探访“最牛”的河海大学水利工程学科

时间：2009-02-12 10:52

来源：中国水网

2月11日的《金陵晚报》在“探访南京最牛学科”系列报道中，以《河海大学牛学科----实验室里造巨浪》为题，以半个版的篇幅介绍了河海大学的水利工程学科，全文如下：

众所周知，中国的水资源总量较大而利用率较低。如何利用这笔大自然给与的财富？历代中国人都在想办法。

在南京有一所高校，被誉为中国水利专家的摇篮，这就是河海大学。在教育部学位中心的学科评比中，河海的水利工程专业名列全国第一，得分比第二名高出4分。昨天，学校有关老师向记者介绍了属于这个学校的精彩。

设计“调压井”为高坝支招

建国以来，我国修建了8.6万座水坝。近年来，随着“西部大开发”的步伐，建设了一系列堪称“世界第一”的水电站：大渡河上游的双江口水电站是世界最高土石坝、也是世界第一高坝；四川雅砻江的锦屏水电站是世界第一高拱坝；澜沧江下游的糯扎渡水电站是世界第一高粘土心墙堆石坝；湖北清江的水布垭水电站是世界第一高面板堆石坝……

河海大学为这些世界级的大坝开展了基础理论研究和科技攻关，其成果为大坝设计提供了重要的指导作用。

拿双江口水电站举例，坝高有322米，一旦打开水坝，奔涌的高速水流水头足够把墙壁打个大洞。大坝里一般设有多达十多个水轮机，但水轮机并不总是全部打开的，而是根据水流状况和实际需要进行调节，在调节时，水流瞬间发生变化，对结构物产生很大压力。

如何缓冲这股压力？河海大学水利水电工程学院为此设计出了“调压井” ，在结构物旁边修建一个“井”状通道，对水流产生缓冲作用。他们通过计算，设计出不同的 “调压井”模型，应用于不同的水电站。对于“瞬变流”特别大的地段，还设计出“多级调压井”，有效攻克了这一“世界难题”。

实验室里模拟暴雨、海浪

说到实验室，多数人的联想就是小房间里摆放着各种精密仪器。但如果你走进河海大学的实验室，这一印象将被彻底颠覆。

河海大学90 周年校庆前夕，国务院总理温家宝来到该校，他站在面积达7000多平方米的试验大厅中间，面对数百平方米的波浪池，不禁感叹：“河海大，实验室也大！”

在寸土寸金的南京，建立如此大面积的实验室需要巨额资金投入，但这是必要的。学校介绍，建水坝是一项系统工程，河水流量、含沙程度、河道地形等许多因素需要综合考虑。在实施工程前必须在实验室里进行模拟。

众所周知，天气对河流的影响很大。一旦降雨，雨水会冲刷河流两岸的坡面，土质不同，产生的水流与含沙量也不同。

但天气情况是相当复杂的，护坡的“产流产沙”量如何估算呢？河海大学的“人工降雨实验室”就帮了大忙。这个实验室的屋顶布满水管，水管上有许多大小不一的筛孔。根据需要，这个屋顶可以模拟强度不同的降雨，无论狂风暴雨还是绵绵细雨，都能方便地呈现。实验人员只要按比例缩小，做出河道的模型，再经“ 雨水”冲刷，就能方便地获得数据，供工程设计师参考。

类似的还有泥沙实验室、航道实验室、工程水动力实验室等。实验室用到的不少仪器都是世界最先进的，比如有的可以用激光测量水流速度，大大提高了实验数据的科学价值。

每研究一个大型水电项目，河海的教授、研究生们都要在实验室里进行各种模拟。通过实验室检验的“产品”才能投放到实际工程中去。

给三峡大坝当医生的院士

作为国家发改委批准建设的全国唯一的“水资源高效利用及工程安全国家工程研究中心”，河海大学当仁不让地在“三峡工程”中发挥了重要作用。

毕业于该校、并长期在校任教的吴中如院士担任了三峡工程的安全监测专家。为了确保工程万无一失，三峡水坝建设时，周围预埋了很多“传感器”，这些仪器可以监测水底结构的温度、变形情况、位置移动、承受的压力等，从而预防大坝可能产生的破坏，防患于未然。“传感器”埋在哪里非常重要，位置不对可能会对一些漏洞“视而不见”。这些都要靠专家的眼力、经验以及系统论证。

吴中如院士举例说，1959年12月，法国马尔巴塞坝因为没有配备足够数量的观测人员和仪器，对大坝安全监测工作掉以轻心，致使大坝在暴雨中溃决。溃堤后水库内洪水汹涌而下，股宽1公里、深 7～15米的巨流以每小时70公里的速度直冲下游，坝下5公里处的费雷茄斯城在45分钟之内变成了废墟，8公里处一座兵营500名士兵全部遇难身亡。

吴院士还介绍了佛子岭水库应用“大坝安全综合评价专家系统”取得的综合效益。经过分析论证，佛子岭汛期限制水位从113米提高到118米，每年增加蓄水量8000万立方米，增加发电量300万度，增产粮食 4000万公斤，应用3年产生直接经济效益1245万元。近年来，吴中如院士的科研成果累计直接产生经济效益达4亿多元。

这里走出13位两院院士

在学校工作或学习过的中国科学院、中国工程院院士有：全国政协原副主席茅以升、全国政协原副主席钱正英、“中国联拱坝之父”汪胡桢、中国水利水电科学研究院副院长黄文熙、长江水利委员会技术委员会主任文伏波、中国水利水电科学研究院高级工程师汪闻韶、清华大学水电工程系教授沈珠江、长江三峡工程开发总公司原总经理陆佑楣、长江水利委员会总工程师郑守仁、武汉大学水电学院教授茆智、河海大学原校长严恺及教授徐芝伦、吴中如等。

编辑：全新丽