一、科室简介

中国水利水电科学研究院水资源研究所城市水文与水务工程研究室成立于2014年8月，现有职工8人，博士后1人，科研秘书1人，是一个充满活力和创新能力的优秀团队。研究室所有职工均具有博士学位，现有正高级工程师5人，高级工程师3人，在读研究生42人。

二、研究方向

图1 研究方向

 

图2 科室合影

 

三、代表性成果

（1）海绵城市系统耦合平衡理论

建立了海绵城市系统耦合平衡理论，解析了城市雨水径流的关键途径，提出了海绵城市的三大科学内涵、三大诊断和三大平衡方法。

图3 海绵城市系统耦合平衡理论

（2）城市复杂下垫面产流机理

在厦门、珠海、苏州等地开展入渗、积水、排水等系统监测；构建了城市水文产汇流实验平台，系统开展城市建筑区产流机理、不透水面分布对地表产汇流过程影响等实验。基于多种不透水面空间分布，开展城市复杂下垫面空间特征对地表产汇流过程影响的室内降雨径流实验，系统揭示不透水面空间分布的水文效应。

图4 室内和野外实验

开展实验室观测实验与数值模拟实验，提出并验证了城市建筑区变受雨面产流理论框架；通过观测实验与数值模拟，解析了风对城市建筑区降雨径流过程的影响，推导了降雨倾角和径流系数的关系表达式。

图5 数值模拟实验

（3）城市群水循环解析与水资源安全诊断

提出了城市群区域水循环驱动机理及其量化方法，揭示了城市水循环演变机理及其高强度耗水现象，构建了水资源利用效率解析与频谱化离散方法及和多尺度水循环健康评价模型和水资源安全诊断方法。

图6 城市群区域水循环驱动机理的提出及其量化方法

图7 城市群水循环解析

（4）高寒水文及生态环境效应

剖析了怒江源区水循环要素的时空演变规律，以及羌塘高原湖群面积变化；提出了高寒地区水源解析理论框架与关键技术，阐述了怒江源区水源构成与水龄变化特征，剖析了径流演变对生态系统关键要素及过程的影响机理，提出了那曲流域生态需水与用地配置方案。

图8 高寒地区水源解析理论框架与关键技术

（5）基于深度学习的城市水文监测技术

构建了基于深度学习的城市积水深度与河湖水位视频反演模型，实现了通过视频监控数据进行城市积水深度与河湖水位监测，支持等城市防汛排涝工作。

图9 基于深度学习的城市水文监测技术

（6）城市二维水动力快速模拟技术与城市水文水动力耦合模型

研发了基于CPU+GPU异步并行技术的城市地表二维水动力快速模拟模型，解析了城市水文过程与水动力过程等多过程耦合机制，研发了城市水文水动力耦合模型。

图10 城市二维水动力快速模拟技术与城市水文水动力耦合模型

（7）高度城镇化地区洪涝灾害动态评估与风险管理

建立了高度城镇化地区洪涝灾害动态评估模型，对经济活动、道路交通、人口、生命线设施等方面的灾害损失进行动态评估，示范区灾害评估精度达到80%以上。将人类在洪涝灾害中对不同时段、土地利用类型的关注程度融入到传统系统性能曲线公式中，构建了基于系统性能函数的城市洪涝弹性评估方法。

图11 高度城镇化地区洪涝灾害动态评估与风险管理

（8）基于“三层风险”评估的干旱应对技术

从水资源系统的视角，提出了干旱及旱涝急转评价技术，剖析黄淮海地区干旱事件演变的驱动机理，揭示了干旱及旱涝急转对人工生态系统关键要素的胁迫机理，构建了基于“三层风险”评估的干旱应对技术，提出黄淮海地区各风险分区干旱应对方案。

图12 基于“三层风险”评估的干旱应对技术

（9）海绵城市系统规划设计技术与实施效果评估方法

基于城市水文水动力过程模拟，提出了年径流总量控制率分解方法，构建了基于”涝水、污水、用水”诊断的海绵城市系统规划设计技术，入选水利先进推广技术，在多个海绵城市项目中应用。

图13 海绵城市系统规划设计技术与实施效果评估方法

（10）城市智慧水务系统开发

开发典型城市智慧水务系统，研发城市水系统智慧调度平台，实现多要素监测、大数据分析、水文过程综合模拟、水系统智慧调度、应急会商指挥、综合信息发布等。构建了城区城市洪涝模型，推演了典型洪涝场景，分析了历史洪涝情景，提出的中心城“控水位、腾库容、错潮汐”防汛预案。成果获中国水利信息化技术论坛优秀论文一等奖。

图14 城市智慧水务系统开发

四、代表性著作、奖项

（一）代表性著作

[1]Jiahong Liu; WeiWei Shao; Chenyao Xiang; Chao Mei; Zejin Li; Uncertainties of urban flood modeling: Influence of parameters for different underlying surfaces， Environmental Research, 2020, 182: 108929

[2]Liu, Jiahong; Wang, Jia; Ding, Xiangyi; Shao, Weiwei; Mei, Chao; Li, Zejin; Wang, Kaibo;Assessing the mitigation of greenhouse gas emissions from a green infrastructure-based urban drainage system， Applied Energy, 2020, 278: 115686

[3]Xichao Gao, Ming Guo, Zhiyong Yang. Temperature dependence of extreme precipitation over mainland of China. Journal of Hydrology, 583(2020), 124595

[4]Weiwei Shao, Xin Su, Jie Lu, Jiahong Liu *, Zhiyong Yang, Chao Mei, Chuang Liu, Jiahui Lu. Urban Resilience of Shenzhen City under Climate Change. Atmosphere, 2021, 12: 537.

[5]Jia Wang, Jiahong Liu*, Hao Wang, Weiwei Shao, Chao Mei, Xiangyi Ding. Matching Analysis of Investment Structure And Urban Inundation Control Function of Sponge Cities in China. Journal of Cleaner Production, 2020, 266, 121850.

[6]刘家宏，丁相毅*, 邵薇薇，杨志勇，梅超. 不同水文年型海绵城市径流总量控制率特征研究，2019. 水利学报,50(9)：1072-1077.

图15 代表性著作

（二）代表性奖项

[1]国家科技进步奖一等奖

图16 流域水循环演变机理与水资源高效利用，2014年

[2]国家科技进步奖二等奖

图17 气候变化对区域水资源与旱涝的影响及风险应对关键技术，2018年

[3]大禹水利科技进步奖特等奖

图18 气候变化对旱涝灾害的影响及风险评估技术，2015年

[4]华夏建设科学技术奖一等奖

图19 城市群区域水循环解析与水资源安全诊断理论与技术，2025年

[5]福建省科学技术进步奖二等奖

图20海绵城市系统平衡理论与建设关键技术研究及示范，2019年

[6]新疆维吾尔自治区科学技术进步奖一等奖

图21 新疆适应气候变化的水资源利用技术集成与应用，2018年

 

 

 

 

[7]新疆生产建设兵团科学技术进步奖一等奖

图22 新疆内陆河中下游水生态安全关键技术研发与应用，2020年

五、科室负责人简介

杨志勇，正高级工程师，2008年毕业于清华大学水利工程专业，获工学博士学位，主要从事城市水文与水务工程、气候变化对水资源影响评估与预估、城市暴雨洪水模拟与应对、城市水源配置与供水安全保障等方面的研究与咨询工作。主持完成国家重点研发课题、国家973课题、国家科技支撑课题、自然科学基金项目等重大项目20余项；获国家科技进步二等奖1项，省部级特等/一等奖4项；发表论文60多篇，其中SCI/EI收录30多篇，合作出版专著8部。

六、科室成员简介

邵薇薇，研究方向为生态水文学与水资源管理。

丁相毅，研究方向为城市水文与水务工程、水资源高效利用。

翁白莎，研究方向为水循环模拟与调配、极端水文事件及其生态环境效应。

于赢东，研究方向为城市水循环模拟、气候变化和人类活动对水资源影响。

梅超，研究方向为城市水文学、城市洪涝数值模拟与智慧水利关键技术。

王佳，研究方向为城市水文效应、海绵城市和智慧水务。

高希超，研究方向为城市水文机理及模拟、高性能城市水文模型。

宋天旭，研究方向为城市洪涝模拟、极端洪涝巨灾风险分析。

 

七、招生信息

研究室长年招收水文学及水资源、城市水文与水务工程方向博士后、博士研究生、硕士研究生，有意者请将简历资料发送至各位老师。

博士生导师：

刘家宏，邮箱liujh@iwhr.com，

电话010-68785638

硕士生导师：

杨志勇，邮箱yangzy@iwhr.com，

电话010-68781178

邵薇薇，邮箱shaoww@iwhr.com，

电话010-68781936

丁相毅，邮箱dingxy@iwhr.com，

电话010-68781373

翁白莎，邮箱wengbs@iwhr.com，

电话010-68781373