1.5 主要研究成果
1.5.1 主要研究成果
通过以上研究，可在理论、方法、示范和结论四个层面得到一系列成果，概括为“一个理论体系框架，两类模型示范，三类计算模型，四类评价结论”。
在理论层面提出了由水循环调控技术、水质调控技术和生态系统评估技术三大部分组成的调水对受水区生态环境影响评估技术体系框架。
在方法层面通过节水合理性分析、地下水调控与区域生态环境修复关系分析、生态-水文响应分析，研究建立了以下三类八项生态—水文响应分析计算模型：
（1）天津、邯郸、淮安三个典型城市的节水模型。
（2）海河流域外调水—当地水联合调配模型，海河流域平原区地下水模型和邯郸地区分布式流域水循环模型。
（3）南庆沱水库、北大港水库三维水动力水质耦合数学模型，北大港湿地的生态水文模型，玉符河生态水文模型，漳卫新河河口近岸海域生态水文模型（水动力模型）。
在示范层面从物理模型和计算机实体仿真两方面提出对调水工程直接生态效应的有效分析模式，一是开展湿地水文效应与调控技术原型示范，二是利用虚拟GIS技术进行典型地段生态景观效应数字模型示范。
在实践层面研究提出有助于生态环境恢复的“南水北调工程受水区农业资源性节水模式”、“受水区城市节水的激励机制及管理模式”、“受水区地下水调控与生态环境修复合理配置模式”和“南水北调工程生态恢复技术模式”等。应用研究的评估技术方法，首次提出了南水北调东、中线一期工程对受水区生态环境影响的定量评估系列结果。
课题总报告：东、中线一期工程沿线区域生态影响评估技术研究：
（1）调水对区域生态效应评估的技术理论框架。
（2）城市节水模型研究。
（3）外调水—当地水联合调配模型研究。
（4）生态—水文模型研究。
（5）受水区人工湿地调控技术及其效应示范研究。
（6）典型地区生态影响及景观建构仿真示范研究。
（7）受水区农业资源性节水模式研究。
（8）受水区节水型城市建设的激励机制及管理模式研究。
（9）受水区地下水调控与生态环境修复合理配置模式研究。
（10）受水区生态恢复技术模式研究。
（11）一期工程对受水区生态环境影响效益评估研究。
1.5.2 突破性成果
（1）系统建立了调水、节水、治污、控制地下水超采和受水区用水新秩序等对生态影响的综合评估技术，包括水量调控技术、水质调控技术、工程生态景观构建技术、水文与生态相互关系搭建技术和生态效益评估技术。首次评价并提出了东、中线一期工程通水后受水区水量（2015年和2020年城市可退出的当地水源供水量、新增废污水排放量、处理量与回用量、地下水压采量等）综合置换效应及对海河流域受水区生态环境影响（地下水位、主要控制断面下泄量、入海水量及河口适宜生境面积变化等）的定量评价成果。
（2）在调查研究6个典型县农业用水与节水状况基础上，进行工程、农艺、管理三大措施配套，分析农业资源性节水措施的经济性和可行性，南水北调工程为农业供水与农业节水的经济合理性以及农业资源性节水对生态环境的影响。将海河流域划分为7个节水分区，分别设置主要作物产量和ET控制目标、水利用系数指标，根据各分区特点设置农业节水措施的不同组合，研究并提出了受水区分区农业资源性节水模式。在资源性节水模式下，单方节水成本约为调水成本的43%～75%（但河南引黄灌区的节水成本显著高于调水成本，黑龙港运东平原略低于调水成本）。
（3）在建立受水区38个城市供水、用水与社会经济数据库基础上，择定天津、邯郸、淮安三个典型城市建立并运用城市节水SD模型，定量研究了产业结构调整、提高水价、降低用水定额和非常规水源利用等4种调控方式的节水量与节水效益；研究提出了经济社会发展与水资源利用的驱动—响应分析以及不同类型城市的节水水平和效益分析评价技术，提出了受水区城市节水的激励机制和管理模式。
（4）建立了海河流域受水区水资源合理配置模型和Modflow地下水模拟模型，实现了不同规划水平年水资源合理配置到分布式地下水模型过程式仿真计算；采用外调水与当地水补偿式联合配置方法，提出了基于受水区地下水调控与生态环境修复的水资源合理配置模式，首次提出了一期工程对海河流域生态环境影响的定量成果。在水资源合理配置模式下，与基准年相比，2020水平年海河流域受水区可新增供水量85亿m3，其中一期工程引江水量约占82%；通过水量置换可增加地表水量约12.2亿m3（其中入海水量5.1亿m3），可压减地下水开采量41.0亿m3（其中城镇约占59%，农村约占41%）。与2005年末相比，大部分地区的地下水位仍将下降，至2020年保定、宁隆柏两个区域性浅层漏斗中心水位下降约15m；冀枣衡深层漏斗中心水位将下降约5m，天津深层漏斗中心水头将抬升约14m。
（5）围绕人工湿地公园的水力环境、底质、植物和微生物四大环境要素，进行了人工湿地公园构建技术的试验和示范研究，提出了人工湿地公园构建的关键技术，包括增加厌氧过程的创新技术（利用微生物增强技术研制了微生物复合菌球及以此为材料设计生态坝）、水动力水环境模拟技术、人工湿地植物配置技术（包括深水区漂浮植物浮岛），在人工湿地公园示范技术集成方面具有创新性。
（6）提出了基于水动力模型、水文指标和生物完整性的河流生态水文模型结构，并建立了适用于南水北调受水区小河流的生态水文模型；建立了北大港水库（湿地）三维水动力水质耦合数学模型，浮游生物与盐度的相关关系，以及植被与地下水盐要素的响应关系，以水库与周边沼泽的水文联系初步搭建整个湿地的生态水文关系；基于ECOMSED模型，以产卵育幼的临界盐度为约束，建立了漳卫新河河口与近岸海域的生态水文模型，在水库底泥污染物释放模拟以及生态水文模型构建方面具有创新性。
（7）利用虚拟GIS技术展示中线邯郸段区域地理特征、自然生态环境、历史人文景观、城市建设状态等，开展了景观、生态环境仿真系统的设计与开发，构建了中线一期工程邯郸段区域复合生态廊道三维模型，在结合调水工程研究复合生态廊道及其生态效应的三维可视化展示技术方面具有创新性。
（8）提出了南水北调东、中线一期工程地表生态系统中人工水土保持林、城市绿地、湿地、河流等，地下生态系统中控制地下水位漏斗和地面沉降等受水区生态环境效益评估方法，并首次提出了定量评估结果。