“河湖-水庫(kù)”水文地理信息感知及演變關(guān)鍵技術(shù)

成 果 概 況

“河湖-水庫(kù)”水文地理信息感知及演變關(guān)鍵技術(shù)是長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局聯(lián)合中國(guó)三峽建工(集團(tuán))有限公司等多家單位自主創(chuàng)新的研究成果。現(xiàn)有河流測(cè)量及分析技術(shù)不適用于陡深河谷、溫變大水深、極稀地面控制等區(qū)域測(cè)量及河道演變預(yù)報(bào)等難題，基于理論研究、技術(shù)研發(fā)與工程應(yīng)用，開展了200 m級(jí)超深水庫(kù)精密測(cè)深、內(nèi)陸全類型水體觀測(cè)以及“河流-水庫(kù)”融合演變與預(yù)報(bào)等技術(shù)的研究，取得了創(chuàng)新性成果。

基于研究成果凝練形成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范4部、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)14部，獲得授權(quán)發(fā)明專利23項(xiàng)、其他知識(shí)產(chǎn)權(quán)138項(xiàng)、水利先進(jìn)實(shí)用技術(shù)推廣6項(xiàng)，出版專著18部,發(fā)表學(xué)術(shù)論文112篇。

圖1 總體技術(shù)路線

創(chuàng)新了水庫(kù)大水深測(cè)量技術(shù)?；谧灾鹘⒌臏y(cè)深基準(zhǔn)場(chǎng)，提出了綜合測(cè)深系統(tǒng)誤差的精密水深測(cè)量方法，研發(fā)了觀測(cè)時(shí)姿態(tài)、聲速校正標(biāo)等水深實(shí)時(shí)校正技術(shù)，將水深H測(cè)量精度由2%H提高到3‰H。

圖2 白鶴灘水庫(kù)測(cè)深基準(zhǔn)場(chǎng)

技 術(shù) 創(chuàng) 新

圖3 全模態(tài)精度檢校技術(shù)

創(chuàng)建了內(nèi)陸全類型水體觀測(cè)技術(shù)體系。采用多星源信息融合方式，獲取多類衛(wèi)星數(shù)據(jù)，提出水道重構(gòu)及連續(xù)影像獲取流量和急速漲落水位全過(guò)程應(yīng)急遞測(cè)的方法，開發(fā)了水岸多源信息同步耦合監(jiān)測(cè)平臺(tái)，填補(bǔ)了中國(guó)西部地區(qū)水體地理信息的空白。

圖4 基于衛(wèi)星大數(shù)據(jù)流量計(jì)算參數(shù)融合原理圖

圖5 非立尺水跡垂直角測(cè)量原理圖

構(gòu)建了“河流-水庫(kù)”融合演變?cè)u(píng)價(jià)體系。研制了河流懸移質(zhì)、推移質(zhì)和河床質(zhì)等采樣設(shè)備，基于長(zhǎng)期實(shí)測(cè)資料時(shí)空序列分析建立了水中淤積物密實(shí)沉降速率和粒徑計(jì)算模型，在此基礎(chǔ)上提出了水沙系列預(yù)報(bào)及非連續(xù)重構(gòu)等河庫(kù)演變系列評(píng)價(jià)方法，研發(fā)了水沙融合的河庫(kù)系統(tǒng)泥沙預(yù)報(bào)調(diào)度模型和相關(guān)軟件，演變預(yù)報(bào)精度較常規(guī)方法提高了100%。

圖6 泥沙細(xì)化急劇區(qū)泥沙粒徑模型

圖7 水庫(kù)水沙非連續(xù)模型

推 廣 應(yīng) 用

1.應(yīng)用于三峽、白鶴灘、南水北調(diào)等工程的設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行管理，2019～2021年為長(zhǎng)江上游水庫(kù)群中小洪水調(diào)度、提前蓄水提供支撐。

2.應(yīng)用于長(zhǎng)江流域綜合規(guī)劃等10余項(xiàng)國(guó)家重要規(guī)劃，及長(zhǎng)江上游水庫(kù)聯(lián)合調(diào)度方案等21項(xiàng)調(diào)度規(guī)程。這些綜合規(guī)劃和調(diào)度規(guī)程均獲國(guó)務(wù)院、水利部門批準(zhǔn)。

3.應(yīng)用于金沙江白格、唐家山堰塞湖、舟曲泥石流等8項(xiàng)重大應(yīng)急搶險(xiǎn)，填補(bǔ)了西藏納木錯(cuò)等10處國(guó)家基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)空白，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益巨大。