城市河網(wǎng)水環(huán)境提升理論技術創(chuàng)新與應用
——獲2018年度大禹水利科學技術獎特等獎

2018年8月，中國水利學會正式公示了 2018年度大禹水利科學技術獎獎勵結(jié)果，由南京水利科學研究院牽頭，聯(lián)合河海大學、浙江大學、江河瑞通(北京)技術有限公司、江蘇省環(huán)境科學研究院5家單位共同完成的“城市河網(wǎng)水環(huán)境提升理論技術創(chuàng)新與應用”成果榮獲大禹特等獎。

此次獲獎的成果是以國家科技需求為導向，圍繞城市河網(wǎng)水環(huán)境治理中的科技難題，歷經(jīng)20余年的理論研究與技術攻關，形成了以水系連通、水動力驅(qū)動為核心的城市河網(wǎng)水環(huán)境治理的理論方法、技術體系和聯(lián)控聯(lián)調(diào)平臺的創(chuàng)新成果。

1在理論創(chuàng)新方面，首創(chuàng)了源頭控制-水系連通-動力驅(qū)動的城市河網(wǎng)水環(huán)境提升理論與方法。創(chuàng)建了城市河網(wǎng)污染源解析與空間削減理論。采用雙穩(wěn)定同位素方法，揭示了城市產(chǎn)流產(chǎn)污時空變化規(guī)律，解析入河負荷來源及分布，提出入河污染負荷動態(tài)優(yōu)化調(diào)控方法，有效削減入河污染負荷；建立了不同水系格局的水量分配響應關系。解決了城市河網(wǎng)水系格局識別與動力驅(qū)動控制節(jié)點尋優(yōu)的難題，并提出基于換水周期的動態(tài)需水量計算方法；揭示了河網(wǎng)水動力對水質(zhì)指標的作用機制，首創(chuàng)了河道水體透明度模擬方法，為水動力調(diào)控提供了理論基礎。

2在技術創(chuàng)新方面，創(chuàng)建了動力調(diào)控-強化凈化-長效保障的城市河網(wǎng)水環(huán)境提升技術體系。研發(fā)了城市河網(wǎng)多尺度分級與雙向嵌套模擬技術，解決了流域-區(qū)域-城區(qū)-圩區(qū)模型尺度匹配的難題；研發(fā)了基于多源互補的城市河網(wǎng)水質(zhì)長效保障技術，實現(xiàn)了城區(qū)水源保障的時空適配性需求，研發(fā)了環(huán)流凈水-生態(tài)凈化-分散布水的成套技術、泵站樞紐原位凈化技術，實現(xiàn)高沙河道水體原位凈化；創(chuàng)建了基于活動溢流堰的河網(wǎng)水位精準控制技術，解決了城市河網(wǎng)水動力重構(gòu)難題，提出了活動溢流堰過流能力計算公式，滿足精準調(diào)控的水動力模擬需求；提出了區(qū)域河網(wǎng)連通工程綜合調(diào)控技術，實現(xiàn)了河網(wǎng)水體有序流動；研發(fā)了原位隔離連通等斷頭浜(河)治理技術，改善了水體流動性，消除水體黑臭。

3在集成應用創(chuàng)新方面，研發(fā)了有自主知識產(chǎn)權(quán)的實時監(jiān)測-精準模擬-智能互饋的城市河網(wǎng)水環(huán)境提升聯(lián)控聯(lián)調(diào)平臺。構(gòu)建了城市河網(wǎng)水文-水動力-水質(zhì)精細化模型。建立了全要素多功能嵌套模型，具有模型網(wǎng)絡庫自適應生成、邊界條件動態(tài)更新、調(diào)度邏輯精準創(chuàng)建等功能，實現(xiàn)了精準模擬；構(gòu)建了物聯(lián)網(wǎng)云平臺+模型云平臺。統(tǒng)一了全要素監(jiān)測信息，兼容不同類型、功能和尺度模型，解決了數(shù)據(jù)共享難題，實現(xiàn)了預測-預報-預警功能，為工程群聯(lián)控聯(lián)調(diào)提供了基礎平臺；研發(fā)了多目標實時監(jiān)測-精準模擬-智能互饋聯(lián)控聯(lián)調(diào)系統(tǒng)。以實時監(jiān)測與預報結(jié)果為模型驅(qū)動，以工程遠程控制為手段，實現(xiàn)了城市河網(wǎng)水環(huán)境提升與防洪排澇聯(lián)合調(diào)度。

中國水利學會成果評價報告認定：本成果在理論研究，技術研發(fā)，集成應用等方面創(chuàng)新程度高，原創(chuàng)性突出，研究難點大，應用效果好，推廣前景廣闊。

該項研究成果在長三角、珠三角等城市河網(wǎng)水環(huán)境治理中得到了體現(xiàn)和運用，獲得國家、水利部等有關部委及相關科研、行政主管單位的認可與采納，并已陸續(xù)在蘇州古城區(qū)、杭州G20核心區(qū)等20多個城市應用，引領我國城市河網(wǎng)水環(huán)境系統(tǒng)治理方向，起到顯著示范效應，支撐了國家生態(tài)文明城市建設。