灌区水转化机制及用水效率多因素协同提升方法

灌区水转化效率涉及作物水分利用、灌排控制、水源调蓄等多个过程与水肥气热生等多因素的协同作用以及作物、农田、灌域及灌区、流域多尺度间的转换机制。变化环境下灌区水转化特性及其效率响应，是国际农业水利领域共同关注的前沿热点研究问题。本项目针对我国南北不同类型灌区水转化效率变异性这一科学问题，以南方湿润区江汉平原漳河水库灌区、西北干旱流域清源灌区、东北寒区黑龙江和平灌区为典型研究对象，将田间与灌区不同尺度监测试验、机理分析、数值模拟与方法研究等相结合，系统开展了农田作物和大中小灌区多尺度水转化效率机制与多因素协同提升方法相关应用基础理论研究，揭示了作物水肥气热生多因素提升机理及效应，发现了灌区全过程水转化及效率时空变异规律，提出了灌区水效率多尺度转换模拟表征与提升方法，创建了灌区多过程调控与多因素协同调控理论体系。项目的相关研究成果对深入揭示灌区水转化效率规律，发展灌区多因素不确定性条件下的用水效率提升方法，指导南方灌区节水减排、西北灌区节水增效、东北灌区节水增粮及其长江大保护与黄河流域高质量发展，保障粮食安全，提高农业用水效率，具有十分重要的理论意义与广泛的应用价值。 2100433B

灌区水转化效率涉及作物水分利用、灌排控制、水源调蓄等多个过程与物理、化学、生物、农艺等多因素的协同作用。变化环境下灌区水转化特性及其效率响应，是国际农业水利领域共同关注的前沿热点研究问题。本项目针对我国南北不同自然环境灌区生产特点，通过不同尺度水转化过程及用水效率监测、调控试验和模拟，研究大田作物与灌区不同尺度水转化机制及效应机理，不同尺度农业用水效率定量表征及提升方法，水资源高效利用综合调控模式及效应。构建灌区水转化及多尺度多过程耦合模拟模型，揭示灌区条件变化下的水转化与用水效率时空特征及其尺度转换关系，发展农业用水效率多过程统一定量表征与多因素协同提升方法，不同自然环境条件下灌区多尺度协同高效用水机制及调控模式。对发展水资源高效利用理论与方法，促进水资源均衡配置与可持续利用，建立最严格水资源管理制度，解决我国农业用水效率低与干旱缺水等问题，保障水与粮食安全，有重要理论意义与广泛应用前景

重点针对多因素协同作用下混凝土坝长效健康服役主题，开展荷载与环境多因素协同作用下混凝土坝材料与结构交互演化机理研究，揭示混凝土坝长效服役性态的多因素协同驱动规律，创建服役机理的宏、微、细观多尺度融合研究理论；开展影响要素－工程质量－工程长效服役性态一体化研究，揭示工程质量的多要素组合作用规律和工程质量对混凝土坝服役性态的长效影响机理，提出工程质量监测与控制方法，构建长效服役的基础保障方法；综合考虑确定性与不确定性因素交互影响，研究混凝土坝服役性态监控与评估的时空四维场理论和方法，提出长效服役性态多指标组合预警体系，构建长效服役的预警理论与方法；基于长效服役风险管理理念，研究混凝土坝服役模式调控与补强修复方法，提出提升效果评估方法和决策优化模型，构建混凝土坝长效服役的提升方法。