探訪“最牛”的河海大學水利工程學科

時間：2009-02-12 10:52

來源：中國水網

2月11日的《金陵晚報》在“探訪南京最牛學科”系列報道中，以《河海大學牛學科----實驗室里造巨浪》為題，以半個版的篇幅介紹了河海大學的水利工程學科，全文如下：

眾所周知，中國的水資源總量較大而利用率較低。如何利用這筆大自然給與的財富？歷代中國人都在想辦法。

在南京有一所高校，被譽為中國水利專家的搖籃，這就是河海大學。在教育部學位中心的學科評比中，河海的水利工程專業名列全國第一，得分比第二名高出4分。昨天，學校有關老師向記者介紹了屬于這個學校的精彩。

設計“調壓井”為高壩支招

建國以來，我國修建了8.6萬座水壩。近年來，隨著“西部大開發”的步伐，建設了一系列堪稱“世界第一”的水電站：大渡河上游的雙江口水電站是世界最高土石壩、也是世界第一高壩；四川雅礱江的錦屏水電站是世界第一高拱壩；瀾滄江下游的糯扎渡水電站是世界第一高粘土心墻堆石壩；湖北清江的水布埡水電站是世界第一高面板堆石壩……

河海大學為這些世界級的大壩開展了基礎理論研究和科技攻關，其成果為大壩設計提供了重要的指導作用。

拿雙江口水電站舉例，壩高有322米，一旦打開水壩，奔涌的高速水流水頭足夠把墻壁打個大洞。大壩里一般設有多達十多個水輪機，但水輪機并不總是全部打開的，而是根據水流狀況和實際需要進行調節，在調節時，水流瞬間發生變化，對結構物產生很大壓力。

如何緩沖這股壓力？河海大學水利水電工程學院為此設計出了“調壓井” ，在結構物旁邊修建一個“井”狀通道，對水流產生緩沖作用。他們通過計算，設計出不同的 “調壓井”模型，應用于不同的水電站。對于“瞬變流”特別大的地段，還設計出“多級調壓井”，有效攻克了這一“世界難題”。

實驗室里模擬暴雨、海浪

說到實驗室，多數人的聯想就是小房間里擺放著各種精密儀器。但如果你走進河海大學的實驗室，這一印象將被徹底顛覆。

河海大學90 周年校慶前夕，國務院總理溫家寶來到該校，他站在面積達7000多平方米的試驗大廳中間，面對數百平方米的波浪池，不禁感嘆：“河海大，實驗室也大！”

在寸土寸金的南京，建立如此大面積的實驗室需要巨額資金投入，但這是必要的。學校介紹，建水壩是一項系統工程，河水流量、含沙程度、河道地形等許多因素需要綜合考慮。在實施工程前必須在實驗室里進行模擬。

眾所周知，天氣對河流的影響很大。一旦降雨，雨水會沖刷河流兩岸的坡面，土質不同，產生的水流與含沙量也不同。

但天氣情況是相當復雜的，護坡的“產流產沙”量如何估算呢？河海大學的“人工降雨實驗室”就幫了大忙。這個實驗室的屋頂布滿水管，水管上有許多大小不一的篩孔。根據需要，這個屋頂可以模擬強度不同的降雨，無論狂風暴雨還是綿綿細雨，都能方便地呈現。實驗人員只要按比例縮小，做出河道的模型，再經“ 雨水”沖刷，就能方便地獲得數據，供工程設計師參考。

類似的還有泥沙實驗室、航道實驗室、工程水動力實驗室等。實驗室用到的不少儀器都是世界最先進的，比如有的可以用激光測量水流速度，大大提高了實驗數據的科學價值。

每研究一個大型水電項目，河海的教授、研究生們都要在實驗室里進行各種模擬。通過實驗室檢驗的“產品”才能投放到實際工程中去。

給三峽大壩當醫生的院士

作為國家發改委批準建設的全國唯一的“水資源高效利用及工程安全國家工程研究中心”，河海大學當仁不讓地在“三峽工程”中發揮了重要作用。

畢業于該校、并長期在校任教的吳中如院士擔任了三峽工程的安全監測專家。為了確保工程萬無一失，三峽水壩建設時，周圍預埋了很多“傳感器”，這些儀器可以監測水底結構的溫度、變形情況、位置移動、承受的壓力等，從而預防大壩可能產生的破壞，防患于未然。“傳感器”埋在哪里非常重要，位置不對可能會對一些漏洞“視而不見”。這些都要靠專家的眼力、經驗以及系統論證。

吳中如院士舉例說，1959年12月，法國馬爾巴塞壩因為沒有配備足夠數量的觀測人員和儀器，對大壩安全監測工作掉以輕心，致使大壩在暴雨中潰決。潰堤后水庫內洪水洶涌而下，股寬1公里、深 7～15米的巨流以每小時70公里的速度直沖下游，壩下5公里處的費雷茄斯城在45分鐘之內變成了廢墟，8公里處一座兵營500名士兵全部遇難身亡。

吳院士還介紹了佛子嶺水庫應用“大壩安全綜合評價專家系統”取得的綜合效益。經過分析論證，佛子嶺汛期限制水位從113米提高到118米，每年增加蓄水量8000萬立方米，增加發電量300萬度，增產糧食 4000萬公斤，應用3年產生直接經濟效益1245萬元。近年來，吳中如院士的科研成果累計直接產生經濟效益達4億多元。

這里走出13位兩院院士

在學校工作或學習過的中國科學院、中國工程院院士有：全國政協原副主席茅以升、全國政協原副主席錢正英、“中國聯拱壩之父”汪胡楨、中國水利水電科學研究院副院長黃文熙、長江水利委員會技術委員會主任文伏波、中國水利水電科學研究院高級工程師汪聞韶、清華大學水電工程系教授沈珠江、長江三峽工程開發總公司原總經理陸佑楣、長江水利委員會總工程師鄭守仁、武漢大學水電學院教授茆智、河海大學原校長嚴愷及教授徐芝倫、吳中如等。

編輯：全新麗

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