损失与粮食安全之间的影响关系,对区域粮食安全进行评估;综合旱灾风险图是干旱灾害风险管理的技术核心,是制定科学灾害管理政策、动态决策支持和灾害保险的基础与依据。
建立旱灾风险评价指标体系,对综合旱灾风险进行量化面结合历史数据分析,编制综合旱灾风险图,为抗旱规划和抗旱减灾决策提供技术支撑;以国家防汛抗旱指挥系统技术规为依据,集成数据库、旱情与灾情分析模型、地面监测网络和遥感技术,建立支持干旱风险管理、灾情评估于分析、动态信息查询、网络信息传输、自动报表和信息发布等功能的业务系统。
以相关技术标准为基础,结合监测网络与其他相关信息,建立农业、牧业、城市和因旱饮水困难旱情实时评估方法和指标体系与评估模型,利用GIS实现旱情时空发展变化的可视化;以相关技术标准为基础,整合区域的农业旱情、牧业旱情、城市旱情、饮水困难情况等方面的分析结果,建立区域综合旱情分析模型,利用GIS,实现旱情时空发展变化的可视化。
3、抗旱工程技术
蓄、引、提工程建设技术。
在科学规划的基础上,加快水利基础设施建设,重点建设控制性工程和中型水库及重点小型水库;加大“五小”水利设施,特别是水窖等小型集雨蓄水设施建设;加强水源输水配套及水源连通工程建设;加强农田水利建设,大力发展节水灌溉,提高灌溉保障能力;抓好饮水安全、病险水库除险加固、灌区续建配套与节水改造和灌排泵站更新改造等项目建设。
地下水找水技术。
由于长期没有降雨,蒸发量加剧,导致地表水体水量严重不足,此时只有对地下水资源进行开采才能有效地解决该问题,为此,必须大力推广找水打井技术。
应急灌溉技术。
主要指在干旱发生过程中方式灵活、移动方便、灌溉高效的灌溉技术和产品,其中包括喷灌、滴灌、微灌、渗灌技术和机具与设备,移动式、行走式灌溉机具和产品等,以微灌、喷灌为例,微灌与地面灌溉相比,可节水达80%至85%,喷灌一般能节水50%至60%。
水源调度和配置技术。
立足于抗大旱、抗长旱,从最不利的情况出发,倒排用水计划,优化水源调度,强化用水管理,加大节水力度,充分利用好有限的抗旱水源,使其发挥最大的效益。
(三)针对需求已有技术成果
见附表1。
二、防洪抢险
(一)该领域发展现状及存在的主要问题
由于特殊的地理环境和人口众多的国情特点,我国的洪涝灾害发生频繁,尤其是近代气候变化趋势使得洪涝灾害极端事件发生的频率明显增加,对我国经济可持续发展提出了巨大挑战。
进入21世纪以来,防洪减灾领域新技术得到了长足的发展,在灾害预警、应急处置、灾后重建等方面的新方法新技术取得了许多突破和实质性进展。
但是,由于问题的复杂性,大量的防洪抗旱减灾新技术新方法还处于实验研究阶段,一些工作与实际需求还有很大差距,对比国外前沿发展水平和我国防洪抗旱减灾领域的实际需求,还存在一些重大问题需要我们今后一个时期的不懈努力,这些问题主要表现在山洪灾害的预警预报技术的预见期与预见精度都有待于提高,防洪减灾技术与城市化进程的需求还存在较大差距,在新技术研究和应用方面进展缓慢。
(二)该领域发展主要技术需求
1、预警预报技术
流域洪水灾害的快速预报预警技术。
建立完善的信息监测站网,研究高效可靠的信息传输与处理手段,结合高新技术信息平台和各类成熟的预报模型开发流域洪水灾害的快速预警预报系统。
山洪灾害预警预报技术。
山洪灾害的防治关键在早期预报和预警,通过较高精度并有相当预见期的山洪灾害预报,配合相应非工程措施,达到防灾减灾目的。
冰凌灾害预警预报技术。
冰凌洪水具有发生发展快,时间变化大的特点,高效实用的凌汛洪水预警预报系统对于减少灾害损失至关重要。
2、应急除险快速处置技术
工程重大险情的处置需要快速实用新技术,针对不同工程特性,如水库出险、堤防决口、堰塞坝溃决、冰塞冰坝等各种工程险情,开发相应的快速除险、抢险技术。
3、防洪减灾新技术
防洪工程调度决策技术。
高水平的工程调度是提高防洪减灾决策水平的重要基础。
利用现代高科技技术结合专业模型实现防洪工程的合理调度是当前防洪减灾的重大需求。
洪水风险图制作与管理技术。
制作洪水风险图,并将其运用于实际防洪工作之中是水利部和国家防办确定的当前和今后一段时期主要非工程措施。
开发风险图制作和管理成套技术,并在全国推广,将有效地提升我国洪水风险管理能力和水平。
防汛抗旱三维电子沙盘技术。
防汛抗旱三维电子沙盘能够逼真地展示流域地形地貌与防汛抗旱工程体系,在国家和各级防汛部门初步发挥了重要作用,特别是在“5.12”汶川震的抗震救灾工作中,为国务院抗震救灾指挥部、水利部抗震救灾指挥部提供了十分关键的信息支持。
全面、及时、直观、逼真的防汛信息使防汛决策更加“心明眼亮”,在流域级、省级、地区级以及大型水利枢纽的防汛决策上有广泛应用前景。
洪水资源化措施与关键技术。
应用现代空间观测技术、计算机技术、卫星遥感技术、多普勒测雨雷达、地理信息系统技术及其软件技术,根据不同地区洪水特征和水资源分布特点,在满足工程安全前提下,开发洪水资源利用技术,通过工程非工程措施,推动洪水综合管理,改善区域生态环境。
水库汛限水位动态控制关键技术。
根据水库流域的天气预报信息、降雨预报信息、水库面临时刻的水情信息、工情和灾情信息,在满足水库蓄水、泄流和防洪兴利要求的前提下,确定预见期水库的动态运行水位的方法。
(三)针对需求已有技术成果
见附表2。
三、节水灌溉及灌区改造
(一)该领域发展现状及存在的主要问题
在我国8.67亿亩的灌溉面积中,只有3.2亿亩进行了初步的节水技术改造,大部分灌溉面积田间工程不配套,灌水技术落后,水的浪费严重,灌溉水的利用率在47%左右。
特别是我国大部分山丘区灌溉基础设施落后,缺少骨干控制性工程,建设常规灌溉工程造价与运行成本偏高,大多依靠小水源灌溉,配套设施缺乏,灌溉条件相对落后,经常发生旱灾,严重制约当地社会经济发展。
(二)该领域发展主要技术需求
1、灌区改造工程相关技术
灌区渠系建筑物安全鉴定及加固改造技术。
渠系建筑物是大型灌区项目建设的主要容,对其进行安全鉴定,科学合理评价是否加固改造十分必要。
渠道防渗抗冻胀新材料开发与技术。
渠道防渗是大型灌区项目建设的重点,且有些地区的项目施工期在冬季,防渗抗冻新材料的研究很有必要。
西部地区灌溉引水工程大流量过滤器技术。
等西部缺水地区采用滴灌、喷灌、渗灌等先进的节水技术要求有先进的过滤设备来净化水质,以有效地供给农田使系统能长久稳定地运行。
目前渠水滴灌系统规模日益变大,因此,与之配套的大流量的灌溉过滤设备是必然要求。
2、不同区域灌溉模式
山丘区清洁能源节水灌溉。
山丘区灌溉条件相对落后;部分山丘区缺乏灌溉动力;因此,需要针对山丘区特点,充分利用山丘区分散小水源及自然能源(风能、太阳能),发展清洁能源节水灌溉,将清洁能源、节水灌溉、农业生产条件有机结合。
同时,通过雨水集蓄利用工程解决低丘岗地农田的农业补灌水源、通过节水灌溉提高低丘岗地农田的灌溉保证率对发展低丘岗地农业意义重大。
草场灌溉。
目前,解决草原生态恶化问题的根本途径是退牧还草,天然草地生产力仅为0.3-0.6kg/m3,而灌溉草地生产能力为天然草场生产潜力的20-30倍,因此,根据各地水资源条件,搞好以饲草料地灌溉为重点的牧区水利建设,大幅度提高牧草产量,显得十分紧迫和重要。
微灌技术。
为降低工程造价和运行成本,滴灌正朝低压化方向发展,推广应用能在低压下滴灌系统首部控制技术及具有较高均匀性、且具有一定压力补偿功能的灌水器和附属设备是一个较为关键的问题。
水稻灌区高效节水和持续高产的灌排技术。
水稻生产不但用水量大,且对灌溉的要求高。
通过推广高效节水的灌排技术,既能节约农业用水,支援当地二三产业用水发展和生态改善,又可提高灌溉保证率,实现粮食持续高产。
灌区末级渠道量水技术与装置。
通过研发简便易行的末级渠道量水技术和廉价实用的量水装置,是实现灌区计量收费,促进农业节水的基础手段和重要途径。
3、灌区管理技术
用水管理和渠系管理是灌区管理的重要组成部分,自控技术在灌区的应用,可提高灌区管理效率和效能。
灌溉用水管理就是要研究和运用技术上先进、经济上合理的各种工程措施、途径和方法,减少灌溉水的无益损耗,研究和运用灌溉系统中各种工程设施的控制、调度方法,在时间上和空间上合理地分配与使用水源水量,并在田间推行科学的灌溉制度和灌水方法,以达到充分发挥工程作用,合理利用各种水资源,促进农业高产、稳产和获得较高经济效益的目的。
井灌区井群自动控制系统技术。
井灌区是北方农田灌溉的重要形式。
通过建立井群自动控制系统,可提高井灌区的水源保证率。
(三)针对需求已有技术成果
见附表3。
四、农村安全供水
(一)该领域发展现状及存在的主要问题
农村供水是农村重
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