河口海岸水灾害预警预报关键技术系统集成及应用

       成果概况：项目面向国家重大需求，在水利部公益性行业科研专项、国家自然科学基金等计划支持下，以河口海岸防灾减灾为主旨，紧紧围绕河口海岸水域水流运动和物质输运中的基础科学问题、灾害预警预报中的关键技术创新和实践应用三个方面开展研究。集成高精度天文潮预报、天文潮风暴潮耦合预报、灾害预警预报及评估、污染事故预报等技术，研究开发了C/S和B/S结构的河口海岸风暴潮预报预警及灾害评估业务化系统；针对长江口洪水、天文潮、风暴潮“三碰头”的不利组合，提出了适合于河口海岸的天文潮高精度预报技术，提高了河口区洪水预报精度。

       水平及特色：本研究成果属于河口海岸动力学与水灾害防御领域，其主要内容和创新点为：① 提出了一整套适合于河口海岸多要素耦合、多尺度嵌套的风暴潮天文潮耦合预警预报技术，形成了河口海岸洪水高精度预报的方法体系，对河口海岸防洪预警预报关键技术有重大突破。② 对河口海岸水灾害成灾机理进行了开拓性试验研究，揭示了河口斜压水流、分汊流、弯段分层流、波浪作用下浮射流等的微结构机理及物质输移机制，填补了复杂条件下河口海岸水灾害成灾机理研究的空白。③ 集成构建了水灾害预警预报系统，实现了河口海岸多模式协同作业实时业务化预报。

       社会经济效益：成果直接应用于台风影响我国东南沿海期间国家防办防汛会商,编制的《防汛潮汐表》提供给东南沿海五省一市48个防汛单位，并纳入水利部水文局的洪水预报业务化系统，在海岸防洪预警预报中得到应用。该成果在保障人民生命财产安全、减少海岸水灾害损失和维护社会稳定等方面发挥了重大的社会效益；本项目核心技术在沿海地区防汛工作中应用，提升了沿海地区防洪减灾的综合效益。从2002年至2009年，减少经济损失和节支总额已取得经济效益累计6.1亿元。

       社会评价及获奖情况：研究成果具有明显的创新性，已在《Ocean Engineering》、《中国科学》英文版、《Journal of Hydraulic Research 》、《Journal of Hydrodynamics》、《Continental Shelf Research》等权威期刊发表论文96篇，其中SCI检索11篇，EI检索31篇，出版专著2部。其中“河口海岸水动力、物质输运及灾害预报预警研究及应用”获2010年教育高等学校科学技术进步奖一等奖；“河口海岸水灾害预警预报关键技术系统集成及应用”获2011年国家科技进步二等奖。

       多模式协同沿海风暴潮预警预报实时业务化预报系统。预报成果可直接应用于国家防汛防旱总指挥部办公室台风期间的防汛会商、沿海30个潮位站的风暴潮位过程预报、东南沿海省市海岸防洪预警预报，为沿海地区防御台风决策提供科学依据。

        分汊水流与污染物输移机理的试验研究。探索了不同分汊角度、汊道宽度比和上游来流条件下分汊流动的水流紊动结构，揭示了污染物在分汊水流中不同分汊形态、上游断面不同离岸排放位置下的穿越过程、混合率和分配规律等方面的差异特征；建立了污染物在分汊河道中分污比与分流比的半经验半理论函数关系式。