淺談為長江水利事業(yè)提供強大科技支撐論文

　　水利部長江委員會長江科學院(以下簡稱“長科院”)始建于1951年10月。伴隨新中國發(fā)展、改革的前進步伐，在治水治江事業(yè)的偉大進程中，歷經(jīng)創(chuàng)業(yè)壯大、穩(wěn)定發(fā)展、改革轉型等歷史階段，從無到有、從小到大、從弱到強，走過了非凡的60個春秋。

　　自建院以來，長科院立足長江治理、開發(fā)與保護，面向國家水利水電和國民經(jīng)濟建設相關領域，廣泛參與了葛洲壩、三峽、南水北調(diào)等大中型水利水電工程建設和長江防洪減災、河道治理、流域生態(tài)環(huán)境保護以及流域管理的研究工作。幾代長科院人艱苦創(chuàng)業(yè)，開拓進取，學科專業(yè)不斷拓展，人才隊伍不斷壯大，研究解決水利水電工程重大技術問題的能力不斷提升，治水治江科技支撐能力不斷增強，為長江水利事業(yè)做出了重要貢獻，已逐步發(fā)展成為綜合實力雄厚、長江特色鮮明的國家社會公益類非營利性水利水電科研機構。

　　60年來，長科院在基礎與研究等方面，取得了一大批具有國內(nèi)領先、國際先進(或部分國際先進)的科技創(chuàng)新成果。完成8000余份科研報告，榮獲400余項國家和省部級科技獎勵，獲50余項國家發(fā)明和實用新型專利，主編或參編行業(yè)技術標準和規(guī)程規(guī)范30余部，出版專著百余部。分獲全國“五一”勞動獎狀，和全國水利科技工作先進集體稱號。

　　一、成就中國水利科技事業(yè)輝煌歷史

　　長科院作為長江水利委員會的主體科研單位，是治江事業(yè)不可或缺的科技支撐力量，一直致力于長江治理、開發(fā)與保護，取得了豐碩的科技創(chuàng)新成果。

　　1.防洪減災

　　長科院圍繞以防洪為主的“治江三階段”戰(zhàn)略計劃，始終把長江中下游的防洪減災研究作為首要任務。20世紀50年代初完成了荊江分洪工程整體布置，北閘(分洪閘)、南閘(節(jié)制水閘)斷面模型，以及虎渡河太平口攔河壩拆除等多個模型試驗研究;為荊江分洪選定閘址，確定總體布置及各閘具體設計、施工提供了可靠的科學依據(jù);為新中國快速建成長江第一座大型分蓄洪工程做出了重要貢獻。荊江分洪閘建成不久，即在1954年長江特大洪水時3次開啟分洪，為降低荊江水位、保衛(wèi)大武漢發(fā)揮了關鍵作用。此后進行了漢江杜家臺分洪閘有關的試驗研究，解決了總體布置、閘前防護和閘下三級消能形式等問題。該閘于1956年建成，分洪運用20多次，經(jīng)受了如1983年幾次超標準的分洪運行考驗。

　　1998年長江大洪水過后，長科院將所研究的防洪電子預警系統(tǒng)、細水泥灌漿加固、鉆孔壓漿法深部強透水層防滲加固處理和排水減壓，以及土工合成材料(復合土工布、柔性材料)等新技術、新材料應用于長江抗洪搶險和干堤加固。2008年“5·12”汶川地震發(fā)生后，長科院作為后方技術支持單位舉全院之力，緊急開展唐家山堰塞湖潰壩洪水演進分析、滑坡及堰塞湖形成機理與壩體穩(wěn)定性分析，災區(qū)土石壩震害機理分析和安全評估等研究工作，第一時間快速及時為前方制定唐家山堰塞湖應急疏通工程提供了技術支撐。

　　2005年12月，長江防洪模型正式投入使用，對三峽工程建成后長江中下游水沙特性、河床河勢演變、江湖關系調(diào)整、洪水演進規(guī)律等問題的研究已取得積極進展。

　　2.河道治理

　　長期以來，長科院對蜿蜒性河道水流泥沙運動、河床演變和河型成因，進行了廣泛深入的研究。承擔了長江下荊江系統(tǒng)裁彎和界牌、南京、馬鞍山、江陰、九江、鎮(zhèn)揚、銅陵等重點河段的整治模型試驗研究及工程治理設計等，在水深達60m的鎮(zhèn)揚河段和暢洲左汊用土工布砂枕袋筑起了一道最大壩高近40m的水下潛壩，有效地遏制了和暢洲左汊分流急劇擴大的趨勢;中游界牌河段防洪與航運綜合整治工程的實施，較好地解決了該河段防洪和航運之間的矛盾;荊江河勢控制與應急工程的實施有效阻止了守護段岸線的崩退，河勢得到初步控制，為暢通長江航運、建設港口碼頭、兩岸城市規(guī)劃建設等事關國民經(jīng)濟發(fā)展的重大問題和保障長江兩岸干堤安全做出了卓越貢獻。

　　長科院采用泥沙數(shù)學模型和動床變態(tài)河工實體模型，系統(tǒng)分析了1966到1994年宜昌至城陵磯河段水沙條件及河床演變，深入研究了下荊江裁彎和葛洲壩工程對荊江河床沖刷及洪、枯水期水位變化的影響;對宜昌至大通河段的地質(zhì)地貌、河床組成進行了新的調(diào)查觀測;對宜昌至大通1100km河段進行長時段河道的沖淤計算;對三峽建壩后沙市和郝穴重點險工河段的河床沖淤過程進行了計算分析;利用動床變態(tài)實體模型，研究三峽建壩后楊家腦至新廠河段的沖淤變化，研究成果均達到國際先進水平。

　　初步研究了三峽、南水北調(diào)工程實施后對長江口來水來沙及河床沖淤、鹽水入侵、水生物生存環(huán)境的疊加累積影響，并對長江口地區(qū)生態(tài)環(huán)境的演變趨勢進行了分析研究，為長江口綜合整治開發(fā)提供了科學依據(jù)。

　　3.生態(tài)環(huán)境保護

　　為貫徹以“維護健康長江，促進人水和諧”為基本宗旨的治江新理念，長科院專門成立健康長江課題組，針對健康長江評價的有關科學和基礎問題，開展了“長江流域水資源評價指標體系研究”“濕地保留率指標研究”等一系列研究工作�？紤]長江水循環(huán)特點和水資源開發(fā)利用現(xiàn)狀，以河流生態(tài)與環(huán)境自然評價指標為重點，初步建立了健康長江評價指標體系。在水資源、水環(huán)境和水生態(tài)評價指標基礎上，進行流域水資源系統(tǒng)可持續(xù)標準理論研究，初步提出河流健康及管理水平指標系統(tǒng)的量化和監(jiān)測方法，制定統(tǒng)一的、不同尺度的、有長江特色的健康長江評價方法與標準。

　　長科院在水土流失監(jiān)測與治理技術方面，自主研發(fā)了國內(nèi)首臺可移動水土流失實驗室，變固定的野外徑流小區(qū)坡面侵蝕觀測為車載流動實驗，可隨時對不同土壤、不同坡度進行人工降雨模擬實驗，縮短了水土流失監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取周期，是長江流域乃至全國人為水土流失監(jiān)測水平的一次飛躍。負責設計的長江上游水土保持重點防治區(qū)滑坡泥石流預警系統(tǒng)建設項目的實施，將極大地保障受滑坡泥石流威脅的人民生命財產(chǎn)安全。

　　4.流域規(guī)劃與水行政綜合管理

　　60年來，長科院承擔了多個流域規(guī)劃編制及其相關研究工作，全面參與了《長江流域綜合規(guī)劃修編》。早在20世紀60年代，就完成了《長江中下游干流河道整治規(guī)劃要點報告》和《大通至鎮(zhèn)揚河段河勢控制規(guī)劃報告》。為鞏固下荊江裁彎工程效果，1983年完成了《下荊江河勢控制規(guī)劃》;為適應長江中下游干流河道的治理與岸線開發(fā)利用，1992年開始河道治理規(guī)劃工作，1997年編制完成《長江中下游干流河道治理規(guī)劃》，2002年完成了《長江中下游干流河道采砂規(guī)劃》;為促進長江口地區(qū)社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，2002年開展長江口綜合整治開發(fā)規(guī)劃，于2004年編制完成《長江口綜合整治開發(fā)規(guī)劃報告》;為了配合長江流域綜合規(guī)劃的開展，于2006年編制完成《長江流域蓄滯洪區(qū)水土保持生態(tài)保護規(guī)劃》等水土保持專項規(guī)劃及專題的研究，2008年完成了《赤水河流域水土保持規(guī)劃》。

　　近年來，長科院為流域水行政管理開發(fā)建設的多個先進、實用、高效的'監(jiān)控與管理系統(tǒng)，極大地提高了流域綜合管理能力和公共服務水平。如“長江河道采砂管理遠程可視化實時監(jiān)控系統(tǒng)”綜合運用海事雷達、GPS定位、無線視頻等先進技術和手段，實現(xiàn)了對重點省際邊界重點河段采砂的遠程可視化實時監(jiān)控，具有示范作用和推廣價值�！伴L江大型取水動態(tài)計量監(jiān)控系統(tǒng)”和“取水許可管理信息系統(tǒng)”以取水基礎數(shù)據(jù)庫為平臺，以取水信息管理與應用為核心，通過對長江流域大型取水戶的取水量和取水時段的實時監(jiān)控，實現(xiàn)了長江流域取水信息的采集、傳輸、存儲、實時發(fā)布、交互式查詢和決策建議等多種支持功能，可為各級水資源管理人員提供支持服務。

　　5.水利水電工程關鍵技術

　　長科院在先后參與的丹江口、萬安、葛洲壩、隔河巖、三峽、南水北調(diào)、天生橋、水布埡、構皮灘、彭水、小灣、龍灘、向家壩、烏東德、溪洛渡、白鶴灘等近200個大中型水利水電工程建設中，緊密配合工程的規(guī)劃、勘測、設計、施工與運行，充分發(fā)揮多專業(yè)綜合性整體科研優(yōu)勢，為解決復雜的工程技術問題、優(yōu)化設計方案、提高工程效益，付出了大量心血，多項研究成果獲國家特等獎，國家一、二等獎以及省部級特等獎。以下著重介紹3個具有特別意義的代表性工程實例。

　　葛洲壩

　　葛洲壩工程是在長江干流上興建的第一座大型水利樞紐工程，1970年開工，遇到了許多復雜、尚無先例的技術難題。為解決令許多人擔憂的泥沙淤積問題而開展的河流泥沙模型試驗，論證了“靜水通航，動水沖沙”方案的科學性。為了研究二江泄水閘巖基穩(wěn)定問題，1978年自主設計了國內(nèi)第一個地質(zhì)力學模型。根據(jù)彎道水流泥沙運動規(guī)律和“正面引水、側面排沙”的經(jīng)驗，通過調(diào)查和大量泥沙實體模型試驗，驗證了設計提出的“取消大江電廠右側5孔泄水閘，增加4臺發(fā)電機組”的方案，從而減少了工程投資，增加了50萬kW的發(fā)電效益。為了研究通航問題，長科院研制了國內(nèi)第一套無線電遙控船模，填補了水工模型試驗技術上的空白。

　　三峽工程

　　三峽工程是治理開發(fā)長江的戰(zhàn)略性骨干工程，長科院作為該工程主要科研單位，1982年以前圍繞高壩中用及低壩建設等方案反復開展了研究和論證。此后，又為配合150m水位方案初步設計開展了重點河段的原型觀測資料分析、實體模型試驗和數(shù)學模型的計算分析等研究，分階段提出了科研成果。1985年以后，全面參與了三峽重大專題、“七五”至“九五”國家科技攻關、國家自然科學基金重大項目的研究工作，取得了系統(tǒng)的科學參數(shù)和論據(jù)，為順利完成論證和編制新的175m蓄水位方案可行性報告、單項技術設計等提供了可靠的科學依據(jù)，涉及水力學、河流泥沙、水工材料、水工結構、土工、巖基、爆破與振動、安全監(jiān)測等專業(yè)領域。

　　特別是在三峽大江截流水力學研究中，提出了截流過程中不同流量、各種進占口門寬度的截流落差、最大流速、水深等重要參數(shù)，解決了因大流量、大水深、低流速所遇到的堤頭坍塌等技術難題，促進了截流水力學理論的發(fā)展和施工、試驗技術的提高，截流過程中，還做了1/100和1/50模型適時試驗，保證了截流順利實施。1999年獲國家科技進步一等獎。在巨大施工通航流量(40000m3/s)和極復雜通航水流條件下，成功地解決了彎道上明渠施工通航的關鍵技術問題。通過物理模型試驗與數(shù)值模型計算分析相結合、理論分析及水文跟蹤觀測、精確預報相統(tǒng)一，以及采用數(shù)字仿真技術與多因素風險分析等高新技術手段，解決了明渠截流的一系列關鍵技術問題，保證了明渠高質(zhì)量提前截流，取得了巨大的經(jīng)濟效益。在三峽工程碾壓混凝土三期圍堰爆破拆除中，長科院創(chuàng)造性地提出了“建拆結合、預置藥室、定向傾倒”爆破方案，2006年6月6日成功實施圍堰爆破拆除，推動了我國水下爆破理論與技術的發(fā)展，被稱為“天下第一爆”，成為我國工程爆破技術達到國際領先水平的重要標志，獲2008年度國家科技進步二等獎。

　　南水北調(diào)工程

　　南水北調(diào)工程是當今世界上最大的遠距離、跨流域、跨省市調(diào)水工程。自20世紀50年代起，長科院就開始進行了南水北調(diào)中線工程的科學研究工作。1994年以來配合工程的規(guī)劃和可行性研究、丹江口大壩加高以及穿黃工程專項初步設計，開展了大量的科研工作。采用實測水文泥沙資料，對不同正常蓄水位方案進行了水庫泥沙淤積計算。采用長渠道一維非恒定流水—冰水力學數(shù)學模型，模擬總干渠在不同氣象和輸水條件下沿程的水溫、流冰過程，分析了總干渠可能出現(xiàn)的冰情，并提出了冰期輸水調(diào)度模式。通過水工模型試驗研究了總干渠渠道倒虹吸進口流態(tài)及水頭損失等水力學問題，提出了穿黃工程隧洞和渡槽方案的線路及河道縮窄寬度的建議。分析了調(diào)水對漢江中下游河勢、防洪、航運、水資源與水環(huán)境，以及對長江口水沙及生物生境的影響并提出了相應對策。對水源區(qū)開展了水資源供需風險分析，編制了一期工程京石段供水調(diào)度應急預案。進行了穿黃隧洞襯砌1∶1仿真模型試驗，得到了內(nèi)外襯結構的變形和應力節(jié)點剛度、接頭端面相對位移、接頭附近的破壞機理、管片接頭的承載力等。采用考慮接觸非線性的三維有限元法，分析了穿黃隧洞預應力襯砌結構的應力、內(nèi)力、變形分布以及外層管片間接縫接觸變形規(guī)律。通過抗震分析提出了渡槽的優(yōu)化結構和相應的減震方案。依托河南南陽、新鄉(xiāng)潞王墳膨脹巖(土)兩個試驗段工程，通過現(xiàn)場和室內(nèi)試驗及數(shù)值模擬研究，基本掌握了膨脹巖(土)渠坡的破壞機理和破壞模式，對比分析了各種處理方案的技術可靠性和工程造價，明確了不同處理措施的現(xiàn)場施工工藝，為中線工程膨脹巖(土)渠段的設計、施工提供了科學依據(jù)。

　　二、開創(chuàng)長江水利科技事業(yè)光明未來

　　展望未來，治江科技事業(yè)任重道遠。隨著三峽工程勝利建成，并充分發(fā)揮效益，治江已進入新的階段，長江水利事業(yè)進入了新的發(fā)展時期。我們要緊緊圍繞新時期治江發(fā)展戰(zhàn)略目標要求，突出長江特色，創(chuàng)新和諧發(fā)展，加速建設一流水利科研強院，為新時期治江事業(yè)提供科技支持。

　　1.新形勢、新任務

　　未來10到20年，是我國經(jīng)濟社會發(fā)展和科技發(fā)展的快速發(fā)展期和重要機遇期，但仍然面臨著人口、資源、環(huán)境和社會協(xié)調(diào)發(fā)展的巨大壓力。我國水利基礎薄弱，干旱缺水、洪澇災害、水污染和水土流失問題依然十分突出。受全球氣候變化和人類活動影響，極端氣候條件及洪旱災害出現(xiàn)的頻率增加。長江流域開發(fā)利用、保護和管理也面臨一系列新的問題和挑戰(zhàn)。隨著流域經(jīng)濟社會持續(xù)發(fā)展對長江流域水資源開發(fā)利用需求的不斷增加，對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量要求也日益提高。水利工程建設面臨著移民增多，河流水文和地貌變化，生物多樣性退化，地質(zhì)災害和水土流失增加，流域社會和生態(tài)環(huán)境問題日益突出，流域已建、在建的一系列重水利水電工程，在發(fā)揮各自效益的同時也對長江流域水系生態(tài)與環(huán)境等多方面有長期影響。長江巨大洪水來量與中下游河道泄洪能力不足的矛盾依然存在，山洪和洪澇災害仍然威脅著人民群眾的生命財產(chǎn)安全。由于蓄水工程缺乏和灌區(qū)配套建設落后，流域內(nèi)干旱缺水問題依然嚴重;長期粗放型的經(jīng)濟增長方式，導致長江流域湖泊面積減少，天然濕地萎縮，主要湖泊及部分支流水質(zhì)污染嚴重，水質(zhì)性缺水日益突出。同時，我國正面臨著包括水利建設在內(nèi)的國家重大工程建設進入了新一輪的高潮期。金沙江、雅礱江、大渡河、瀾滄江、怒江等流域大多數(shù)大型水電工程正在緊鑼密鼓開展前期工作，有的正在開工建設。工程建設的巨型化、系統(tǒng)化、建設環(huán)境條件的復雜化、建設節(jié)奏的快速化，對工程耐久性、節(jié)能和環(huán)保要求越來越高。

　　2006年，長江委提出了“健康長江”的治江新理念，要求在推進長江治理和開發(fā)利用中，應以“維護健康長江、促進人水和諧”為基本宗旨，按照“在保護中開發(fā)，在開發(fā)中保護”的基本原則，統(tǒng)籌保護與開發(fā)，協(xié)調(diào)生態(tài)與發(fā)展，加快防洪保安、水資源開發(fā)利用、水生態(tài)環(huán)境保護、水資源管理四大體系建設，切實保障飲水安全、防洪安全和生態(tài)安全。

　　2.突出長江特色

　　長江特色是長科院發(fā)展的立足點，也是當好治江科技支撐的內(nèi)在要求。突出長江特色就是要以新時期長江治理開發(fā)與保護為己任，做維護健康長江，促進人水和諧的忠實實踐者。站在治江事業(yè)和長科院持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度，全面把握治江工作面臨的新形勢、新情況、新問題、新任務和新要求，圍繞新時期長江水利發(fā)展戰(zhàn)略和治水治江新思路，準確把握和深入系統(tǒng)研究長江治理開發(fā)，水利水電工程建設中的關鍵技術問題。加強對健康長江指標體系、江湖關系演變與治理、防洪減災、流域管理、生態(tài)水利、水工程安全、水土保持等方面的公益性、基礎性科學研究，全面參與流域水資源、水生態(tài)、后三峽問題、長江口治理、水利血防技術、水資源管理、涉水政策法規(guī)、節(jié)水管理等方面的研究，使之保持和達到國內(nèi)外領先地位和水平。緊密結合西部大中型水利工程建設，深入研究高壩泄洪消能、復雜地質(zhì)條件下高邊坡及超大洞室群建設安全，深厚覆蓋層條件下的導截流及圍堰滲流控制與結構安全，高土石壩筑壩新技術、高壩深層抗滑穩(wěn)定等一系列關鍵技術問題。開發(fā)高質(zhì)量、高性能、高耐久性、價格低廉的施工建筑材料。加強水工程安全檢測、監(jiān)測、監(jiān)控與防護、安全評估與評價以及水工程病害修復技術研究等。經(jīng)過長期不懈努力，使長科院治江科技水平和影響力顯著提升，真正擔負起治江科技支撐的重任。

　　3.創(chuàng)新和諧發(fā)展

　　創(chuàng)新是治江科技事業(yè)發(fā)展的靈魂，也是落實科學發(fā)展觀，建設一流水利科研強院的本質(zhì)要求。

　　一要轉變觀念，樹立以創(chuàng)新為導向、創(chuàng)新為動力、創(chuàng)新為檢驗各項工作成效的新思維、新觀念。以治水治江重大戰(zhàn)略需求為導向，全面優(yōu)化科研力量的布局和科技資源配置。在鞏固加強現(xiàn)有優(yōu)勢專業(yè)的同時，抓緊機遇發(fā)展新專業(yè)，開拓新的研究領域，制定并逐步落實新的學科建設與專業(yè)發(fā)展規(guī)劃。

　　二要創(chuàng)新體制與機制，按照建設創(chuàng)新型科研機構要求，以促進科技創(chuàng)新、增強自主創(chuàng)新能力為目標，消除體制機制性障礙。進一步探索以水利部重點實驗室和工程技術研究中心支撐有力、運作高效的管理體制。實現(xiàn)從傳統(tǒng)混和型科研事業(yè)單位向現(xiàn)代非營利科研機構的轉變。

　　三加強創(chuàng)新人才與團隊建設，制定并完善創(chuàng)新人才和團隊建設辦法，根據(jù)治江需求，大力吸引、凝聚和培養(yǎng)一大批高級治江人才和重點學科領域的帶頭人。

　　四加強創(chuàng)新能力建設，抓住國家鼓勵創(chuàng)新，支持公益性科研機構的有利時機，以重點實驗室和工程技術研究中心為重點，積極改善科研條件和基礎設施。提高創(chuàng)新發(fā)展能力，高起點、高標準科學規(guī)劃和建設好九萬方、沌口、宜昌三大科研基地，使之成為環(huán)境優(yōu)美、功能齊全、設施先進、對外開放的治江科技創(chuàng)新平臺。建設好基于網(wǎng)絡環(huán)境的院綜合管理信息系統(tǒng)，提升科技管理水平。

　　五要推進創(chuàng)新文化建設，營造有利于創(chuàng)新的文化環(huán)境，以創(chuàng)新文化推動創(chuàng)新型院所建設。

　　六要取得一批具有自主產(chǎn)權的創(chuàng)新性成果，始終圍繞治江新戰(zhàn)略目標需求和水利水電工程建設關鍵技術問題，進行前瞻性研究，取得一批具有國際先進水平的創(chuàng)新性科技成果，進一步鞏固長江科技發(fā)言權。

　　和諧是治江科研事業(yè)發(fā)展的根本保證。科研主體中的公益科研與工程科研要相互促進、創(chuàng)新發(fā)展，科研主體與科技產(chǎn)業(yè)間要密切銜接、和諧發(fā)展。探索以科研成果為紐帶，兩大塊間良性互動，合作共贏的新格局。其次，要做好外部環(huán)境的和諧建設。積極爭取國家科技計劃和治江科研課題，成為國家和治江事業(yè)不可或缺的重要力量。密切與國內(nèi)有關高校、科研院所，以及流域內(nèi)地方科研機構的溝通聯(lián)系，共同組建實驗室、研究中心、博士點等。聯(lián)合申報國家、部委重大項目，做到強強聯(lián)合，成為國內(nèi)水利科研的重要依靠力量。密切與委內(nèi)科研機構、企事業(yè)單位的溝通聯(lián)系，以作為主要依托單位建設長江水利科技創(chuàng)新中心為契機，整合與聚集委內(nèi)科技資源，把中心建設成為長江水利科學研究和技術開發(fā)基地，成為治江科技跨越式發(fā)展的創(chuàng)新平臺。通過實行“開放、融合、協(xié)作、共享”的運行機制，與委屬單位共同構建起以中心為平臺的戰(zhàn)略聯(lián)盟關系，成為治江科研龍頭力量。

【淺談為長江水利事業(yè)提供強大科技支撐論文】相關文章：

淮安水利科技論文11-05

農(nóng)業(yè)物流科技支撐系統(tǒng)創(chuàng)建論文11-04

體系建設水利科技論文11-05

推廣宣傳水利科技論文11-05

關于創(chuàng)新水利科技的論文11-05

淺談株洲市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技的支撐體系論文11-04

淺析體系建設水利科技論文11-05

農(nóng)業(yè)科技支撐農(nóng)業(yè)發(fā)展方式轉變論文11-03

淺談供暖水利平衡的實現(xiàn)論文06-26