“河湖-水库”水文地理信息感知及演变关键技术

成 果 概 况

“河湖-水库”水文地理信息感知及演变关键技术是长江水利委员会水文局联合中国三峡建工(集团)有限公司等多家单位自主创新的研究成果。现有河流测量及分析技术不适用于陡深河谷、温变大水深、极稀地面控制等区域测量及河道演变预报等难题，基于理论研究、技术研发与工程应用，开展了200 m级超深水库精密测深、内陆全类型水体观测以及“河流-水库”融合演变与预报等技术的研究，取得了创新性成果。

基于研究成果凝练形成国家标准规范4部、行业标准14部，获得授权发明专利23项、其他知识产权138项、水利先进实用技术推广6项，出版专著18部,发表学术论文112篇。

图1 总体技术路线

创新了水库大水深测量技术。基于自主建立的测深基准场，提出了综合测深系统误差的精密水深测量方法，研发了观测时姿态、声速校正标等水深实时校正技术，将水深H测量精度由2%H提高到3‰H。

图2 白鹤滩水库测深基准场

技 术 创 新

图3 全模态精度检校技术

创建了内陆全类型水体观测技术体系。采用多星源信息融合方式，获取多类卫星数据，提出水道重构及连续影像获取流量和急速涨落水位全过程应急递测的方法，开发了水岸多源信息同步耦合监测平台，填补了中国西部地区水体地理信息的空白。

图4 基于卫星大数据流量计算参数融合原理图

图5 非立尺水迹垂直角测量原理图

构建了“河流-水库”融合演变评价体系。研制了河流悬移质、推移质和河床质等采样设备，基于长期实测资料时空序列分析建立了水中淤积物密实沉降速率和粒径计算模型，在此基础上提出了水沙系列预报及非连续重构等河库演变系列评价方法，研发了水沙融合的河库系统泥沙预报调度模型和相关软件，演变预报精度较常规方法提高了100%。

图6 泥沙细化急剧区泥沙粒径模型

图7 水库水沙非连续模型

推 广 应 用

1.应用于三峡、白鹤滩、南水北调等工程的设计、建设和运行管理，2019～2021年为长江上游水库群中小洪水调度、提前蓄水提供支撑。

2.应用于长江流域综合规划等10余项国家重要规划，及长江上游水库联合调度方案等21项调度规程。这些综合规划和调度规程均获国务院、水利部门批准。

3.应用于金沙江白格、唐家山堰塞湖、舟曲泥石流等8项重大应急抢险，填补了西藏纳木错等10处国家基础地理数据空白，经济、社会和生态效益巨大。