作者:史俊庭 张爽 王尚 徐腾飞 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2015/12/25 9:23:50
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黄科院水力学所:奔跑在科技创新的快速路上

 

科学网郑州讯 (记者史俊庭 通讯员张爽 王尚 徐腾飞)新中国成立后,黄河治理开发与管理事业迎来了发展的春天。为满足治黄科研的现实需要,黄河水利科学研究院水力学研究所(以下简称水力学所)应运而生。这是一个底蕴深厚、成果丰硕的科研实验部门,是黄河水利科学研究院最早组建的研究所之一。

数十年来,经过几代人的不懈努力,水力学所勇于探索、不断开拓,形成了以工程水力学、环境与生态水力学、闸坝工程泥沙及水力学、城市水力学等研究领域为主要特色的研究所。

水力学所先后承担了各类科研项目数百项,对三门峡、龙羊峡、黄河三盛公、小浪底、西霞院等大型水利枢纽,以及新疆头屯河溢洪道、阿克苏河西大桥引水枢纽、塔里木引水枢纽等工程和厄瓜多尔CCS水电站、赤道几内亚吉布洛水电站、非洲尚嘎尼等国际水利工程中存在的水力学问题进行了深入研究,解决了大量技术难题,多项研究成果已在工程实际应用中发挥了重要作用。

近几年,伴随着国家科技改革发展的东风,水力学所抓住机遇,迎势而上,不断寻求创新突破,加强了基础项目的立项和基础研究工作, 获批国家自然基金重点项目1项,国家自然基金面上项目1项,国家自然基金青年基金4项,科技部留学人员科技资助优秀类项目1项,水利部公益性行业专项4项,“948计划”项目1项。同时还成功申请水利部、黄委重点项目多项。建所以来,完成数百篇研究成果报告,共有110多篇科学论文发表在国内外一级学报(刊)及国内外重要学术会议上,被EI检索收录10多篇。共有2项成果获得国家科技进步奖和科技发明奖;15项成果获得省、部级科技进步奖。获国家发明专利8项、国家实用新型专利9项、国家软件注册权1项。专著9部。

水力学所研究团队扎根治黄科研一线,凝心聚力,奋发进取,团队成员先后获得“河南省新长征突击手”、“黄委第四届优秀青年科技工作者”、“河南省学术技术带头人”(555人才工程)、“河南青年五四奖章”、“河南省优秀青年科技奖”、“水利部5151人才工程部级人选”等荣誉称号。

水工模型试验研究进军国际市场

多年来,水力学所埋头苦干、精益求精, 在小浪底、西霞院、黄藏寺水利枢纽和云南李仙江干流石门坎水电站等数百项水工模型试验研究中一显身手,为我国水利工程建设做出了重要贡献。

近几年,随着国际技术合作的不断加深和黄科院水工实验水平的日臻成熟,水力学所积极开拓、谋求发展,在国际水利工程试验研究领域开辟了一片新天地。先后完成了非洲尚嘎尼水利工程、赤道几内亚吉布洛水电站、厄瓜多尔CCS水电站等多项国际项目的试验与研究,不仅为各项工程设计、施工提供了大量科学依据,而且研究成果得到了国际专家的高度赞赏,为黄科院水力学水工试验研究进军国际市场迈出了坚实的一步。

厄瓜多尔CCS水电站是厄瓜多尔最重要的基础设施工程,该工程由于电站枢纽系统结构复杂,不仅涉及水力学问题,还有泥沙问题。

一向以严谨著称的国外专家在进行该项目技术检验时,给予了高度评价。当国外专家在节假日要求放水查看试验情况,要求提供多密度试验数据时,水力学所积极配合,按照讨论意见,完善试验方案。该所的科研态度和技术水平为其在国际舞台上赢得了肯定。时隔3年后,凭借厄瓜多尔CCS水电站水工试验的良好口碑,意大利籍咨询专家主动与水力学所联系,表达了继续合作的意向,目前正在进行项目沟通。

泥沙处理技术研究的跨越

黄河的最大症结在于泥沙,围绕解决泥沙之患,水力学所在泥沙处理技术研究方面投入大量的时间和精力。

针对黄河中下游重要河段泥沙淤积问题,水力学所完成了黄河小北干流放淤试验和温孟滩粗泥沙处理研究等多项课题,这些成果对黄河中游河道淤积和下游滩区放淤规划设计产生了重要影响。

目前,黄河支流多沙区的水库库容淤积损失严重,这些水库主要功能为蓄水灌溉。为继续发挥水库的作用,不得不加高大坝,从而走入“淤积—加高大坝—再淤积—再加高大坝”的恶性循环中。

科研的目的是为了解决生产中的难题。水力学所着手研究的“应用自吸式管道排沙方式进行水库清淤”技术,是一种省水、高效、廉价的库容恢复措施,适合在水库库容恢复工程中推广应用。

目前,在西北地区的甘肃、内蒙古及新疆等省(区)有很多中小型水库,泥沙淤积非常严重,他们以前的清淤方式一般采用先放空水库,再机械清淤,不仅费用高、耗时长,而且白白浪费几千万立方米的水,制约了水资源严重短缺的西北地区的发展。

立足当前需要,水力学所开展了“中小型水库淤积库容高效修复技术”研究,采用自吸式管道排沙方法,充分利用水库自然水头的能量,清除水库中淤积的泥沙,恢复水库原有库容,取得了极大成功。

为确保实际效果,水力学所正在对新疆和内蒙古两个典型水库的自吸式管道排沙方案开展研究。一旦实施运用,将产生较大的经济效益和社会效益,也预示着水力学所泥沙处理技术研究的良好发展前景。

开辟水力学研究新领域

新时期的水力学所,与时俱进,密切关注学科发展,把握行业需求,在环境水力学和城市水力学研究方面迈出新步伐。

环境水力学是研究污染物在水体中混合输移规律及其应用的学科。随着我国现代化建设的大力推进,水生态和水环境压力趋增,尤其是黄河流域水污染依然相当严重,因水质恶化而造成的事故时有发生。

水力学所借助传统水力学的优势,积极介入,在分析环境水力学研究现状的同时,立足黄河实际情况,初步确定了今后的两个研究方向:“挟沙水流污染物实体模型模拟技术”和“挟沙水流污染物演化数值模拟预警预报”,为黄河水污染治理做出贡献。

万事开头难。水力学所承担了黄科院科技发展基金资助的“环境水力学研究及存在问题分析”项目,对环境水力学涉及的内容、研究方法、手段及环境水力学在社会实践中的应用等方面进行整体、系统、全面地分析总结,由此,环境水力学学科发展迈出了坚实的一步。

城市水力学是一门新兴学科,主要研究城市发展中的水力学问题,如城市排水系统的设计技术等。

目前,我国一些处于江河湖海之滨的城市防洪排涝设施建设相对滞后,防洪工程建设必将提出诸多更新、更复杂的水力学技术问题,这为水力学所业务拓展提供了动力与需求。目前,水力学所已完成了黄科院发展基金项目“环境水力学研究及存在问题分析”,正在开展的“水动力作用下悬沙对磷吸附规律及其沉降反馈影响机制”等3个国家自然基金青年基金项目,以及院所长基金项目“城市排水渠管网系统水动力学机理及模拟技术研究”也取得了阶段性成果。

一路风雨,一路高歌,水力学所承载治水梦想,传承水利精神,正在科研发展的道路上奋勇向前,不断攀登新的高峰。

 
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