我國也因而成為獨一一個設有專門的泥沙學科的國度。

　　此外，通過實地考核聯合數值模擬、動床模型實驗、遙感剖析等關鍵技術，王光謙群體提出了描寫游蕩性河流演化法則的實踐公式，建立起實用于浪蕩性河流的數值和物理模型。現在，項目成果應用于黃河、塔里木河河流整治與南水北調穿河工程實踐中，為輸水、堤防工程建設提供參數，并對工程安排進行優化，從而經濟有效地維護了河流的堤防保險，改良了河道兩岸生態環境。

　　王光謙說：“當時我們的研究已經開始，然而在失掉創新群體基金贊助后我們開端作久遠盤算，設定科學目的和研究打算時更加前瞻和體系，也敢于觸碰風險較大的研究領域。”創新群體奇特的評估和審查機制也讓“流域水沙過程與臨界調控機理”群體順利取得了2期資助。

　　王光謙說明說：“研究要建立的數字流域模型是定位于大范疇、全流域級的水文過程模擬，傳統的模型構建思路、參數獲取辦法、數據存取方法、模型計算機制都很難滿意大流域模型的需要。因此，必需在研究中提出大量新的關鍵技術�！�

起源：迷信時報 2010 *** 12 *** 01

　　原來因為這項工作的前程未卜，危險極大，王光謙團隊只是想零敲碎打地逐漸進行。創新群體基金的設破轉變了王光謙的主意。

　　從河流泥沙到流域泥沙

　　汶川地震導致大批堰塞湖構成。王光謙等依靠數字流域模型，對各個堰塞湖搶險工程進行全面技術支持。

　　另外，還有許多基礎性的問題需要解決。例如，流域的劃分、分級與編碼。王光謙群體設計的數字流域模型采用三級劃分的流域檔次，模型中的匯流、泥沙與傳染物輸移等算法都需要在三級河網上計算和表現。為實現在多級河網上高效的拓撲關系運算，需要提出一種更為科學的合適數字流域模型的河網編碼方法。這就像人口越多的國家，身份證號碼的位數就必須越多一樣。

　　它讓黃河全流域實現了同一的水量調度，公道調配應用水資源，讓母親河不再斷流從此有了技巧支持。

　　特別值得一提的是，清華數字流域模型采取了模型庫的思維，提供了坡面降雨徑流和坡面產輸沙模型的源代碼，用戶可免得費下載及修改，其用戶還可以自行修正模型源代碼，結構本人的模型并籠罩原有模塊。

　　創新研究群體科學基金不同于個別的研究名目，也不同于普通的人才基金，它將對以優良科學家為帶頭人的研究群體給予連續穩固和較高強度的經費支持。這對會聚上風人才，保障優秀科學家集中時光和精神，潛心研究，自在摸索發明了寬松的環境。

　　“這個模型更應當稱為‘基金委數字流域模型’，由于不立異群體科學基金就可能不會有這個模型的出生�！蹦Ｐ偷闹匾�設計與搭建者群體學術帶頭人中國科學院院士王光謙告知《科學時報》記者。

　　“我國大江大河眾多，許多河流特別是以黃河為代表的北方河流因為水土散失嚴峻，大量的泥沙從流域內侵蝕而下，并被輸移到河流中，使得河流挾帶了大量的泥沙，造成河道和水庫的重大淤積抬高，這不僅給水利水電工程建設帶來了很多問題，也給河道防洪、沿岸工農業發展和國民生涯帶來了嚴峻的影響。與水資源問題比擬，泥沙問題在我國尤為凸起。因此，對于泥沙問題的研究具備關聯國計民生的重要意思�！蓖豕庵t說。

　　就這樣，在數字流域模型的建設實際中，王光謙群體探討了各個關鍵技術問題的解決方式：用分塊技術解決大流域DEM數據的存取問題，用TOPAZ模塊提取流域溝道參數，從遙感圖像提取模型分布式參數，用雨量站插值技術提取面雨量序列，用計算機并行計算技術攻破大流域整體模型的計算瓶頸。這些關鍵技術的研究和運用為數字流域模型的建立奠定了基本。

　　王光謙群體的成果遠不止是一個數字流域模型。他們已經將傳統的河流泥沙研究推廣到流域尺度上的泥沙活動研究，將河流演變與流域氣象（降雨）、地表特點和人類運動等因素變更直接接洽起來。

　　王光謙團隊始終致力于泥沙學科與黃河管理的相干研究，在本世紀初的時候，他們開始試圖將傳統的河流泥沙研究推廣到流域尺度上的泥沙運動研究，將河流演變與流域天氣（降雨）、地表特征和人類活動等因素變化直接聯系起來。這就需要建立一個擁有多層空間辨別率的、模型參數可以輕易獲取的、可以實現并行計算的全流域級整體模型，即數字流域模型。

　　王光謙群體首先對原有水文模型的不足進行了深刻研究。原有模型多以中小流域（面積小于1萬平方公里）為研究對象，而古代的流域管理規劃不僅要斟酌一次降水過程的水文響應，而且還要揭示較長系列的水文周期及水沙形式的變化趨勢，因此原有模型很難從時空尺度上知足人們的這種需要；另外，原有模型在模擬大流域、長時間序列的水文過程時，由于計算時間過長、數據存儲量過大、模型參數獲取艱苦等起因，使其應用受到很大的限度。

　　當初，只有在搜尋引擎里輸入“清華數字流域模型”，就能找到一個面向大標準流域的分布式水沙模型。這個模型事實上是一個可視化水平較高，功效較齊全的流域模擬軟件平臺，它可認為防洪減災、洪水預告、泥土侵蝕模仿、水土堅持計劃、流域綜合管理、水資源分配等供給技術支撐與服務，在流域規劃和治理工作中存在遼闊的利用遠景。

　　在戰勝了一個又一個技術困難后,清華培訓班，清華數字流域模型真正成為了一個功能較齊全的流域模擬軟件平臺，并開始在流域綜合管理、水資源分配、洪水預報和水土保持等方面大顯神通。

　　翻新群體基金助力泥沙研究

　　而數字流域模型的樹立須要解決5項要害技術問題，即：大流域DEM數據存取技術、流域溝道參數提取技術、基于遙感圖像的模型參數提取技術、散布式降水量數據存取技術和計算機集群并行盤算技術。

　　沖破5大癥結技術問題

　　這要從王光謙團隊對泥沙問題的研究說起。

　　事實上，該模型已經被勝利應用于流域水資源量計算、洪水模擬、侵蝕產沙、淤地壩規劃等范疇；并在黃河流域水資源調度、汶川地震唐家山堰塞湖排險等主要事件中施展了關鍵作用。

　　“固然模型是針對黃河開發的，但也能夠持續完美以用于長江跟珠江等其余大江大河，我們樂意把咱們的研討結果拿出來與大家分享，盼望可能為我國從事水利學科特殊是泥沙學科研究的同仁少做一些反復性工作作一些奉獻�！蓖豕庵t說。 （陳晨）

逐浪淘沙引領大河之舞
??記“流域水沙進程與臨界調控機理”創新群體

　　王光謙群體提出了一種基于二叉樹理論，并以二元情勢表示的河網編碼方法。這種編碼方法能夠實現任意河段的直接定位和高效的拓撲關系運算。他們還將流域劃分成大量的坡面單元，以坡面為基礎，通過匯流和疊加得到全流域的水沙模擬成果。每個坡面單元的面積與做作界中實際的坡面面積大抵相稱，因為在天然界中，不管是大流域仍是小流域都由“坡面+溝道”組成的，因此可以通過坡面數目的多少來反應大小不同的流域。模型采用這種劃分和組合機制，能夠用于大至多少十萬平方公里，小至一個坡面單元（1平方公里，乃至0．1平方公里）的流域徑流、泥沙模擬和猜測。

　　因此，需要建立一個具有多層空間分辯率的、模型參數可以容易獲取的、能夠實現并行計算的全流域級整體模型，即數字流域模型。

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