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[成果] 1700520006 北京
TV1 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:近年来中国核电发展迅速,已有大亚湾、岭澳、秦山、田湾、福清、阳江、宁德、方家山、红沿河、防城港和昌江等11个沿海核电厂的34台机组投入商运,还有海阳、石岛湾、三门、台山等沿海核电厂的22台机组在建,核电滨海式布局已经形成。中国沿海地区泥沙构成在世界上最复杂,泥沙运动强度又大,占世界5%的水量输运了30%的泥沙,泥沙与核素的耦合关系复杂难解,影响到泥沙、核素、温排水的运动分布和核电厂的工程安全与环境安全。因此研究泥沙、核素、温排水耦合输移是确保核电厂工程安全和环境安全的关键技术,决定了核电工程立项和设计的可行性。项目组在国家自然科学基金和核电企业的资助下,经30多年研究和实践,取得如下创新成果:1.构建了全三维水沙两相流变密度湍流模型,解决了螺旋流输沙等真实三维水沙计算难题;提出了工程泥沙计算的斜对角笛卡尔坐标方法,克服了河口及海岸工程大尺度泥沙计算中复杂边界的困难。该技术全面提升了水沙模拟的准确性和可靠性,是解决核电工程取排水口头部等复杂区域内泥沙冲淤的关键,为核电工程的安全运行提供了技术支撑。2.首次提出了包含泥沙颗粒表面形貌信息的数学泥沙概念,基于数学泥沙确定了泥沙颗粒表面非均匀电荷分布规律,量化了核素与泥沙表面形貌之间微观作用机制;建立了水沙输移过程中基于核素迁移转化物理-化学过程的模式,实现了水-沙-核素-床面之间的多相流动迁移过程。该技术大幅提升了核素在海域分布和积累模拟结果及极值包络范围的合理性,给出了保护环境敏感区域和生态红线的设定方法,为核电工程环境安全设定阈值和条件提供了技术依据。3.提出了对比数学模型计算的原型和模型结果,确定物理模型比尺和几何变率的研究方法,建立了比尺和变率取值的理论;揭示出物理模型中水动力垂向和横向速度误差远大于纵向速度误差的规律,为沿海核电工程水沙动力试验采用较大几何变率模型提供了理论依据。在该基础上开展模型试验,提出了基于中国不同海域特点的远排差位式和交错分列式核电工程取排水优化布置方式,可保证核电工程的取排水安全和环境安全,降低了工程投资运行成本。经教育部组织专家鉴定“该项目在泥沙-核素-温排水耦合迁移转化、系统模拟方面创新突出,项目整体达到了国际领先水平”。项目提出的“全三维水沙湍流模型”成为美国土木工程师协会ASCE出版的泥沙手册中泥沙冲淤的典型模式之一。该项目累计发表学术论文146篇,其中SCI论文52篇,引用1033次,授权发明专利14项,软件著作权6项,出版专著6部,支撑4项国家行业规范,相关技术成果分别获得2009年和2016年教育部科技进步奖一等奖。研究成果为中国核电工程运行22年的工程安全和环境安全提供了重要的技术支撑,推动了核电行业的科技进步,取得了显著的社会经济效益。
[成果] 1800120373 北京
TH7 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2017
成果简介:针对我国目前对高精度、大流量、大口径、高流速管流标准计量装置的迫切需求,为进一步加强和规范水大流量计量的量值溯源体系建设、确保水大流量计量的可靠性和准确性、提高水量计量的管理水平,该项目开展了高精度大流量计量标准装置及关键技术研究。研究内容主要包括:高精度水大流量计量关键技术与标准装置、管道流量计现场计量校准技术、水量计量技术标准体系和水量量测设备检定/校准标准体系。项目创新点:(1)建立了以静态质量法为核心的水大流量量值溯源技术平台,研制了高精度大流量计量标准装置,扩展不确定度达到0.0356%,大流量7200立方米/小时,大口径800毫米,大流速45.0米/秒(对应于口径100毫米);(2)提出了不同管径的管道流量计在线校准新方法,构建了相对示值误差、重复性、测量偏差3项主要校验指标的指标体系;(3)构建了水量计量技术标准体系和水量量测设备检定/校准标准体系。
[成果] 1700240619 广西
S27 应用技术 农业服务业 公布年份:2017
成果简介:课题来源与背景:广西糖料蔗种植面积1650万亩,占全国的60%以上,是全国蔗糖种植业的核心区域,但广西糖料蔗主要种植在山丘坡地上,90%以上蔗区无灌溉水利设施,糖料蔗种植基本处于靠天吃饭、广种薄收的状态,这种传统雨养种植模式的亩均产量低且不稳定,单位产量生产成本高,糖业发展受到国际市场严重冲击。为稳定糖料蔗生产并降低生产成本,提升广西蔗糖产业的国际竞争力,保障国内食糖安全,2013年7月9日,自治区人民政府印发《关于促进我区糖业可持续发展的意见》(桂政发[2013]36号),计划到2020年建成500万亩以“经营规模化、种植良种化、生产机械化、水利现代化”为目标的优质高产高糖糖料蔗基地,其中水利现代化主要是推进糖料蔗区高效节水灌溉。为解决山丘坡地糖料蔗区应用高效节水灌溉的技术难题,支撑“双高”糖料蔗基地水利化建设和其他糖料蔗区灌溉设施建设,广西水利科学研究院、桂林市农田灌溉试验中心站、中国水利水电科学研究院等单位以《广西百万亩糖料蔗高效节水灌溉关键技术集成与示范》为题联合申报广西科技成果转化与推广计划,并获自治区科学技术厅批准立项,项目合同编号:桂科转14125004-4。技术原理及性能指标:技术原理:该项目结合广西糖料蔗主产区各地土壤、降雨、日照等条件,以及“双高”糖料蔗基地水利化的建设需求,系统研究在高效节水灌溉条件下糖料蔗需水规律、山丘坡地灌水均匀性、用水成本和灌溉管理等难题,项目的技术原理主要包括四个方面:应用坑测法,测定各主产区糖料蔗苗期、分蘖期、伸长期、成熟期等生育期的需水量及棵间蒸发量、叶面蒸腾量和土壤湿润层深度等相关参数,分析确定糖料蔗生育期需水规律和作物系数Kc值、日均需水强度;结合各主产区气候条件,通过大田试验区试验测试,确定糖料蔗在高效节水灌溉条件下不同典型年各生育期的补充灌溉强度和灌水周期;通过大田比对试验,分析提出高产高糖优化灌溉制度;应用计算机技术,开发高效节水灌溉自控系统及相关设备;通过这一系列试验研究,解决糖料蔗高效节水灌溉管理技术问题,为蔗区高效节水灌溉科学管理提供依据,为蔗区工程建设提供需求信息。应用室内土工试验,测定各主产区典型土壤特性参数;通过不同大田试验区的典型测试,分析测定在高效节水灌溉不同灌溉方式下土壤水分运移规律,分别确定其适宜的灌水强度、灌水量等参数;通过典型测试,确定山丘坡地满足灌水均匀性要求的适宜的滴灌、喷灌管网布控技术,并研发相关配套技术设备和设施;应用计算机辅助设计技术,开发滴灌工程设计软件;通过这一系列试验研究,解决在山丘坡地建设高效节水灌溉的灌水均匀性等技术问题,为山丘坡地蔗区大规模应用高效节水灌溉提供技术支撑。为充分利用蔗区降雨,通过典型测试,确定各类蔗区集雨能力和集流效率;为降低提水成本,充分利用蔗区光热资源,通过典型测试,确定各地蔗区太阳能辐射量、发电量及与提水量的耦合关系;两者结合,研发山丘区集雨太阳能光伏提水灌溉系统(雨能利用灌溉系统);通过这一研究,为解决山丘坡地采用高效节水灌溉用水成本高的问题提供了新的途径。基于生态系统服务功能理论和广西糖料蔗区特征,建立糖料蔗高效节水灌溉生态环境效益综合评价指标体系,通过现场系统监测和分析,提出糖料蔗不同灌溉方式的综合生态效益,为糖料蔗区正确选择灌溉方式并促进蔗区生态环境效益的改善提供科学依据。性能指标:项目针对广西糖料蔗产业发展和生产基地水利化建设的迫切需求,系统研究了坡耕地糖料蔗需水规律、适宜的节水灌溉技术模式、糖厂再生水灌溉再利用、高效节水灌溉技术应用的生态效应、适宜的高效节水灌溉技术集成模式等技术难题,确定了糖料蔗在高效节水灌溉下的需水量、灌溉制度及灌溉管理模式,提出了糖料蔗适宜的节水灌溉技术模式和建设标准,研制开发了相应的灌溉设备、设计软件和运行控制系统,集成了山丘区糖料蔗高效节水灌溉技术模式;制定了4项广西地方标准,研发节水灌溉设备、设施及相应的设计、控制软件10项,研究成果在生产中得到了大面积的示范应用,取得了显著的经济与社会效益,对推动中国糖料蔗产业发展提供了重要的技术支撑。经各地农业、糖业、科技、统计等部门和相关单位的专家联合抽样测产,在其他条件相同情况下,应用高效节水灌溉与传统雨养种植模式相比,综合亩均增产2.34吨/亩,按2015年每吨收购价440元计算,每亩增收1030元;与传统渠灌(沟灌)相比,高效节水灌溉用水量减少了30%~50%,灌溉水利用率均提50%以上。技术的创造性与先进性:技术的创造性:利用各测试参数,总结提出了各主产区糖料蔗需水量等值线图和“润、湿、透、干”高产高糖优化灌溉制度,起草了《糖料蔗灌溉定额及灌溉技术规程》广西地方标准,构建了“自动化控制、互联网+云计算平台和水肥一体化施用”的智能化灌溉控制系统,可满足糖料蔗高效节水灌溉工程运行管理需要。利用各测试参数,总结提出了山丘坡地满足灌水均匀性要求的、符合全程机械化和“宽窄行”种植要求的管网布控技术措施和主要技术参数,并研发出多项配套技术设备和设施,起草了《糖料蔗高效节水灌溉工程设计导则》广西地方标准,开发出滴灌工程设计软件应用于不同高效节水灌溉工程规划设计,可满足糖料蔗高效节水灌溉工程规划建设需要。通过典型测试,总结提出了“集雨山塘+太阳能光伏提水+高位水池调蓄+灌溉系统”的雨能利用技术模式,自主研发了一种山丘区集雨太阳能光伏提水灌溉系统(雨能利用灌溉系统)应用于有应用条件的蔗区,可解决山丘坡地采用高效节水灌溉用水成本高的问题。通过典型测试,总结构建了糖料蔗高效节水灌溉的生态环境效应综合评价方法与指标体系,以及不同灌溉方式下蔗田微观环境效应分析方法,为糖料蔗高效节水灌溉技术大面积推广应用的环境效应分析提供了科学方法。技术的先进性:利用研究成果起草的《糖料蔗高效节水灌溉工程设计导则》、《糖料蔗灌溉定额及灌溉技术规程》等广西地方标准已由自治区质量技术监督局批准发布实施;申报的8项专利中,有6项为发明专利、2项为实用新型专利,已有2项获发明专利证书、2项获实用新型专利证书,另4项发明专利已通过实质审查。技术的成熟程度,适用范围和安全性:研究成果经过大面积试验示范和推广应用,其增产效益非常显著,利用研究成果起草的《糖料蔗高效节水灌溉工程设计导则》、《糖料蔗灌溉定额及灌溉技术规程》等广西地方标准已由自治区质量技术监督局批准发布实施,技术成熟,可直接应用于“双高”糖料蔗基地水利化建设,可在推广高效节水灌溉的糖料蔗区推广应用,技术安全性有保障。应用情况及存在的问题:项目研究成果已在江州、扶绥、兴宾、武鸣等32个县(市、区)糖料蔗主产区得到广泛应用,累计推广实施高效节水灌溉面积113.49万亩,其与传统雨养种植模式相比,综合亩均增产达2.34吨,取得了巨大的经济、社会和生态环境效益,对广西其他种植业发展也具有较强的辐射带动作用,对广西周边地区的云南、广东、海南等省糖料蔗区也有进一步推广价值。存在的问题是,对研究周期较短的糖厂再生水灌溉生态影响研究成果需进一步进行更长期监测验证,部分创新技术仍需进一步加大推广力度,以造福糖料蔗区群众和种植经营主体。历年获奖情况:利用项目研究成果,桂林市农田灌溉试验中心站李新建教授级高级工程师申报获得“国际灌溉排水委员会2015年度节水技术奖”。
[成果] 1700520296 北京
TV7 应用技术 电力生产 公布年份:2017
成果简介:为了水能的高效利用,中国建设了一系列大型水电基地,实现了流域梯级滚动开发,并实现了梯级水电站远程集中控制、现地无人值班、少人值守。梯级水电站工程具有电站装机容量大、机组台数多、广域分布、时空关联等特点,属于典型的高可靠性、高实时性、复杂边界条件、广域时空分布耦合的复杂系统控制问题,安全控制难度和复杂性前所未有,极易出现因数据采集或控制策略偏差而导致盲控、误控、失控等安全事故。开展梯级水电站“调控一体化”控制系统研究,对于保障流域梯级水电站的安全和高效运行具有重要的现实意义和科学价值。该项目以现代自动控制、网络通信、集散控制、可靠性设计、运筹学为理论基础,以保障梯级水电站安全、高效运行及“调控一体化”为目标,取得了一系列创新性成果。(1)提出了梯级水电站“调控一体化”运行模式、控制系统架构及控制方法。深入研究了“调控一体化”运行模式下梯级水电站的控制规律和关键技术,创建了无主从、广域分层分布、多重不对称冗余等高可靠性控制系统的软件、硬件及功能设计新架构,首创研制了无主从、开放控制系统软件平台,奠定了“调控一体化”梯级水电站现代控制系统的理论基础。(2)提出了基于集群的高可靠性、高性能远程数据通信系统架构和设计方法。创建的四重冗余服务器多通道非对称集群通信架构,完善了梯级水电站远程控制通信系统可靠性设计的理论和方法,显著提高了系统可靠性和通信效率,成功解决了远程控制系统中海量小包数据高速竞争传输的可靠性及实时性问题,传输数据完整率和正确率达100%,为梯级水电站远程控制及安全运行奠定了坚实的基础。(3)创建了海量数据处理与面向对象智能报警的模型和方法。系统研究了梯级水电站海量报警信息的规律和内在特性,创建了面向对象智能报警数学模型,结合相关量分析、逻辑闭锁和组报警等技术,开发了面向对象的智能报警平台软件,提高报警效率90%以上,显著提高了海量数据环境下电站事故处理能力。(4)提出了复杂运行边界条件下梯级水电站远程安全运行与控制的理论和方法。深入研究梯级水电站多重上级调度、防洪-发电-航运耦合、水与电时空耦合等复杂边界条件及运行规律,提出了复杂上级调度环境下梯级水电站远程自动发电控制模型和自适应调节算法,实现了远程自动发电控制及梯级联合优化控制;解决了水电站发电运行工况剧烈变化对下游航运安全影响的难题。成果获省部级科技进步一等奖4项,二等奖2项,出版专著3部,发表论文168篇,获专利授权2项,软件著作权20项。已在金沙江下游、吉林白山、黄河上游、五凌跨流域等梯级水电站得到应用,直接经济效益10.23亿元,具有广阔的推广和应用前景。
[成果] 1800120351 天津
TV5 应用技术 土木工程建筑 公布年份:2017
成果简介:随着中国水利水电工程建设的飞速发展和西部中上游地区项目的大规模开发,大量高坝工程需要在100米以上超深与复杂地质条件覆盖层上建设。但是,到上世纪末,中国各个方面均不具备施工100米以上深度防渗墙的施工能力,在相关的防渗墙成槽、成墙以及恶劣地质条件施工等技术上也需要创新,这严重制约了高坝工程建设。为此,该项目研究围绕100米以上超深与复杂地质条件防渗墙关键技术问题,依托旁多、黄金坪、冶勒、向家坝、下板地、溪洛渡、狮子坪、泸定、新疆小石门等工程,开展了新设备研发、造孔挖槽工法技术、墙段连接接头技术、新型固壁泥浆和恶劣地质条件施工等系项目的主要创新性成果:(1)研发了超深防渗墙成槽施工成套装备。研制的CZF-2000型大功率可同步出渣的冲击反循环钻机和改进的液压抓斗,施工深度达110米;研制的ZD-20型重型钢丝绳抓斗和改进的重型冲击钻机,施工深度达200米;配套研制了新型JHB-200型大容量泥浆处理机。形成了适应于复杂地质条件的200米级超深防渗墙成槽施工成套设备,实现了装备的重大突破。(2)突破了超深防渗墙槽壁稳定技术瓶颈。通过试验研究和理论分析,揭示了防渗墙槽壁稳定机理,提出了“外泥皮+桥塞区+侵染区”的泥浆固壁稳定体系,为修建超深防渗墙槽壁稳定提供了理论依据;发明了新型防渗墙正电胶(MMH)固壁泥浆,具有良好的吸附性、浸染性和固液相间的流变性,固壁效果好、防渗漏性能高、携渣悬浮能力强、综合成本低,破解了超深与复杂地质条件防渗墙槽壁稳定的技术瓶颈。(3)创建了复杂地质条件超深防渗墙施工关键技术体系。发明了新型密封耐压柱状定向聚能弹,攻克了200米深槽泥浆下的传统聚能弹拒爆难题;研发了槽孔预灌浆技术、深槽内灌浆技术和槽孔堵漏技术,解决了块石架空、大孔隙砂卵石层、动水条件施工等漏浆塌孔难题;研发了槽内精准钻孔爆破定位专项技术,解决了陡坡基岩墙体嵌岩技术难题。创建了复杂地质条件超深防渗墙施工关键技术体系。(4)研发了超深防渗墙成套施工技术。基于槽内混凝土凝结与接头管起拔机理研究,提出了“限压拔管法”施工技术,并研制了卡键顶升式大口径液压拔管机,拔管直径大时达2米,拔管深度可达200米,突破了超深防渗墙墙段连接的技术瓶颈;研发了钻机、抓斗和液压铣槽机多种设备配合施工的“钻抓法”“钻铣法”“铣抓钻法”和“改进钻劈法”等新型系列造孔成槽施工技术,形成了超深防渗墙造孔成槽技术体系;研发的超深槽内“气举法”清孔换浆技术、泥浆下混凝土浇筑技术和预埋灌浆管工艺,解决了超深混凝土防渗墙成墙的技术难题。
[成果] 1700470253 北京
TP3 应用技术 公共软件服务 公布年份:2017
成果简介:研究目的: 针对北京市防汛指挥系统中及防汛信息化工作存在的防汛信息来源不一,形式各异,汇集应用困难;应急指挥分散,没有有效的综合协同指挥措施;信息相互独立,没有根据业务关系在信息之间建立联系,导致信息资源开发利用程度不高等问题,北京市人民政府防汛抗旱指挥部办公室于2014年初开展关键技术研究,并以其成果指导项目开工建设,2014年8月28日完成项目初步验收并投入试运行,至2015年12月完成项目验收。 主要创新点: (1)物理汇集和逻辑综合相结合的防汛大数据应用,对原来分散的信息进行物理上的汇集,并在此基础上对汇集的信息进行了逻辑上的综合,从防汛信息的广度上,从数据应用的深度上为大数据在防汛工作中的应用提供了成功示范。(2)与防汛指挥体系高度融合的交互式协同指挥,利用即时通讯等技术手段,建立协调配合、信息互通、形成合力、指挥到位的纵向贯通、横向协同、覆盖全面的交互式协同指挥系统。(3)对多种载体推送信息的指挥联动,利用远程控制视频接口和信息推送等技术,实现各类信息向市防汛指挥中心大屏、指挥部各级领导的桌面办公设备、移动办公设备、推送至市应急办的同步推送。(4)以防汛应急事件处理过程为基础的应对总结评价,每一次降雨过程中,防汛指挥系统中每一个成员单位在灾害应对过程中的动作及其效果都记录在案,提升了指挥部总结评价的能力。(5)利用政务微信等新媒体快速广泛的传播效果,对原有的电视、报纸等传统媒体实现资源互补,提升了对公众的社会化动员能力。(6)建立了基于级联的双中心视频会议系统,并进行了主题模式的定制开发,极大的提高了防汛过程中指挥部署的效率和能力。 成果产生的价值: 2014年投入运行以来,经历了2014年31次、2015年48次、2016年45次降雨应对考验,指挥部成员单位通过平台完成了综合监视、汛情预警、会商研判、河湖调度、应急抢险以及各类命令的下达和反馈等工作,为指挥部领导的及时响应、超前部署提供了有力支持,最大限度地减轻洪涝灾害损失。市防汛指挥部通过平台实时告知公众防汛态势,发布预警信息,对汛情进行解读,对指挥部工作动态进行通报,引导公众正确认识和应对汛情,并向指挥中心提供自己采集的现场数据。特别是对2016年7.20暴雨中西二环积水、公主坟地铁站进水等舆情的及时掌控和辟谣,对于稳定社会环境,从容部署防汛应急工作发挥了巨大的作用。 为此,获市水务局2016年度水务科技奖一等奖。
[成果] 1700510093 河南
TV21 应用技术 水资源管理 公布年份:2017
成果简介:该项目属于水利工程领域中水利工程生态效应与调度管理领域。水电工程建设在为人类社会带来巨大的经济社会效益的同时,又是人类影响河流生态环境最显著、最广泛、最严重的事件之一。随着中国河流生态环境的日益恶化,加之中国水电能源仍处于大规模持续梯级开发中,如何在水电梯级开发同时进行河流生态保护的需求越来越迫切。因此,亟需开展筑坝河流生境累积效应评估与生态调控相关理论与技术研究,为中国河流生态保护和生态修复工作提供理论和技术支撑。项目组从2009年开始,结合国家自然科学基金、中国博士后基金以及省外专局基金等课题,开展了近6年系统研究,在筑坝河流生境累积效应评估以及大坝生态调度方面取得了一定突破。主要技术内容:1、综合运用河流生态水文学与生态水力学相关理论知识,揭示了水电梯级开发影响下河流水文水动力-物理化学-生物过程之间动态响应机理。以长江水电梯级开发为研究对象,综合评估了水电梯级工程对重要鱼类产卵生态水文、水质、地形地貌以及河流底质等累积影响,进而分析了对重要鱼类产卵繁殖影响程度。2、系统总结了国内外河道内环境流量评估方法,提出了适应筑坝河流环境流量评估模型。以长江中下游为研究对象,综合运用生态水文学法、生态水力学法以及物理生境模拟法,对三峡水库下游河道内环境流量进行了综合评估,提出了河流生态水文调控目标。3、综合考虑防洪、发电、航运、鱼类生境保护等目标,构建三峡-葛洲坝梯级电站多尺度多目标生态优化调度模型,采用非支配排序遗传算法获得多目标优化调度模型中的最优解集,分析不同水平年兼顾下游河流环境量以及鱼类生境保护优化调度下梯级电站泄流模式,提出了三峡水库枯水期、汛期和蓄水期的生态调度方案。4、针对梯级开发规划对鱼类可能带来的影响,提出鱼类保护措施,主要包括水库的生态调度、建设综合过鱼设施、珍稀特有鱼类的人工增殖放流、替代生境、栖息地保护与重建、实现渔民转产转业、建立长江上游鱼类多样性保护的长效机制、加强遗传多样性研究以及关键栖息地保护与人工恢复目标研究。授权知识产权情况:该成果部分内容已获河南省教育厅科学技术成果奖一等奖;发表学术论文28篇,其中SCI收录5篇,EI收录8篇;出版专著2部;授权发明专利1项、实用新型专利1项、软件著作权2项。应用推广及效益情况:该研究属于应用基础理论研究,研究成果中所提出的筑坝河流生境累积效应综合评估模型以及大坝生态调度模型,对于开展大型河流生态修复工作具有较强理论指导,在一定程度上对于减缓水电梯级工程开发对河流生态系统不利影响具有重大作用。相关研究成果已经应用到河南省相关地市河湖生态修复以及水利工程联合生态调度方面,此外部分研究成果已经应用到黄河流域生态治理与生态修复工作。该成果内容丰富,对于中国河流生态修复工作具有较强指导作用,社会效益、经济效益和生态效益显著,推广应用前景广阔。
[成果] 1800120089 北京
TV21 应用技术 水资源管理 公布年份:2017
成果简介:课题以环境流量和环境容量管理与调控为出发点,研究流域环境流量保障、容量总量控制、水质水量联合调度及水工程布局优化等共性技术。以辽河流域为研究对象,针对辽河流域水文水资源及水环境特点,结合流域水资源开发利用新情势、流域生态恢复新需求和流域水工程安全管理新任务,形成辽河流域环境流量保障、容量总量控制及水工程优化布局的流域方案。针对流域水生态修复需求,按照流域水工程布局优化方案,开展水库退役示范试验(如图)。辽河流域环境流量关键技术研究与应用示范;辽河流域容量总量关键技术研究与应用示范;辽河流域水质水量联合调度关键技术研究与应用示范;辽河流域恢复河流自然生态的水工程布局优化调整关键技术与应用示范。
[成果] 1700520315 北京
S27 应用技术 农、林、牧、渔专用机械制造 公布年份:2017
成果简介:大型灌溉排水泵站节能与稳定运行是世界难题。相比于泵站新建,泵站更新改造的约束条件更多、技术难度更高。中国大型灌溉排水泵站有效灌溉面积1.92亿亩,有效排涝面积1.37亿亩,年耗电约320亿kW·h。受河湖水位变幅大、水中泥沙含量高和泵站技术体系不健全等因素限制,大型灌溉排水泵站普遍存在装置效率低、运行稳定性差和灌溉/排水保证率不足的突出问题。依靠传统技术难以改变这种状况。自1997年开始,项目组在国家科技支撑计划等支持下,以泵站设计理论与运行控制方法为突破口,攻克了压力脉动大、旋涡强度高、水锤严重和偏离设计工况运行等技术难题,取得如下创新性成果。1.创建了离心泵“交替加载技术”,研制出超低压力脉动高效双吸离心泵,攻克了泵站压力脉动大的技术难题。开创性地将叶片载荷分布与水泵流态相结合并用于叶轮设计,使离心泵压力脉动源被削弱、传播机制被阻断,压力脉动由传统约20%大幅度降低到5.6%-8.1%,工作寿命提高60%以上。2.系统提出了瞬态涡街计算模型,创建了以变高度导流墩和X型消涡板为结构特征的泵站控涡技术,突破了泵站进水流态均匀度低和运行稳定性差的技术瓶颈。首创了泵站瞬态涡街计算模型,形成了完整的泵站二次整流理论与技术体系。进水池回流系数达到0.166,水泵振动降低了60.2%。3.创建了“泵站自适应多段式控制模式”,研制出大口径自适应多段式水力控制阀,彻底解决了泵站直接水锤和倒流喘振问题。首次采用水泵自身压力代替外部电控或液控动力源,创制了水力平衡式控制腔,保证了控制阀快关时间与停泵倒流时间相一致,水柱拉断率和喘振率均由40%左右降低到了零。4.集成创新了浑水条件下泵站流道“流态匹配技术”,制订了泵站高效稳定运行技术规范,解决了泵站偏离设计工况运行问题。创建了泵站多目标变工况设计古法、泵站瞬态泥沙浓度和压力脉动同步测控技术,保证了流态匹配;建立了泵站高效稳定运行技术标准体系。泵站装置效率平均提高13.4%。成果已在黄河流域89%的大型灌溉泵站和长江流域72%的大型排水泵站得到应用,覆盖灌溉排水面积1.67亿亩。应用后,泵站能源单耗平均由5.6kW·h/kt·m下降到4.4kW·h/kt·m,压力脉动平均由19.7%下降到9.1%,灌溉/排水保证率平均由69.7%提高到78.9%。获授权发明专利21项、实用新型专利20项、软件著作权13项,主编国家标准3部、水利行业标准7部,出版学术著作4部,发表学术论文359篇,其中SCI/EI收录223篇,论文他引3658次。成果被美、意、印等国科学家作为检验他们方法的依据,提升了中国在该领域的国际地位。经鉴定,成果总体上达到国际领先水平。
[成果] 1800120081 甘肃
S27 应用技术 农业服务业 公布年份:2017
成果简介:地表滴灌高均匀性灌水器、地下滴灌抗堵塞灌水器、低压压力调节器设计理论与方法,从根本上攻克了低压下灌水器灌水均匀度下降、地下滴灌作物根系入侵堵塞等国际技术难题,填补了中国精量滴灌产品设计理论与方法空白。创建了地表滴灌高均匀性灌水器设计理论与方法。创制了高均匀性灌水器、压力补偿式抗堵塞灌水器、低压压力调节器等精量滴灌关键产品,创新了滴灌管材(件)回收再生利用技术,产品性能达到国际先进水平,实现了中国精量滴灌产品从仿制到自主创新的跨越。
[成果] 1800120189 北京
X17 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:针对中国水利水电等重大工程建设对河岸及水生生态系统的影响,开展工程区河岸植被恢复、重要水生物种栖息和产卵生境恢复、洄游生物通道构建、生态需水调控等关键、共性技术研发。提升国家水利水电工程建设过程中的生态保护科技支撑能力,促进中国大型水利水电工程建设与生态保护的协调发展,为促进水生生态系统的保护,保障国家防洪安全、供水安全、能源安全等方面提供技术支撑。对赤水河进行了河流生境保护理论与技术的全面评价,初步形成了金沙江下游梯级水库联合调度决策支持系统。发布了《水电工程过鱼设施设计规范》《水电工程鱼类增殖放流站设计规范》等行业标准,填补了能源行业相关标准的空白,在过鱼设施和增殖放流站的设计与建设中进行了广泛的应用。以流域为单元进行模块化设计与整理数据库,建立了数据集中管理平台。
[成果] 1800120220 陕西
S27 应用技术 农业服务业 公布年份:2017
成果简介:微灌在国际范围内的应用呈持续增长趋势,随着能源、水源危机的加剧,微灌装备正朝着降低能耗、自动化方向发展。中国微灌技术应用中,还存在系统运行能耗较高、装备产品功能单一等问题,微灌技术与产品的综合经济和节水优势还没有充分得到发挥。联合国内科研院所和知名企业,针对低能耗微灌技术与产品的关键共性技术,研究薄壁滴灌带生产技术、聚乙烯材料多空成型技术、压力调控技术和快速设计制造技术,开发薄壁滴灌带生产技术、微润管生产及应用技术、低能耗施肥装置、低压压力调控装置等,形成了具有自主技术的低能耗技术与产品体系。取得的创新成果:1.初步确定了滴头堵塞机理,提出了滴头抗堵塞设计方法。2.开发出多种低能耗微灌管/带生产技术与低能耗微灌产品,降低了系统能耗,提高了生产效率。3.提出了流固耦合压力调节器设计方法,开发了低压压力调节器,提高了微灌系统灌水性能。4 .提出了防止根系入侵的地下滴灌高效灌溉控制技术与方法。
[成果] 1800120042 江苏
S27 应用技术 农业服务业 公布年份:2017
成果简介:喷灌在国际范围内的应用呈持续增长趋势,随着能源、水源危机的加剧,喷灌装备正朝着降低能耗、精准灌溉、综合利用,以及系列成套、性能可靠、自动化高的方向发展。在中国喷灌技术应用中,还存在系统运行能耗较高、低压下灌溉均匀度低、装备产品功能单一、自动化控制水平较低等问题,多目标综合利用优势还没有充分得到发挥。围绕精确喷灌技术,针对低能耗喷灌机组、精确喷灌技术与产品的关键共性技术,研发了低能耗喷灌机组产品、流量可调喷头、低压阻尼控制喷头、园林升降式喷头、变量施肥装置等相关产品,创建了多工况自吸喷灌泵、变量低能耗喷头、多功能轻小型灌溉机组、太阳能抽水灌溉机组、高均匀度变量施肥装置等产品设计理论与方法,形成了具有自主产权的精确喷灌技术与产品体系。取得的创新成果:(1)开发出多种喷头产品,并建立了相应喷头设计理论与方法。(2)开发出多种低能耗灌溉机组,实现了多功能灌溉,降低了系统能耗。(3)提出低能耗精确喷灌技术,构建了精确喷灌技术体系。获授权发明专利34件,实用新型专利17件,获得软件著作权登记7项。共发表学术论文101篇,其中SCI/EI收录53篇。出版专著7部,其中英文专著1部。制定国家标准9部,企业标准2部。培养青年骨干15名,博士和硕士研究生30余名,已毕业博士3名、硕士15名,获全国优博提名1篇,江苏省优博1篇。培养出一支具有国际竞争力的研发团队。
[成果] 1700470200 北京
S27 应用技术 其他水利管理 公布年份:2017
成果简介:北京市是严重缺水的特大型城市,人多水少,人均水资源量仅为全国平均水平的1/17,是国内受水资源胁迫程度最高的城市。依赖有限的清水资源难以维系社会、经济、生态的可持续发展,开发再生水资源是保障首都水安全的必然选择和根本出路。农林绿地植被是首都生态系统的基础,是蒸腾蒸发耗水的主要来源,再生水灌溉可大量减少清水消耗。然而既有理论、技术与模式远不能满足实践需求。该项目在国家、省部级科技计划的支持下,围绕“风险评估-系统调控-高效利用”关键环节开展理论技术及集成创新,取得三方面成果: 1、农林绿地再生水灌溉风险识别与评估技术。 创建了盆栽/小区/灌区多尺度相结合、植物/土壤/地下水多界面连续表征的再生水灌溉作物与环境污染风险诊断试验平台,首次揭示了再生水灌溉对粮食、饲料、工业原料、蔬菜、绿化植物等5类植物(101个品种)根冠发育及品质的影响规律,阐明了再生水中养分、盐分及特征污染物在环境介质的行为与互作机制,建立了再生水灌溉健康风险评价模型、植物灌溉适宜性分类方法与再生水灌溉区划技术,为灌溉风险管控提供了重要依据。 2、农林绿地再生水灌溉系统调控技术与设备。 研发了智能灌水器抗堵塞性能综合测试平台和生物膜结构表征方法,首次揭示了再生水灌溉灌水器生物膜生长机制及主控因子,发明了高抗堵塞滴灌灌水器、高性能过滤器等6种新型设备,建立了基于流道优化、材料改性、加氯消毒等多途径调控的抗堵灌水技术、增效灌溉制度和系统优化配套模式,提出了再生水灌区监测评价技术与方法,定期发布了北京市再生水灌溉年度监测公报,显著提高了系统稳定性和灌溉安全性。 3、农林绿地再生水高效利用技术与集成模式。 开发了再生水灌区多水源优化配置、防洪调度和管理决策支持系统平台,研发了再生水灌溉高效输配与生态调蓄技术以及基于湿地净化和土地渗滤的水源提质技术,解决了再生水供水稳定性、天然来水随机性和灌溉需水季节性之间的矛盾。 构建了面向城市绿地灌溉区、城郊农林绿地交错区、远郊大中型农灌区等三类灌区的再生水安全高效利用技术集成模式,成果被联合国粮农组织(FAO)和中国工程院重大咨询项目采纳应用,总体达到国际领先水平。 授权发明专利18项、登记软件著作权6项,编写标准6部,出版专著5部,发表论文307篇,其中,SCI-90篇、EI-42篇。成果推广利用再生水23.6亿m<'3>,节水16.3亿m<'3>,应用面积95万亩,节水总效益23.0亿元,为保障首都水安全提供了重要科技支撑。
[成果] 1800120500 北京
TP3 应用技术 公共软件服务 公布年份:2017
成果简介:围绕复杂工程与重大装备设计等重大行业应用,研制适应于E级计算的行业共享的应用软件系统并通过典型应用进行示范验证,该软件将部署在“天河II”或“神威太湖之光”等国内超级计算机上,实现对世界最大水利枢纽三峡工程在强震等极端条件下的高分辨率安全评估,实现对新一代高功率激光驱动器“神光III”光机装置地脉动随机振动特性精确模拟以提高打靶精度,为中国民生和国防重大基础工程建设服务。
[成果] 1800120410 天津
TV6 应用技术 水资源管理 公布年份:2017
成果简介:“长江上中游特大水利枢纽调控与安全运行技术研究”项目,拟解决科学问题和关键技术主要包括:研究高速水流、高压瞬变流、高水头渗流的致灾机制和演化规律,复杂运行环境下高坝结构和近坝库岸的调控响应和性能衰减规律,寻求机理研究的突破;研究枢纽运行安全多因素耦联和多信息融合的综合评估理论方法,形成理论方法的创新;研发枢纽运行安全多因素耦联监测检测新技术与装备,形成枢纽安全运行共性技术装备的突破;研究枢纽群暴雨洪水预报及应急调控技术、枢纽泄洪运行安全实时调控技术、水力发电系统耦联动力安全及智能运行技术、大水位变幅下通航运行安全优化调控技术、复杂运行环境下高坝结构性态响应与控制、特高拱坝近坝库岸长期安全稳定运行、高坝枢纽运行初期风险调控与安全保障技术、枢纽发电、泄洪、通航联合优化调控技术等,形成若干关键技术的创新和突破。并将枢纽防洪安全、泄洪安全、发电安全、通航安全、大坝安全、库岸安全、初期运行安全关键技术进行系统集成,形成综合性的特大枢纽安全运行联合调控和安全保障技术。研究内容注重发挥水文学、水动力学、结构力学、材料科学、信息传感、人工智能、计算机技术等多学科交叉的优势;融合主被动激励检测、光纤混合传感和组网的优势;以及理论分析、数值计算、模型试验、原型试验、监测反馈分析多技术手段的综合优势。以实现理论方法创新,突破水力致灾机制、耦合动力安全、坝体库岸响应性能弱化衰减规律理论障碍;实现监测仪器装备创新,突破现有测控技术在精度、频响、覆盖范围、耐久性、可靠性的共性技术瓶颈;实现安全保障技术创新,建立完整的泄洪、发电、通航、大坝和库岸系统安全监测预警体系;实现实时调控技术创新,实现发电、泄洪、通航系统运行安全性、稳定性和经济性同步提升;最终实现水利枢纽调控和安全运行系统集成技术创新。
[成果] 1700150011 北京
[P33, TP3] 应用技术 [防洪管理, 公共软件服务] 公布年份:2016
成果简介:为用户提供洪水风险图的数据检查、制图、排版、出图等功能,并为管理系统提供矢量服务。系统中嵌入了水利地图数据模型,由该模型驱动系统自动完成地图配置工作。各类图形要素能根据制图比例尺选择使用匹配的图式与版面,以标准图式与布局绘制完成各类洪水风险图,提高了制图的自动化、规范化与统一化。系统中嵌入的水利地图数据模型遵循了相关标准及与规范,包括了常用国家基本比例尺水利工程要素与基础地理要素。主要性能指标:可对地图数据进行投影转换与数据结构的检查;除接受水利工程、洪水风险要素的导入外,还可直接导入符合测绘标准的1万、5万及25万基础地理数据;完成数据检查后自动成图,在此基础上可进行注记编辑、水工符号智能优化;成果图版面包括A0、A3版面及25万、5万与1万标准分幅版面。系统中的水利地图数据模型包括了最常用的国家基本比例尺1:25万、1:5万、1:1万水利工程要素与基础地理要素图式。适用范围:水利行业GIS电子地图配置、洪水风险图绘制。
[成果] 1700150012 北京
[P33, TP3] 应用技术 [防洪管理, 公共软件服务] 公布年份:2016
成果简介:在“洪水风险图编制导则”、“洪水风险图编制细则”的约束下、在洪水分析计算结果与绘制成果基础上实现对洪水风险图数据与成果的汇总、集成、管理与应用。该系统的用户主要包括三类:一是各汇总集成单位,将各个编制单位提交的数据与成果进行汇总与集成;二是各省市、流域及国家级管理中心相关管理单位,对各级所属洪水风险图数据与成果资源进行统一的管理并对用户提供风险图服务,为全国风险图资源共享提供平台支撑;三是洪水风险图使用者,可直接访问该系统中已有的应用功能如风险图查询浏览、方案对比分析、方案淹没过程动态展示、洪水影响分析、避险转移分析等,亦可通过该系统接口调用所需风险图资源服务,搭建基于风险图服务的属于自己的业务应用系统。主要性能指标:系统主要功能包括:地图服务管理;各风险点成果的汇总集成;地图导航浏览、查询和展示;不同洪水方案下的影响分析、专题图地图对比、影响对比、淹没过程动态展示、试点实时洪水风险分析、试点避险转移分析;地图标绘、测量与输出等。系统可根据用户要求进行区域定制,也可根据实际需求对特定区域进行洪水风险动态分析计算模块的扩展。适用范围:各级各类洪水风险图的汇总、集成、管理、应用,基于洪水风险图服务的应用系统的搭建。
[成果] 1700150013 北京
[S15, TH7] 应用技术 专用仪器仪表制造 公布年份:2016
成果简介:该系统包括供水系统、试验土柱和数据采集分析系统,通过可升降的供水系统向试验土柱均匀恒定供给含有示踪剂的水流,在试验过程中,根据需要设定时间间隔,启动数据采集分析系统,通过便携式X光机扫描不同高度土壤图像,采用ImageJ图像处理分析软件,分析土壤结构的状况。该系统实现了高精度实时采集灌溉过程中土壤结构数字图像并进行分析,解决了研究中测定方法精度低,费时费力问题。主要性能指标:有机玻璃土柱:直径D=20cm;土壤水分传感器:测量参数为土壤容积含水量,精度为±3%,探针长度为10cm,测量区域为0-10cm圆柱体,电流为4-20mA,电压为0-5VDC;便携式X光机:扫描数度快≤5秒,精度高≤±0.25mm,扫描范围可以扫描物件大小调节,扫描景深可达0~100mm。适用范围:广泛应用于土壤水分和溶质迁移过程与土壤结构的关系的试验研究中。
[成果] 1700150022 北京
[TP3, X17] 应用技术 [自然保护, 公共软件服务] 公布年份:2016
成果简介:针对水生态保护与修复及水生态文明建设工作的实际需求,基于所提出的河流生态系统理论框架及河流生态系统结构功能整体性模型,以适应性管理理念指导下的河流生态修复负反馈调节机制为主线,以河流生态状况分级体系为评估标准,以水文、物理、化学、生物、社会经济五大评估模型所组成的模型库子系统为评估工具,以专家知识库子系统为评估依据,以包含多要素调查和监测数据的多层次数据库子系统为评估基础,利用现代信息技术,研发了可对水生态保护与修复项目的立项、规划、实施及后评估全过程进行科技支撑的决策支持系统,形成了不同机构、组织和人员可通过网络共同参与的管理平台。主要性能指标:建立了支持河流修复适应性管理的评估工具和基于河流生态状况分级体系的多因子评估模型;采用适应性管理理念提出了河流生态修复负反馈规划设计方法;开发了河流生态修复适应性管理决策支持系统,包括河流生态修复负反馈调节机制主系统、数据库管理子系统、模型库子系统和专家知识库子系统。适用范围:广泛用于河流生态修复立项、规划、实施、后评估等管理决策全过程,可为水生文明建设提供有效支撑。
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