水环所主持的国家重点研发计划项目通过科技部综合绩效评价

　　近日，自然资源部中国地质调查局水文地质环境地质研究所主持完成的“我国西部特殊地貌区地下水开发利用与生态功能保护”项目通过了科技部综合绩效评价，评分90.0分。

　　该项目的起止研究期为2017年7月至2021年6月，下设6个课题，主要参加单位有中国地质科学院岩溶地质研究所、中国水利水电科学研究院、中国地质大学（北京）、中国地质大学（武汉）、河海大学、河北工程大学、核工业航测遥感中心、甘肃省水文地质工程地质勘查院和新疆第一水文工程地质大队等。项目主要研究目标是：针对我国西部典型流域地下水开发利用与生态退化问题，以水循环过程中不同生态区地下水生态功能演变和地下水调控技术为核心，揭示地下水生态功能退变危机形成机制及其与地下水开发利用关系，阐明水资源开发利用过程中地下水生态功能退化的标志特征与可控性，研发适用不同类型区地下水合理开发与生态功能保护的理论、关键技术和技术方案，通过示范应用，提高典型区地下水利用效率10%以上和应急供水能力15%以上。

　　在水环所主持下，按照项目目标任务的要求，以我国西部的甘肃石羊河流域、新疆艾丁湖流域和广西会仙岩溶地下河流域为重点研究区，围绕流域水资源紧缺、地下水超采和下游湿地严重退化治理面临的关键难题，建立30余处原位监测站点和开展了大量深入调查、实验和专题研究，申报获得或受理国家发明专利34项（已授权9项）、实用新型授权专利16项、软件著作权9项（已授权7项），发表期刊论文98篇，向有关部委和研究区主管部门提交咨询报告10余份，建立应用示范基地4处，示范应用提高典型区地下水利用效率12.2%~13.8%和应急供水能力19.7%~20.6%，并取得如下创新成果。 

　　1.基于探查流域水资源承载能力、不同区带地下水形成条件与超采情势，查明流域下游天然绿洲退变机制研究的关键需求，构建了气象-陆表生态与水文-包气带水-地下水的多要素一体化自动化监测站网系，获取翔实海量原始系列数据；发明和采用多种先进方法技术，包括“湿地地表水-地下水-生态一体化数据监测系统及方法”“自适应水位波动的小型局域全自动气象站及其监测方法”“识别干旱区植被水分利用的方法”“旱生植被土壤适生水分调查方法”“生态保护确定方法及装置”“湿地挺水植物临界生长水位监测装置及方法”“基于生态水文模拟与优化评估干旱区绿洲输水量的方法”等已获授权或实质性审理国家发明专利技术，识别和确定了西北内陆区不同类型地下水生态水位指标体系，建立了地下水生态功能退变危机的“渐变”-“质变”-“灾变”链理念、识别标准和技术方法，为西北内陆典型流域地下水超采治理和生态保护奠定关键科技基础。

　　2.针对西北内陆流域天然水资源匮乏、水资源超用及地下水超采与自然生态修复保护急需水源保障的深度冲突难题，基于“水位-水量”双控精准管控需求，创建了适宜我国西北内陆区的“干旱区地下水功能评价与区划理论方法”和“干旱区地下水生态功能退变危机分区分级监测-预警与管控制指标体系”，并在甘肃石羊河流域中/下游的8170km²平原区成功应用，强力支撑了该流域地下水合理开发利用与生态保护技术方案研发，取得显著资源和生态效应，获得有关部委及相关流域主管部门充分肯定和应用。

　　3.针对如何实现西北内陆流域地下水系统与河流、湖泊、灌溉渠系和坎儿井系统之间转化全链过程刻画和模拟预测难题，创造性自主研发“干旱区分布式河-湖-地下水模拟模型系统（COMUS）”，包括授权的“基于河流模拟的季节性河流与地下水间相互作用预测方法”“基于地下水模拟的河系与渠系交错系统供水模拟方法及装置”和受理的“基于地下水模型的坎儿井数值模拟方法”等国家发明专利技术，有力支撑了新疆艾丁湖流域地下水超采治理和生态保护技术方案优化论证。

　　4.针对西南岩溶分布区降水多、可控利用性差和每年旱季生活、灌溉农业及下游湿地严重缺水难题，建立了“气象-岩溶地下河-陆表湖泊-下游湿地生态系统”一体化在线实时监测和管控体系，揭示了广西会仙岩溶地下河流域“五水”转化规律和分级调蓄机制，研发了“拦-引-堵-蓄”组合的地下河水资源化利用调控技术，包括“基于岩溶地下河系统的岩溶湿地水资源调蓄方法”（发明）、“适用于南方岩溶区野外定量调蓄水位装置”和“适用于岩溶湿地地表和地下水位监测装置”等专利技术，建立基地示范应用，提高下游湿地水源增补量29.9%、地下水利用效率12.2%和枯水期应急供水能力19.7%。

　　5.针对西北内陆流域下游湿地修复引发周边农田盐渍化加剧难题，破解旱区湿地周边农田盐渍化加剧的双限约束多维协同“水位-水量”调控机制，研发“辐射井+虹吸井组合地下水高效集采”和“地下水水量-水位全自动智能管控”关键技术，包括申报“相邻区域内多级地下水位控制的调控系统及方法”“地下水位监测及调控系统”和“虹吸排水结构及其使用方法”等国家发明专利技术，建立基地示范应用，提高地下水利用效率13.8%。

　　6.研发适宜西北内陆流域地下水超采防治与生态保护的“流域水平衡约束下战略对策”“生态文明约束下战略对策”和“自然资源一体化规划约束下战略对策”，并提出相应3套战略对策实施技术路线图，开拓性解决了如何分阶段、有序实现适应天然水资源匮乏性、自然生态对地下水强烈依赖性的地下水超采治理与生态保护的重大难题。

　　科技部“综合绩效评价结论”对项目成果给予了高度肯定，指出：“1.揭示了西北内陆典型流域自然生态退变危机形成机制，识别和确定了不同类型地下水生态水位指标体系、自然生态退变优化治理的阈值需水量和不同目标下治理战略对策；2.创建了适宜西北内陆区地下水功能评价与区划理论方法和分区分级监测-预警-管控指标体系，研发了分类分区“水位-水量”双控阈支撑的地下水合理开发与生态有效保护修复的技术方案，基本解决了如何分阶段、有序实现适应天然水资源匮乏性、自然生态对地下水强烈依赖性的地下水超采治理与生态保护的重大难题；3.破解了岩溶地下河流域“五水”转化规律和分级调蓄机制，研发了“拦-引-堵-蓄”组合的地下河水资源化利用关键技术，为解决了旱季生活、灌溉农业及下游湿地严重缺水难题提供了关键技术支撑。