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陕西省科学技术厅关于征集2019年度陕西省自然科学基础研究计划企业联合基金项目的通知

陕科办发〔2018〕177号

各设区市、杨凌示范区、韩城市科技局,各国家级高新区管委会,各有关单位:

为充分发挥陕西省自然科学基础研究计划的导向作用,探索基础研究多元化投入机制,推动知识创新与技术创新的结合,引导社会科技资源投入基础研究及应用研究,促进产业发展和重大工程建设,解决陕西省经济社会发展所面临的重大关键问题,省科技厅联合陕西省煤业化工集团有限责任公司、陕西省引汉济渭工程建设有限公司分别设立了“陕煤联合基金”“引汉济渭联合基金”项目。现就征集2019年度陕西省自然科学基础研究计划企业联合基金项目有关事项通知如下:

一、申报计划类别

计划类别为陕西省自然科学基础研究计划联合基金项目。

(一)陕煤联合基金

包括:重点项目、培育项目和面上项目三类。

其中:重点项目10项,资助强度100-300万元/项,研究期限不超过3年;培育项目20项,资助强度50-100万元/项,研究期限不超过3年;面上项目40项,资助强度30万元/项,研究期限不超过2年。

(二)引汉济渭联合基金

包括:重点项目、培育项目和面上项目三类。

其中:重点项目4项,资助强度100万元/项,研究期限不超过3年;培育项目6项,资助强度50万元/项,研究期限不超过3年;面上项目9项,资助强度30万元/项,研究期限不超过2年。

二、申报条件

联合基金的申请不受其他省科技计划限项规定限制。鼓励受资助项目加快研究进度,及时解决问题,尽快满足产业发展和工程建设需要,提前结题。

(一)重点项目

申请者应具有高级专业技术职称,具有主持国家或者省级科研项目或基金的经历;

申请者年龄不超过57周岁(1962年1月1日后出生,院士除外);

具有一定研究基础,可望取得新进展或新突破的项目。

(二)培育项目

申请者应具有承担基础研究课题或者其他从事基础研究的经历;

申请者应具有副高及以上专业技术职称,具有较高的学术水平和良好的信誉;

申请者年龄不超过57周岁(1962年1月1日后出生)。

(三)面上项目

申请者应具有参与基础研究课题或者其他从事基础研究的经历;

申请者应具有副高及以上专业技术职称或者博士学位,或者有2名具有高级专业技术职称的同行专家推荐;

申请者应申请者年龄不超过58周岁(1961年1月1日后出生)。

三、申报程序

上述科技计划项目均通过“陕西省科技业务综合管理系统”(http://ywgl.snstd.gov.cn)进行网上申报。

(一)项目申请人应认真阅读本征集通知和具体申报指南的所有申报要求,审慎选择拟申报的计划类别,在线填写提交申报材料以及项目申报要求的证明材料。一经受理,计划类别不予调整,项目组主要成员不得随意变更。

(二)经申请单位及推荐部门逐级审核、筛选、填写推荐意见(直报单位除外),提交省科技厅。

(三)通过审核的项目,经系统生成书面打印申报材料(有条形码和水印)A4纸简装一式6份,按要求盖章后统一报送。

四、其它事项

(一)有关推荐部门说明

1.各设区市、杨凌示范区、韩城市科技局,各国家级高新区管委会,省属大型企业集团为推荐部门。

2.中央在陕及省属的高校、科研院所、医院、其他科研事业类单位直接报送。其余单位按照属地原则,由当地推荐部门推荐。

3.陕西科技控股集团有限责任公司所属科研院所及其子公司由陕西科技控股集团有限责任公司推荐申报。

(二)项目受理说明

1.项目申报单位及项目负责人对所有申报材料的真实性负有完全责任。一经发现信息不实,将影响项目申报单位和项目负责人的项目申报及信用等级。

2.受理时间

项目的申报和推荐,应在规定的时间节点内完成,超过时限规定的将不予受理。

(1)系统填报时间:

2018年9月10日9:00至2018年10月8日17:00。

(2)纸质材料报送时间:

2018年9月25日9:00至2018年10月10日17:00(节假日除外)。

3.受理地点:陕西省科技资源统筹中心一楼科技服务大厅(西安市雁塔区丈八五路10号,高新三中对面)。

4.纸质材料由推荐部门或项目承担单位统一报送,不受理个人报送的项目。

5.请项目申请人及单位合理安排时间,避免在受理截止期前集中申报,造成拥堵,影响项目申报。

(四)其他说明

1.联合基金面向全国,外省单位申请时需与本省研究单位共同申请,且不能作为第一申请单位。

2.联合单位不能作为第一申请单位申报本联合基金,为提升联合单位科技创新能力,鼓励申请项目吸收联合单位科技人员加入项目组,共同研发。

3.申报材料应当由申请人按照提纲撰写,应注意在申报材料中不得出现违反保密规定的内容。

4.申请代码请根据研究学科领域和研究方向,按照“陕西省基础研究计划联合基金申请代码”在下拉菜单中准确选择。

5.申请人和主要参与者应当在纸质申请书上签字(不得代签),主要参与者中如有依托单位以外的人员(包括研究生,但不包括境外人员),其所在单位即被视为合作研究单位,应当在申请书基本信息表中填写合作单位信息并在签字盖章页上加盖合作研究单位公章,填写的单位名称应当与公章一致。

6.申请人应对所提交申请材料的真实性、合法性负责。依托单位应对推荐材料认真审查,对申请人不符合条件仍推荐上报的,暂停该单位下一年度申报资格。

7.申请人(不含参与者)同年只能申请1项联合基金项目。

8.资助项目在执行期间取得的研究成果,包括发表的论文、专著、专利、奖励等,必须标注“陕西省自然科学基础研究计划—陕煤/引汉济渭联合基金”(基金编号)资助。

五、联系咨询

省科技厅自然科学基金办公室

联系人:张岩实 联系电话:029-81294815

省科技资源统筹中心科技服务大厅

联系人:杨海燕 高尧

联系电话:15339113537

系统技术支持电话:400-675-1236

附件:陕西省2019年度自然科学基础研究计划企业联合基金项目申报指南

 

附件

陕西省2019年度自然科学基础研究计划企业联合基金项目申报指南

本年度企业联合基金项目包括陕煤联合基金项目和引汉济渭联合基金项目两类。

陕煤联合基金项目主要资助与陕煤集团未来发展有关的煤炭、化工、新能源、新材料等领域的基础研究和应用研究。

引汉济渭联合基金项目主要资助围绕引汉济渭工程建设发展重要需求,开展具有能够解决工程面临实际难题的基础研究和应用基础研究。

一、陕煤联合基金项目资助方向

(一)煤炭领域

1.重点项目

(1)煤炭开采生态环境损害机理及监测保护技术研究

揭示维系矿区生态系统主要地质条件,分析采动过程对地质条件的损害机理,提出生态环境监测保护的新技术。

(2)煤炭开采围岩采动损害机理及防控技术研究

研究煤炭开采地下应力场变化规律,分析围岩形变特征,揭示围岩采动损害机理;提出井下动力灾害防控的新技术。

2.培育项目

(1)煤层群开采致灾机理及预警与防治技术研究

揭示煤层群开采过程中的应力集中、采空区积水、煤层自燃机理,提出预警与防治新技术。

(2)无煤柱切顶沿空留巷适用条件及灾害防治技术研究

揭示影响切顶效果的主要地质因素,建立无煤柱切顶地质条件评价指标,预测切顶过程中出现的灾害类型,提出相应的防治技术。

(3)低煤阶煤层瓦斯赋存规律与抽采技术研究

研究控制瓦斯含量变化的主要地质因素,揭示瓦斯空间变化规律,提出经济技术可行的抽采技术。

3.面上项目

(1)煤层上覆含水层采动过程涌水机理及防治技术研究

揭示采动过程对水文地质条件的影响机理,分析地下流场的变化规律,提出预防顶板水害的新技术。

(2)构造控煤规律及构造精细探查新方法

揭示主要控煤构造和构造控煤作用,提出可以查明落差等于或小于煤层厚度的综合地质勘查新方法。

(3)煤油气共生矿井耦合灾害形成机理及防治技术研究

揭示致灾地质因素,研究耦合机理,提出防治技术。

(4)智能化煤矿建设基础研究与工程实践

提出智能化煤矿的概念,制定智能化煤矿技术标准,开展智能化采煤工作面等典型工程实践。

(5)低煤阶烟煤分质分选机理及关键技术

研究煤岩组分分布及选择性解离方法,表界结构与性质,揭示分质分选机理,开发分选新技术。

(二)化工领域

1.重点项目

(1)煤中低温热解油气中焦粉高效气固分离技术及关键设备

优先支持可连续稳定分离10微米以下颗粒的技术及关键设备。

(2)合成气直接制芳烃关键技术基础研究

优先支持新型催化剂的精准设计与构建、催化机理及定向调控方法、反应动力学及反应器的开发等应用基础及成套技术开发研究。

2.培育项目

(1)中低温热解半焦钝化与安全环保储运技术

优先支持粉焦(小于100微米)钝化与安全环保储运(储存周期≥1个月)技术及关键设备开发研究。

(2)中低温焦油制芳烃关键技术及催化剂开发研究

优先支持煤焦油芳烃产率≥50%,芳烃转化率(以芳潜含量为基准)≥110%;多产石脑油工艺及催化剂制备技术;

(3)粉煤中低温热解增油技术研究

优先支持原料煤干基焦油收率达到同基准格金焦油产率的150%以上的加氢热解、催化热解等技术。

3.面上项目

(1)半焦制民用清洁型煤技术研究

优先支持半焦直接成型;绿色环保低成本粘结剂制型煤技术及新型环保节能型炉具开发。

(2)合成气直接制烯烃基础研究

优先支持新型催化剂的精准设计与构建、催化机理及定向调控方法、反应动力学及反应器的开发等基础研究。

(3)乙炔氢氯化高性能低成本无汞催化剂开发

优先支持高性能低成本无汞催化剂的精准设计与构建、催化反应机理、动力学、失活机理及再生方法等应用基础及成套技术开发研究。

(4)煤基精细化学品制备技术研究

优先支持以合成氨、尿素、甲醇等煤化工大宗产品为原料制备碳酸酯、单氰胺等精细化学品关键技术研究;中低温煤焦油提取、分离、转化制高附加值化学品技术研究。

(5)中低温半焦制新型碳素材料技术研究

优先支持半焦制备电极材料、吸附剂等碳素材料的新方法。

(6)氯碱化工与煤化工废水处理及资源化利用

优先支持氯碱化工母液水回收处理综合再利用技术研究;新型正渗透-膜蒸馏集成水资源回收技术;煤化工高浓度有机废水、高盐废水处理技术;焦化脱硫废液提取高纯度副产品技术。

(7)挥发性有机物处理技术研究

优先支持针对煤化工企业挥发性有机物处理关键技术及催化剂研究。

(8)含尘焦油深度净化技术研究

优先支持含有5%以上焦粉的中低温焦油在线净化技术,要求净化后喹啉不溶物含量低于0.5%;开发高效稳定的中低温煤焦油降粘剂、沥青质分散剂。

(9)生物质干化、热解技术研究

优先支持生物质干化热解一体化技术开发;新型高效干化热解一体化装备开发;生物质热解高产油率技术开发。

(三)新材料领域

1.重点项目

(1)石墨烯基超级电容器制备基础研究

重点支持高浓度石墨烯浆料制备、纯石墨烯电极、石墨烯/超级活性炭复合电极及其超级电容器制备基础研究,达到高能量密度、高比容量及长寿命要求。

(2)高性能功能化聚烯烃材料制备基础研究

重点支持镍钯催化剂制备技术、极性单体插入率可调的聚合机理及工艺研究,实现分子量可控、功能可调的聚烯烃材料制备。

2.培育项目

(1)新型薄膜晶体管材料制备技术

优先支持高迁移率,高稳定性的新型金属氧化物薄膜晶体管或有机薄膜晶体管材料的制备技术及成套工艺开发,达到低成本新型AMOLED用薄膜晶体管材料制备生产。

(2)高稳定性量子点材料制备方法研究

优先支持光致发光、电致发光量子点材料的研制。注重电致发光蓝光量子点制备技术,确立高稳定性量子点材料制备方法。

(3)高透明聚酰亚胺用单体及成膜技术研究

优先支持柔性显示领域用透明柔性聚酰亚胺膜制备,通过单体结构设计获得高玻璃化转变温度、低热膨胀系数、高透光率聚酰亚胺膜材,确立稳定可靠的成膜技术。

3.面上项目

(1)石墨烯导电剂制备技术研究

支持石墨烯导电剂分散技术、石墨烯复合导电剂制备技术、石墨烯导电剂与锂电正极材料的复配技术等研究。

(2)新型石墨烯功能涂料相关技术开发

支持石墨烯高效分散技术开发、石墨烯涂料配方研究,获得电磁屏蔽、抗静电等功能性涂层制备方法。

(3)三元乙丙橡胶聚合工艺研究

支持主链含双键的新型三元乙丙橡胶制备技术,包括关键催化剂制备技术、聚合工艺关键参数优化等。

(4)耐水解高强型热塑性弹性体材料制备技术研究

支持低成本聚碳酸酯多元醇制备技术,高效催化剂开发及聚合工艺,实现耐水解高强型聚氨酯热塑性弹性体材料的制备。

(5)高品质球形活性炭成球机理及活化工艺研究

支持前驱体树脂改性技术,成球、稳定化工艺及碳化处理工艺,实现低成本高球形活性炭制备技术。

(6)聚氨基酸-聚四氢呋喃共聚类高分子材料

支持采用阳离子聚合路线,获得高纯度聚氨基酸-聚四氢呋喃共聚高分子材料的制备方法。

(7)OLED用有机发光材料制备工艺研究

支持包括荧光、磷光、新型热延迟萤光材料以及新型电子传输层、空穴传输层等相关材料制备技术及提纯工艺,可实现高纯度有机发光材料制备。

(四)新能源领域

1.重点项目

高比能锂离子动力电池技术研究。

以高比能、低成本和长寿命为目标,重点支持电极材料改性优化、电池各部件匹配优化等技术研究,突破高比能锂离子动力电池制备关键技术。

技术指标:软包单体电池能量密度≥300Wh/kg,铝壳单体电池能量密度≥280Wh/kg,循环寿命≥1500次(1C)。

2.培育项目

(1)高比能固态电池技术

优先支持高库伦效率长循环寿命金属锂负极制备、高导电固态电解质合成、新结构设计及集成等技术研究,实现长寿命高比能固态电池的制备。

(2)低成本质子交换膜燃料电池技术

优先支持低成本高性能催化剂合成、膜电极制备、电堆集成设计等技术研究,实现长寿命质子交换膜燃料电池的制备。

(3)柔性衬底纳米线透明导电薄膜技术

优先支持超细(<20nm)纳米线(银/铜)合成、纯化、薄膜制备、薄膜光照/化学焊接工艺等技术研究,实现高品质、大面积柔性透明导电薄膜的制备。

(4)金属网格/纳米线图案化技术

优先支持金属网格、银/铜纳米线定向排布、图形化刻蚀等技术研究,实现高透过率、高弯折透明导电薄膜的制备。

3.面上项目

(1)高容量锂离子电池正极材料制备技术

支持高容量、高电压正极材料制备,提升正极材料安全性、循环寿命及其失效机理等技术研究。

(2)高容量锂离子电池硅基负极材料制备技术

支持纳米硅及其复合材料制备、提升负极材料循环寿命及其失效机理等技术研究。

(3)锂离子电池高压电解液制备技术

支持宽电化学窗口、满足一定高低温要求,并适用于主要高压正极材料电解液的研究。

(4)柔性衬底石墨烯、碳纳米管薄膜技术

支持通过打印、印刷、涂布等方法,在柔性衬底上大面积制备纳米碳材料薄膜技术。

(5)纳米复合薄膜制备技术

支持基于真空蒸发、溅射等物理气相沉积方法,在柔性衬底上大面积制备纳米复合薄膜技术。

(6)新型柔性光电材料及器件技术

支持柔性透明导电材料、柔性智能材料及其用于柔性/可拉伸触控、显示、传感器等器件制备技术。

(五)钢铁生产

1.重点项目

低品位菱铁矿高效选矿技术研究。

开展菱铁矿闪速焙烧理论及技术研究,研发回转窑中低温磁化焙烧热能高效循环系统,提出焙烧矿磁性铁转化率及金属回收率控制理论,构建细粒级尾矿筑坝工艺方案。

2.培育项目

钒钛磁铁矿冶炼技术研究。

铁水中[Si]+[Ti]含量的控制,炉缸堆积、铁水罐粘结预防及处理,[S]含量控制,炉渣碱度、Al2O3范围控制,炉温控制理论与技术。

3.面上项目

(1)铁矿尾矿的综合利用技术

铁矿尾矿综合利用率提高的理论研究,新技术和新工艺开发。

(2)螺纹钢成品在线检测技术

螺纹钢尺寸及重量偏差在线监测技术研究。

(3)冶金尘泥资源化综合利用研究

钢铁尘泥中金属元素绿色分离及全组分综合利用研究,综合回收锌产品、粗铅、粗铟、高纯氯化钾、高纯氯化钠等。

(六)装备制造领域

1.重点项目

采掘装备智能化及其监控技术。

开展人工智能、物联网、自动化与监测等先进技术和煤炭采掘装备的深度融合的基础研究工作。解决煤炭采掘装备的实际工况的在线监测与全面传感、优化决策控制、以及装备可靠安全执行的难题,实现采掘装备的智能化。

2.培育项目

(1)刮板运输机先进驱动传动与高寿命技术

研究刮板运输机的交流伺服同步电动机或交流异步变频电动机先进驱动控制技术、先进的齿轮减速装置、牵引链条的张紧方式、工况在线全面监测与智能化控制技术。解决牵引叶轮的高寿命耐磨难题,实现刮板运输机的高效节能与高可靠性。

(2)综采装备的惯性导航与视觉测量组合机制与控制技术

建立捷联惯导快速解算与误差补偿模型,提出累计误差自动补偿方法,构建惯性导航的运载体与综采装备的位置与姿态的测量。融合惯性导航与视觉感知数据,解决捷联惯导与视觉测量组合的综采装备精确定位的难题。在线获取采掘过程中煤岩变化工况信息,经过处理信息实现综采装备作业过程智能化超控。

3.面上项目

(1)采煤机壳体的高效精密加工技术

针对采煤机牵引部、摇臂、行走箱体等关键复杂壳体的高效精密机加工的难题,构建高效精密的工艺数据库。通过计算机模拟进行加工工艺优化,研制先进的数控加工程序,解决复杂课题机加工在线自动检测的难题,实现复杂课题的高效精密加工。

(2)液压支架的纯水介质适用液压元件及其先进制造技术

研发适用于煤矿井下液压支架适用的纯水介质的泵、阀、管道、密封等关键元器件的材料、结构、以及先进的制造技术,解决纯水介质液压系统的工作可靠性,良好密封性与优良的防腐性难题。

(3)交流伺服同步或异步变频电动机驱动的节能与控制方式

构建采煤装备的交流伺服同步电动机或交流异步变频电动机驱动的节能与高效控制的装置,建立相应的动力学模型,提出相应的高效控制算法,实现采矿装备的节能与智能化控制。

(4)综采装备关键部件的电动缸驱动与控制方式

针对煤炭综采装备目前采用的乳化液介质的液压传动方式存在的系统复杂,维护难度大,液压元件造价高,工作可靠性低的问题,构建综采装备中关键部件的电动缸驱动新原理,建立相应的动力学模型。研制一种或几种典型的电动缸新装置及其自动控制系统。

(5)液压支架关键零部件锈蚀机理及其防腐技术

揭示液压支架中关键零部件在井下环境中的锈蚀机理,明确锈蚀的主要影响因素。针对液压支架中的立柱、千斤顶等关键零部件采用传统的电镀铬以及激光熔覆防腐存在的不足,提出一种或几种安全环保且经济性好的防腐新技术,获得相应的关键零部件防腐处理合理工艺参数及其原理样机,新的防腐方式的性能优于镀铬处理,且价格稍高于或与镀铬处理方式价格相当。

二、引汉济渭联合基金项目资助方向

(一)水文、水资源

针对引汉济渭跨流域调水工程面临的调控对象多,输配水工程节点分级与水力联系复杂,控制闸与黄池沟调控适配难度大的库闸群实时优化调度问题,以及工程和水资源风险等问题,采用野外调查,室内外模拟试验,实时监测,模型构建等手段,重点研究引汉济渭工程多水源水量优化配置与调度及运行管理技术等关键问题,同时提出工程类和资源类的风险识别、评价及对策,为引汉济渭工程安全运行与水资源高效利用提供技术支撑。

1.重点项目

引汉济渭工程多水源水量优化配置与调度及运行管理关键技术研究。

重点研究输配水水力特性及流量转换耦合关系,建立动态水量实时调度模型和数字化平台框架,构建完整的水量优化配置与调度及运行管理的技术体系。

2.培育项目

引汉济渭工程调度方案风险评价研究。

针对引水工程和调度方案风险源多、面广、因素复杂等突出问题,重点研究工程类、管理类的风险源识别、风险标准、风险投入与损失比,构建风险识别体系和数学模型,对工程与调度风险做出评价,提出规避风险的对策及措施。

3.面上项目

气候变化条件下引汉济渭工程水源区与受水区水资源风险评估与对策研究。

针对引汉济渭工程水资源结构与配置面临的诸多复杂条件、制约条件及不确定性,开展气候变化条件下水源区和受水区水资源风险问题的研究,提出理论根据,建立评估模型,拟定风险程度,给出防控风险的对策和方案。

(二)水工结构和材料及施工

以引汉济渭工程在建设运行过程中遇到的水工结构和材料及施工学科领域的问题为主要研究对象,开展长距离大口径预应力钢筒混凝土输水管道、大口径埋地钢管、闸门及启闭设施抗震等方面的研究。

1.重点项目

引汉济渭二期工程长距离大口径预应力钢筒混凝土输水管道结构优化、耐久性与安全监测研究。

开展引汉济渭长距离大口径预应力钢筒混凝土输水管道结构优化研究,建立整体承载能力评价标准,提出结构优化方法及参数;开展长距离大口径预应力钢筒混凝土输水管道的制造工艺、质量检测及标准研究,提出现场质量检测标准及实用技术;开展长距离大口径预应力钢筒混凝土输水管道耐久性、安全监测及预警研究,构建长期耐久性评价体系,提出风险及安全检测技术,构建安全检测及预警成套技术体系。

2.面上项目

(1)引汉济渭二期工程大口径埋地钢管结构性能研究。

开展引汉济渭二期工程大口径埋地钢管在内、外水和土体相互作用条件下力学机理研究,构建大口径埋地钢管壁厚优化模型研究。

(2)引汉济渭工程闸门及启闭设施抗震设防标准及新结构新材料研究。

在调研、总结汶川地震中闸门与启闭设施震害实例的基础上,研究地震荷载作用下闸门应力、变形影响因素及规律,分析地震及水流作用下共振可能性及闸门与启闭设施损毁风险;研究闸门槽地震与水流作用下安全性,开展闸门槽减震、隔震安全技术及新结构新材料研究

(三)岩土力学及岩土工程

引汉济渭二期工程南、北干线穿越少陵塬、白鹿塬、神禾塬及渭北黄土高塬,穿越距离长,地质条件复杂,黄土湿陷性强。复杂地质条件下不均匀沉降等对盾构施工、输水隧洞、涵洞和渡槽等运行造成严重威胁。对引汉济渭二期工程深埋长隧洞沿线复杂地下水条件、土-岩二元地层交替、西部黄土塬地区黄土典型湿陷性以及库岸边坡运行环境变化等复杂工程及水文地质环境下盾构施工安全、衬砌结构稳定、库区边坡稳定等问题开展研究。

1.重点项目

引汉济渭二期工程复杂地质环境下盾构施工关键技术与数字化平台研究。

研究复杂地质环境(浅覆土、软黄土、小半径、穿河道及土岩二元地层)下盾构施工关键技术。分析软黄土、砂土和破碎围岩地基和掌子面稳定性,试验研究渣土改良技术;合理选择适应于复杂地质环境盾构机类型及技术规格;采集分析复杂地质环境盾构机掘进全过程信息,确定不同地质条件盾构掘进参数;开展复杂地质环境下盾构同步注浆和二次注浆浆液配比试验研究;依据复杂地质环境洞室的稳定性,研究复杂地质环境下盾构掘进参数控制理论与搭建复杂地质环境下盾构掘进施工信息数字化平台。初步探索通过大数据深度学习优化掘进参数、预测不良地质条件的可行性。

2.培育项目

(1)引汉济渭二期工程输水隧洞等工程湿陷性黄土地基关键技术研究。

研究湿陷变形黄土与地下隧洞、管涵结构和渡槽基础相互作用特性规律研究,分析输水隧洞、管涵、渡槽地基与围岩作用应力条件研究,揭示湿陷变形黄土围岩与隧洞相互作用压力变化规律。确定隧洞地基与场地的湿陷等级,提出实际可能发生剩余湿陷量确定方法。研究输水隧道、管涵、渡槽工程湿陷性黄土地基加固与工程关键技术。

(2)引汉济渭二期工程黄土隧洞工程性质与设计理论研究。

开展典型浅埋黄土隧洞围岩湿陷变形机理及其围岩压力变化规律研究,以及湿陷性黄土与非湿陷性岩土不同围岩介质隧洞的湿陷变形作用机理和围岩变化规律,评价隧洞结构的工程性质;提出隧洞地基应力与湿陷变形分析方法,以及湿陷变形围岩与衬砌结构相互作用分析方法;分析浅埋湿陷性黄土隧洞病害,提出工程防治技术措施。

(3)复杂地质环境围岩稳定及管片衬砌关键技术研究。

研究复杂地质洞段围岩大变形风险及等级划分标准,揭示潜在变形量下围岩压力变化特征及其对管片衬砌结构安全影响规律;提出盾构掘进全过程及管片支护精细模拟技术,分析围岩预留变形、刀盘扩挖、回填时机等对衬砌受力、变形及安全影响规律,研究提出考虑预留变形、扩挖能力等关键设计及施工参数;研究现有管片防渗技术对于内水外渗控制影响规律,论证双层衬砌设计合理性,提出复杂地质环境围岩稳定及管片衬砌关键技术。

3.面上项目

(1)引汉济渭二期工程输水隧洞黄土地基湿陷性评价方法。

研究黄土的结构性与湿陷性之间的关系,评价输水隧洞场地自重湿陷变形;揭示复杂应力状态下黄土湿陷变形发展规律,建立黄土湿陷变形模型和适用于黄土隧洞的湿陷变形的理论计算方法;分析降雨入渗或灌溉浸水或隧洞渗漏水围岩湿陷变形与隧洞结构的相互作用及隧洞黄土地基的湿陷变形分级;提出输水隧洞黄土地基湿陷性评价方法。

(2)引汉济渭二期工程复杂水文地质条件下地质灾害形成机理与防治研究。

研究引汉济渭二期工程可能遇到的复杂水文地质环境下地质灾害,提出力学模型及灾变演化数值算法;建立突水突泥等地质灾害临界判据,揭示致灾机理及其触发机制;开展突水突泥等灾害治理方法研究,构建复杂水文地质条件下地质灾害防治体系。

(3)库区高边坡运行期变形与安全监测和动态反馈分析理论与方法。

研究引汉济渭工程库区典型边坡赋存环境,研究水库首次蓄水和水位降落期库区边坡岩土体物理力学参数劣化规律,揭示库区边坡的变形破坏机理及参数遴选方法。结合安全监测数据和数值仿真模拟手段,研究基于工程环境和安全监测的库区边坡岩土体力学参数反演技术,评估工程环境和坡体赋存环境驱动岸坡变形破坏的相应权重及其耦合作用机制。

(四)工程水力学

引汉济渭二期工程是引汉济渭输配水工程的主体工程,其中的黄池沟配水枢纽是连接调水和输配水工程的关键工程,配水枢纽的合理配水对提高输配水效率和保障工程的安全运行至关重要。分析黄池沟配水枢纽分水控制面临影响因素多、水力特性复杂、流量调配难度大、闸门控制技术要求高等问题,提出不同情况下配水枢纽合理的运行方案。

重点项目

引汉济渭二期工程黄池沟枢纽配水模型与调控技术研究。通过数值模拟和物理模型试验对比研究的方法,深入分析黄池沟配水枢纽水力特性,分析不同来水量和受水量条件下,开展如何实现南、北输水干线精准配水的配水模型及调控技术的研究。

(五)水力机械及其系统

针对引汉济渭工程关键枢纽中水力机械装置运行工况复杂的问题,开展三河口水利枢纽工程中可逆机组的状态监测与故障诊断研究,黄金峡泵站系统各典型工况开机组合和顺序、进出口流态与泵系统性能相互影响机理研究,高扬程大功率离心泵及其系统在瞬态工况下不良流动现象与机组振动间的关联,为提高水力机械装置系统高效稳定运行提供理论依据与参考。

1.培育项目

(1)复杂水力机械装置状态监测与故障诊断研究。

针对引汉济渭工程关键枢纽三河口水利枢纽工程中可逆机组等复杂水力机械装置,研究其复杂的水、机、电等多信息在线监测与多信息融合,特别是机组系统的振动故障数据,提取敏感故障信号特征,利用先进方法探究故障特征子集中特征参数间的本质规律和相互联系,采用先进智能算法将所提取的振动故障特征从振动故障特征空间映射到故障模式空间,识别机组故障。

(2)黄金峡泵站系统各典型运行工况的调控特性研究。

分析黄金峡泵站系统各典型运行工况开机组合和顺序、泵站进出口流态与泵系统性能相互影响机理,比较不同开机组合、顺序和泵系统内流、功率、效率等影响规律,提出调控方案。

2.面上项目

水泵系统瞬态工况稳定性的多维度耦合研究。

针对引汉济渭工程中高扬程大功率离心泵的水力调节需要,构建包括引水管路的水泵系统多维度耦合分析模型,开展不同流量、不同启动速度、动力突然切断等瞬态工况的稳定性研究,建立瞬态工况下涡流、失速、能量失稳等不良流动现象与机组振动间的关联关系,为水泵机组的安全调节提出运行建议。

(六)水环境与生态水利

针对引汉济渭跨流域调水工程在建设期和运行期因库区水位的频繁变化对湿地产生重大的扰动,以及长距离输水过程中多种生物与非生物因素可能导致的水质变化等问题,重点研究水源区湿地及消落区生态系统的结构与功能及其对扰动的响应,研发可持续湿地生态修复与保护关键技术,揭示长距离输水过程中水环境的演变规律及其驱动机制。

1.培育项目

引汉济渭工程水源区湿地生态修复技术研究。

揭示引汉济渭工程库区水位变化扰动对湿地生态系统结构和功能的影响,应包括对新增湿地和消落区无机环境、湿地植物群落物种组成以及底栖生物和水生生物的影响,重点研究水位变化对朱鹮栖息地食物资源的影响;建立描述湿地群落结构与水流相互作用的生态水力学机制方程,提出复杂水文背景下可持续湿地生态系统重建的优化群落模式及生态修复与保护关键技术。

2.面上项目

汉江原水在长距离输送过程中的水质变化与影响因素研究。

采用定点的高频次代表性水质指标监测,开展不同水期原水水质、进入黄金峡水库及提升至三河口水库后的分层滞留变化以及输送到关中之后(或储或用)的最终水质情况研究,阐明汉江原水在多次转输和贮存过程中的水质变化情况,从内在机理和外源扰动方面探索不同时空尺度下输水过程中水质演变过程的驱动机制,为保护和改善引汉济渭原水水质提供基本认识和科学的防范措施。