水资源高效开发利用2018年度项目申报指南.pdf

附件 2 “水资源高效开发利用”重点专项 2018 年度项目申报指南 为贯彻落实《关于加快推进生态文明建设的意见》 、 《关于实 行最严格水资源管理制度的意见》 （国发〔2012〕3 号）和《水污 染防治行动计划》 （国发〔2015〕17 号）等相关部署，科技部、 环境保护部、水利部、住房城乡建设部和海洋局共同制定了《国 家水安全创新工程实施方案（2015-2020 年） 》 （国科办社〔2015〕 59 号） ，统筹部署水安全科技创新工作。根据国家水安全创新工 程总体安排，科技部会同有关部门及有关省（自治区、直辖市） 科技主管部门制定了国家重点研发计划“水资源高效开发利用” 重点专项实施方案。 本专项紧密围绕水资源安全供给的科技需求， 重点开展综合节水、非常规水资源开发利用、水资源优化配置、 重大水利工程建设与安全运行、江河治理与水沙调控、水资源精 细化管理等方面科学技术研究，促进科技成果应用，培育和发展 水安全产业，形成重点区域水资源安全供给系统性技术解决方案 及配套技术装备，形成 50 亿立方米的水资源当量效益，远景支撑 正常年份缺水率降至 3%以下。 根据重点专项总体安排，基于“水资源高效开发利用”重点 — 1 — 专项实施方案， 本专项 2018 年度指南主要支持实施方案提出但在 2016 年和 2017 年指南未覆盖的任务，持续围绕综合节水、非常 规水资源开发利用、水资源优化配置、重大水利工程建设与安全 运行、江河治理与水沙调控、水资源精细化管理等方面开展科研 部署。 本专项以项目为单元组织申报，项目执行期 3 年。2018 年拟 支持不超过 20 个项目，同一指南方向下，原则上只支持 1 项，仅 在申报项目评审结果相近，技术路线明显不同，可同时支持 2 项， 并建立动态调整机制，根据中期评估结果，再择优继续支持。国 拨经费约 3.2 亿元。鼓励产学研用联合申报，项目承担单位有义 务推动研究成果的转化应用。对于典型市场导向且明确要求由企 业牵头申报的项目，自筹资金与中央财政经费比例不低于 1:1。 用于典型应用示范类项目中央财政资金不超过该专项中央财政资 金总额的 30%。所有项目均应整体申报，须覆盖相应指南研究方 向的全部考核指标。每个项目下设课题数不超过 6 个，项目所含 单位不超过 10 家。 本专项 2018 年项目申报指南如下。 1. 综合节水理论与关键技术设备 1.1 公共建筑节水精细化控制技术及应用 研究内容：研究不同供用水模式下的公共建筑供水系统效能 评价方法及基准指标体系；甄别公共建筑节水关键环节与用水动 — 2 — 态变化特征，研究大型公共建筑系统供水及节水工程技术方法； 研发大型公共建筑精细化控制、智能节水技术设备产品，并开展 示范推广。 考核指标：建立公共建筑水系统节水效能评价方法及指标体 系，形成大型公共建筑系统供水及节水工程技术和节水系统设计 方法，开发公共建筑精细化控制智能节水技术设备产品 5 台（套） 以上，编制国家全文强制性规范 1 项，节水效能评价及设计相关 标准 2 项以上，公共建筑节水技术与产品示范类型不少于 3 类， 总面积不低于 50 万平方米。 2. 非常规水资源开发利用技术与设备 2.1 城市污水再生利用景观环境用水水质基准与风险控制技术 研究内容：研究城市污水再生利用景观环境用水过程功能效 能影响因素、主要风险因子及监测技术方法；研究不同类型优控 污染物消减技术和衍生污染防控方法；研究城市污水再生利用景 观环境用水水质指标体系及水质基准；研究城市污水再生利用景 观环境用水的水质提升与运行调控技术及示范应用。 考核指标：建立城市污水再生利用景观环境用水全过程功能 效能保障技术路线及优控微量污染物清单，形成风险因子甄别与 监测技术方法 3 种以上，提出优控微量污染物控制途径及工艺过 程消减技术方法，提出城市污水再生利用景观环境用水主要水质 指标基准值，形成城市污水再生利用景观环境用水水质提升与运 — 3 — 行调控成套技术方法，在 2 座污水处理厂示范验证，并编制工程 实施技术指南。 2.2 大型煤矿和有色矿矿井水高效利用技术与示范 研究内容：针对我国北方大型煤炭基地不同采煤模式，研究 采煤驱动下水文、生态与环境地质效应，研发煤矿水动态监测与 量质耦合模拟技术，研发煤矿水井下、地面高效低耗处理技术与 装备，开展煤-水协调开发的高效利用技术与示范；针对我国典型 复杂有色金属矿选矿废水特点及处理现状，建立相应评价体系和 标准，并通过相关技术、药剂研发，形成源头、过程与末端处理 相结合的集成节水与重金属等污染物减排技术系统，确立分级循 环处理和尾水回用实施方案并示范。 考核指标：煤矿水模拟预测精度达到 90%以上，研发可满足 不同用水要求的高品质矿井水处理关键装备 3 套以上，形成煤水协调开发的综合效应评价与高效利用技术体系。在 2 个不同类 型煤炭基地工程示范，煤矿水智能化监测率超过 90%，综合利用 率再提高 10%以上；建立典型有色矿选矿废水评价体系和标准， 形成废水分级循环和节水减污回用模式，建成 1 个示范工程，单 位产品新水耗水量比当前国内清洁生产指标降低 15%以上。 3. 流域水循环演变与国家水资源配置战略 3.1 雄安新区多水源联合调配与地下水保护 研究内容：评估雄安新区水资源安全状况，研究大清河流域 — 4 — 水资源演变规律和未来变化趋势，研发南水北调来水—引黄水— 地表水—地下水—非常规水等多水源联合调配技术，研究上游河 流补给白洋淀的水量水质保障关键技术，研发地表水—地下水环 境动态多维监测技术、地下水环境风险预测预警技术及地下水储 存和调蓄技术，开展水资源安全保障技术集成示范。结合雄安新 区发展规划，基于区域水资源承载力研究，提出水资源安全保障 对策与方案。 考核指标：提出多水源联合调配方案及其配套关键技术；构 建高精度高效率的水资源和水环境监控预警与调控模型体系；提 出河湖生态流量保障技术，支撑河流水质水功能区达标要求；提 出地下水回灌储存和调蓄技术，使该地区地下水补给资源量增加 10%以上；提出雄安新区水资源保障总体方案，被雄安新区规划 与管理采纳应用。 3.2 高寒内陆盆地水循环全过程高效利用与生态保护技术 研究内容：研究缺资料条件下高寒内陆盆地水资源精准评价 技术，研发基于水循环全过程的水盐资源高效利用与生态保护技 术，构建绿洲区经济-社会-生态协调发展的水资源高效利用模式， 研发流域水资源实时监控与管理系统，开展盐湖区综合节水与雨 洪资源增补技术示范应用。 考核指标：建立高寒内陆盆地流域生态、盐湖矿产资源以及 农牧业、林业、工业等主要经济部门用水的确定标准；建立水资 — 5 — 源高效利用成套技术体系与控制设备，建立盐湖雨洪资源增补成 套技术示范区 1 处，干旱绿洲节水技术研发与集成示范面积不少 于 10 万亩。 4. 重大水资源配置工程建设与安全运行 4.1 高寒复杂条件混凝土坝建设与运行安全保障关键技术 研究内容：研究高寒大温差等复杂环境下高强高耐久大坝混 凝土的配制技术及其性能演化规律、老化状态检测识别方法与诊 断标准；研发高寒条件下新型绿色防护材料及耐磨材料，以及相 应的施工工法；研发高寒复杂条件下混凝土坝多场耦合模拟及全 生命期真实工作性态实时动态反馈仿真技术；研究高寒复杂条件 下混凝土坝建设质量与运行安全保障措施及智能监控技术。 考核指标：研发年平均气温低于 5℃、年极端温差超过 80℃ 地区 200 米以上高混凝土坝建设与安全保障及智能监控成套技术 及与装备，实现现浇全级配大坝混凝土抗冻等级 F400 以上，实 时监控仿真计算规模达 1 亿自由度以上、变形预测误差小于 3%； 研发高寒条件下绿色高效缓蚀剂 2 项、抗冲耐磨材料（性能提高 50%）3 项，研发环境友好防护涂料 2 项，并形成相应的施工工 法 3 项；研发抗冰拔装备 1 套；在 2～3 座高寒复杂条件下混凝土 坝工程中示范应用，推广应用 3 项以上，形成行业标准 2 项以上， 发明专利 5 项以上。 4.2 新型胶结颗粒料坝建设关键技术 — 6 — 研究内容：研究胶结颗粒料的配制技术、宏细观工程力学性 能和耐久性特性；研究胶结颗粒料坝的结构形式和设计、施工要 求、分析理论与设计方法；研究胶结颗粒料坝的施工工艺、关键 设备和质量控制技术。 考核指标：研发适用于大型、中小型工程专用拌和施工设备、 加浆振捣设备各 12 套以上；研制提升胶结颗粒料耐久、防渗性能 的高效外加剂 2 项以上；开发拌和、碾压数字质量监控系统 1 套， 形成技术规范标准和工法 50 项以上，取得发明专利 5 项以上，完 成示范工程应用 5 项以上，形成 100 米级胶结颗粒料坝建设成套 技术及其工艺。 4.3 南水北调工程运行安全检测技术研究与示范 研究内容：针对南水北调东、中线一期工程运行安全需求， 研究大型建筑物常规运行条件下和极端因素影响条件下工程安全 稳定运行影响因素、问题分类及诊断方法、检测技术标准等，研 发大型渡槽、隧洞、管涵（PCCP） 、倒虹吸、平原水库、泵站等 运行安全检测技术与装备； 突破线性工程运行安全检测技术难题， 采用大数据分析技术，研究基于工程智能化检测手段下的预警技 术及处置措施，研发线性工程智能化检测关键技术与装备。 考核指标：提出 1 套南水北调东、中线一期工程大型建筑 物运行影响因素及问题分类及检测评价标准，形成适合于南水 北调东、中线一期工程运行特点的大型建筑物运行安全检测技 — 7 — 术和评估方案，研制 3 台套以上运行安全检测设备，提高安全 运行检测效率 50%以上；研制 2 台套以上线性工程智能化检测 装备，开发 1 套智能化检测预警系统，并在 100 千米输水渠段 范围内进行示范。 4.4 枢纽工程重要构筑物（群）与地质环境互馈作用机制与控 制技术 研究内容：研究水库蓄水和水位交变作用、开挖卸荷、高强 度泄洪雨雾作用及库区气候变化等作用下库区及枢纽区地质环境 的变化趋势和预测方法；研究变化环境下库岸边坡、坝基和坝肩 边坡支护加固机理和锚固体系长期耐久性，研发锚固体系长效腐 蚀防控与延寿成套装备、技术及工法；揭示构筑物与地质环境间 的互馈及耦联作用机制。研究库岸、坝基和坝肩岩体以及大型地 下洞室群围岩变形机制、演化规律及控制技术，提出大型地下洞 室群稳定性分析方法和动态调控技术。 考核指标：揭示库区地质环境变化对坝基、坝肩和库岸边坡 以及地下洞室群围岩体系的影响机制，提出地质环境岩体复杂性 态演变趋势和预测方法，形成库区及枢纽区地质环境安全安全保 障控制技术；研发锚固体系长效防腐蚀延寿技术装备 1 套；形成 技术规范 3 项及防腐蚀延寿技术工法 1 项，取得发明专利 7 项以 上，完成示范工程 4 项以上。 4.5 水库大坝安全诊断与智慧管理关键技术与应用 — 8 — 研究内容：基于“物联网+”和云平台技术，研究水库大坝 多源信息感知、信息融合和大数据挖掘方法，研发国家大坝安全 监管云服务平台；研发大坝结构与服役环境动态仿真技术、钢筋 混凝土结构与钢结构劣化过程及灾变发生机理、大坝健康诊断分 析方法、预警技术及其指标体系和智能监控技术；研发水库大坝 安全智慧管理决策系统，并在全国大型水库大坝安全监管中示范 应用。 考核指标：建立全国 400 座以上大型水库大坝安全实时监测 信息数据库，构建全国水库大坝安全监管云服务平台；开发水库 大坝安全信息挖掘及健康诊断成套技术，集成开发水库大坝安全 智慧管理决策系统， 支撑水利行业主管部门监测监督与应急决策， 显著提高我国大坝安全管理水平，示范水库水资源综合利用率提 高 5%以上；形成钢筋混凝土结构和钢结构损伤断裂测试装备 2 套，技术规范 5 项以上，专利发明 10 项以上，软件著作权 10 项 以上，工程示范应用 5 项以上。 5. 江河治理与水沙调控 5.1 河湖水系连通与水安全保障关键技术 研究内容：研究河湖水系格局形成机理、水系连通驱动机制 及其演变规律；研究水系连通格局与水资源配置、防洪抗旱能力、 水生态保护与修复的适配性，建立与区域经济社会发展和生态文 明建设相适应的河湖水系连通指标、 治理技术体系及其评价体系； — 9 — 研发典型区域河湖水系连通与水安全保障技术并示范。 考核指标：构建河湖水系连通治理理论与技术体系，形成河 湖水系连通技术导则 1 个，研发典型区域河湖水系连通与水安全 保障技术 5 项以上，建立河湖水系连通综合治理示范区 2 个（面 积不小于 800 平方千米） ，示范区域枯水季节水资源保障率提高 10%，水系流动性提高 10%，提出国家现代水网布局战略建议并 被水行政主管部门采纳。 5.2 黑龙江复杂河道演变与综合治理 研究内容：以黑龙江和松花江干流为对象，研究复杂洲滩演 变、岸滩冲刷和河势变化机制，研究干支流洪水叠加及演化规律 以及分滞洪区优化调度；预测黑龙江干流堤防、三期工程及黑河 四岛实施后黑龙江干流河道演变与洪水演化趋势，综合考虑两岸 控制性工程调度和洪水叠加等因素，提出保证重点堤段防洪安全 和岛屿稳定等综合治理措施；论证河道疏浚对降低松花江干流洪 水位效果与长效性，研究滩区稳定临界阈值及治理技术。 考核指标：提出复杂洲滩和河势变化的模拟技术，预测未来 50 年黑龙江河道演变趋势，提出黑龙江干流综合治理措施，保障 未来 50 年黑龙江黑河江段防洪能力提升至 100 年一遇； 提出松花 江干流滩区演变趋势和控制关键技术、哈尔滨江段疏浚规模和蓄 滞洪区调度方案，保障松花江哈尔滨江段达到 200 年一遇防洪能 力。 — 10 — 5.3 黄河干支流骨干枢纽群泥沙动态调控关键技术 研究内容：构建黄河干支流骨干枢纽群泥沙动态调控理论技 术体系，研究泥沙动态调控与河势控导工程、泥沙资源利用等工 程措施的互馈机制； 研究定量评价流域泥沙动态调控的防洪减淤、 发电供水、生态环境等综合效益评价方法；研发黄河干支流骨干 枢纽群泥沙动态调控模拟仿真系统，提出已建及在建大型骨干枢 纽群泥沙动态调控潜力与实现途径。 考核指标：提出黄河干支流骨干枢纽群泥沙动态调控技术， 研发泥沙动态调控模拟仿真系统 1 套，并在黄河水沙调度中应 用；编制泥沙动态调控技术规程 1 部，并在 2 座以上骨干枢纽 开展泥沙调控示范应用；量化泥沙动态调控潜力与综合效益； 提高枢纽群综合利用效益，其中减少骨干枢纽群库区及河道淤 积量 5%以上。 5.4 河口海岸滩涂资源高效利用与保护 研究内容：评估全国（不包括港澳台地区）河口海岸滩涂资 源与海堤现状，研究滩涂资源开发利用对水沙通量、岸滩演变、 水生态与水环境、防洪御潮挡浪、水资源利用和海堤安全的多时 空影响机制、累积效应与评估方法，提出滩涂资源利用承载力分 析和保护红线制定方法，研发滩涂可持续高效利用的模式和绿色 海堤建设技术并应用。 考核指标：建立全国河口海岸滩涂与海堤数据库，提出全国 — 11 — 河口海岸滩涂水利功能区划及滩涂资源保护与合理利用的临界阈 值，划定全国河口海岸滩涂保护红线，预测未来 10 年滩涂可利用 率，研制滩涂资源开发评价技术导则 1 套，研发滩涂绿色保护及 堤防建设成套技术 3 项以上，支撑全国河口海岸滩涂保护与海堤 建设管理决策，并在 2 个以上典型河口海湾区域应用。 5.5 鄱阳湖五河及湖区生态水利综合治理关键技术及示范 研究内容：研究鄱阳湖五河及湖区水土流失、泥沙通量与河 道形态调整规律；研究鄱阳湖红壤丘陵区旱作农业节水灌溉和水 土资源调控技术；综合考虑防洪、用水、水环境保护等需求，研 发仿生态鱼道、水利血防、采砂退化底栖生境修复等关键技术， 研究生态水利工程规划建设方案、河道综合治理关键技术措施并 示范；基于立体化水资源、水环境、水生态等监测技术，建立生 态水利综合治理监测评价体系。 考核指标：研发水土资源调控、水利血防、采砂退化底栖生 境恢复重建等关键技术 5～6 项，建立 2～4 个不同类型河道综合 治理技术解决方案；提出鄱阳湖区及周边中小河流生态水利工程 规划方案和鄱阳湖区及临湖城市立体监测布局方案，在湖区、周 边河流和临湖城市建设示范工程 3～4 个。 6. 水资源智能调度与精细化管理 6.1 国家水资源动态评价关键技术与应用 研究内容：研究国家尺度来水、蓄水、需水、供用水等时空 — 12 — 动态变化规律，研发基于多种监测手段的全国及重点区域水资源 月度动态评价与预测技术，开发国家水资源月度动态评价与预测 系统平台和水资源高效开发利用科技成果综合集成系统平台。 考核指标：形成月尺度国家水资源动态评价与预测技术体 系，提高月度蓄水量评价精度 5%以上、提高供用水评价精度 10% 以上、提高预测平均精度 10%以上，形成技术标准 3 项，全面应 用于国家水资源动态管理决策和水资源领域科技管理。 6.2 河湖岸线和内河洲滩资源高效利用与保护关键技术 研究内容：基于全国河湖基本情况，研究我国河湖保护岸线 确定和功能评估方法，研制河湖水域、岸线内河滩等地物、水质 和关键水文要素天空地一体化动态监测技术以及河湖岸线功能动 态评估技术，开发河湖岸线开发对河湖功能影响的评估技术，构 建河湖岸线动态监管大数据服务平台， 在典型河湖开展示范应用。 考核指标：提出我国河湖保护岸线分类确定和功能评估理论 方法，建立河湖水域及岸线内地物动态监管与功能评估技术体系, 构建满足 4 级“河长制”管理需求的河湖岸线动态监管服务平台， 在 4 种以上代表性河湖进行示范应用。 6.3 大数据驱动的流域智能管理与决策关键技术 研究内容：研究面向流域水资源管理的多源异构大数据分析 理论，建立基于物联网感知与反馈的流域大模型系统，研发大数 据驱动的动态计算、精准预测与智能决策关键技术，提出流域水 — 13 — 文—水动力—水环境耦合模式及相关标准流程，构建流域决策云 服务平台。 考核指标：建立面向流域水资源管理的大数据分析技术体 系，建立流域水文—水动力—水环境耦合模型，构建流域智能管 理与精准决策云平台。实现流域水资源管理等业务化应用不间断 运行，效率提高 5 倍以上。在黄河流域和太湖流域示范应用，面 积不低于 1 万平方公里。 — 14 —