长江中游河流物理生境演化机理及修复技术
获奖名称: 长江中游河流物理生境演化机理及修复技术
获奖等级: 一等奖
获奖类别: 湖北省科学技术奖
授奖单位: 湖北省人民政府
完成单位: 、武汉大学、长江航道规划设计研究院、长江勘测规划设计研究有限责任公司、水利部中国科学院水工程生态研究所
获奖年度: 2023
获奖人员: 卢金友、姚仕明、余明辉、王敏、刘亚、陈锋、陈正兵、周成成、朱孔贤、郭小虎、葛华、杨启红、赵娜、何广水、江磊、李凌云、元媛、柴朝晖、唐峰、邓春艳、郭超、崔占峰、闵凤阳、陈栋、宫平、刘小光、刘心愿、周建银、张琳、陶铭、毛冰、章运超、邹骥、龙瑞、彭子竹、骆文广、江凌、望思强、雷欢、郑力、樊咏阳、黄耿、代娟、刘林双、杨阳、方艳红、张慧、张杰、周哲华、韩向东
成果简介:本项目属于水利工程技术领域，长江中游是长江防洪安全、航运安全及生态安全问题最为突出的河段，是我国重要的生物物种资源库和基因库，也是血吸虫病主要流行区域。长江中游河道形态、水系及边界条件复杂，人类活动众多，上游梯级水库建成运行又极大改变了长江中游河段水文节律，打破了原本相对平衡的河道演变格局，对中游水沙及河流地貌等物理生境演化产生了复杂而深远的影响。本项目围绕长江中游河段物理生境演变的规律、影响及其变化趋势，河流生境修复关键技术等方面开展了系统深入研究，取得了以下创新性成果。（1）系统揭示了长江中游河段水流-泥沙-河床等物理生境演变规律。阐明了三峡工程运用后长江中游河流水流运动特性，阐释了长江中游河流泥沙输移驱动机制，揭示了水沙变异条件下长江中游不同类型河道演变规律。（2）揭示了水文节律、河床地貌等物理生境变化对四大家鱼自然繁殖、植被演替、钉螺分布扩散的影响机理。提出分子生物学微卫星标记个体识别成套技术，阐明了四大家鱼产卵场位置及规模的变化规律，系统揭示了四大家鱼繁殖行为对水文节律变化的响应关系；阐明了水文节律变化和河床再造对河岸带植被演替的影响机制；揭示了三峡工程运行后长江中游河段物理生境变化对钉螺分布扩散的影响机理，提出了防控钉螺孳生扩散的关键生境因子的阈值。（3）精准预测了长江中游河流物理生境演变趋势。攻克了超长河流物理模型变率与边界调控、动岸模拟相似等技术难题，优化了数学模型中非均匀沙挟沙力、混合层厚度、泥沙恢复饱和系数等关键参数的确定方法，提高了河流生境演变模拟精度，定量预测了新水沙条件下长江中游河流物理生境演化趋势。（4）系统评估了长江中游河流物理生境适宜性，研发了多目标协同的生境修复成套关键技术。构建了河流物理生境适宜性评价体系，首次系统开展了长江中游河流物理生境评估；创新性提出了有利于四大家鱼自然繁殖的“人造洪峰”生态调度及监测评估技术，应用于三峡水库生态调度方案的优化，实现了长江中游四大家鱼产卵量的大幅提升；研发了协同防洪、航运、血吸虫病防控、栖息地改善等多目标的生境修复成套工程技术。依托本项目研究成果，参编国家标准1部，主编行业技术标准3部，出版专著10部，发表论文300余篇（SCI/EI收录96篇），授权发明专利39项，适用新型专利46项，获软件著作权28项。研究成果促进了河流动力学、生态学等学科发展，解决了当前河流物理生境预测与修复中的若干关键科学和技术难题。相关成果在《长江流域综合规划》《长江中下游干流河道治理规划》等各类规划编制，三峡水库生态调度，长江河道（航道）整治工程建设，岸滩利用、保护与修复，血吸虫病防控，涉水工程专题论证与河湖管理等方面得到广泛应用，取得了显著的经济社会和生态环境效益。
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