新闻网讯(学生记者赵思月/文 记者徐健剑 学生记者钟荣全/摄)4月10日上午,长江讲坛第14讲在武汉校区教学楼B区102教室开讲,中国工程院院士王浩以“梯级水库群面向生态的多目标综合调度理论、技术及湖北汉江应用”为题,以湖北汉江流域的研究为例,多方位剖析了水资源调度研究难点,提出了水库预报调度优化理论,与新葡萄娱乐app官方师生分享了其团队在长江水生态环境研究中的创新技术成果。
报告会由副校长周思柱主持。校长谢红星、武汉市政府副秘书长姜铁兵、华中科技大学康琳教授,地球环境与水资源学院近300名师生聆听了报告会。
“近年来,受全球气候变化、流域内梯级工程建设、调水工程建设等因素的影响,湖北汉江流域水资源开发利用正面临来水减少、流域用水与调水矛盾突出、生态环境恶化一系列的问题。”报告会上,王浩院士从湖北汉江流域水生态研究背景谈起。他提出,“梯级水库群的综合优化调度是解决问题的关键”,而调度中又存在三大难题——多目标问题、维数灾问题及变化环境下的气象水文预报问题。
他谈到,梯级水库群调度要面向生态、防洪、发电、供水、航运等多个目标;实际研究利用中,相对教科书上的二三维问题,系统规模更大、影响因素更多,导致计算量大,令研究难上加难;而在水文预报中,由于传统的水循环一致性假设被打破,使调度假设不确定性增大,其研究同样困难。
围绕这三大调度难点,王院士提炼出了四个科学问题——“如何建立面向生态的水库多目标调度模式?如何提高实际变化环境下的气象水文集合预报的精准性?如何提炼水库调度最优性原理并优化降维?如何确立梯级水库群调度多目标关系函数?”并从问题的研究内容和路线出发,为师生们一一作了解答,随即从“汉江生态调控阈值分析”、“变化环境的水文预报技术革新”、“梯级水库群优化调度理论”等5个方面阐述了他和团队的创新技术成果。
针对面向生态的水库多目标调度模式,他指出可通过调度增加流态多样性,增加生境多样性,进而增加水生态系统多样性;从汉江流域生态流量、汉江中下游鱼类繁殖及水华暴发控制指标三方面,提出了一套全面的汉江流域生态环境调控阈值分析方法与成套成果。
针对变化环境下的水文预报问题,他谈到:“要解决采用单一参数化方案所带来的精度问题,首先建立预报精度综合定量评价模型,开展数值天气预报模式本地化和参数化方案动态优选,并进一步开展参数优化研究”,对此提出了一整套集“大气、产流、江流、调整、评估”过程于一体的全新成套预报方法。
在考虑“水库调度最优性原理提炼及优化降维求解”时,他针对水库调度结构化和半结构化优化问题,分别提出了水库调度最优决策与可用水量的单调性原理和可行域动态生成方法,首次提出了水库调度最优性原理并研发了一系列高效降解算法。
而针对“建立梯级水库群调度多目标交换比”,他提出了多目标优化与分析技术,实现了高维多目标交换比的量化分析。并以湖北汉江16座梯级水库群的生态、防洪、供水、发电、航运等多目标调度为对象,通过多目标优化求解及分析,定量识别了各目标之间的竞争关系,推荐了面向生态多目标综合方案。
最后,王院士向在场师生分享了他和团队在该研究上的成果,包括发表论文400多篇、出版专著11部、获专利和软件著作权23项。
副校长周思柱在总结报告会时说:“王院士以汉江的季节水库调度作为研究对象,提出了创新的研究方案,这是一个典型的关于最优化理论的研究及其运用的高端学术问题。王院士的报告给我们提供了怎么从工程问题提炼成一个科学问题,并进行分析求解,从而取得辉煌成就的一个生动案例。”
在与同学们进行互动交流后,学生代表登台向王院士敬献了鲜花。
校长谢红星向王院士赠送了具有纪念意义的“长江讲坛杯”。
王浩,男,1953年8月生于北京,中国工程院院士,水文水资源专家,教授级高工,博导。现任中国水利水电科学研究所水资源研究所所长、兼任全球水伙伴(中国)秘书长、中国自然资源学会副理事长、中国可持续发展研究会常务理事兼水文专业委员会副主任,中国林学会理事、百万工程国家级人选评审委员会委员等职。
至今出版专著10余部,发表论文300余篇,已获联合国“全球人居环境奖”1项,获国家科技进步一等奖1项、二等奖6项,省部级特等奖1项、一等奖16项、其他科技奖励30余项,被授予“全国先进工作者”、中央国家机关“五一”劳动奖章等荣誉称号。2005年当选为中国工程院院士。
(编辑 陆峰)