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水沙科学与水利水电工程国家重点实验室

(清华大学)

     水沙科学与水利水电工程国家重点实验室依托清华大学,于2006年7月26日由科技部发文(国科发基字[2006]324号文)批准建设,是凝聚了清华大学水沙科学与水利水电工程研究领域的精华力量,按照“开放、流动、联合、竞争”机制运行的实体化实验室。2008年6月26日通过科技部验收,并在2008年5月的全国实验室评估中被评为优秀实验室。现任学术委员会名誉主任为两院院士潘家铮先生,学术委员会主任为胡四一教授,实验室主任为王光谦教授。

     全球水资源短缺,水污染严重,洪水灾害频繁。不同尺度的水循环机理、流域水沙运动机理、水资源多目标利用和流域管理是当前国际研究热点和主流。围绕长江、黄河等江河治理以及西部大开发、西电东送和南水北调三大战略工程建设,大型水利枢纽的生态环境效应、“高坝、大库、强震”下的枢纽布置与设计、“高性能、高稳定和高经济性”特大型水轮机组,都是我国当前重大需求。

     立足实验室的传统优势、瞄准国际学科前沿和国家重大需求,实验室确立五个研究方向:①水文水资源科学与管理。针对我国水资源区域分布不均、需求不均的特点,研究区域水循环、生态与环境耦合机理,水资源复杂大系统动力学行为及适应性优化技术,水旱灾害形成机理及预报方法。②水沙科学与水环境。以流域水沙运动及其伴随的污染物/营养物传输过程为主线,研究不同尺度上的水沙、污染物/营养物的产输动力学,河、湖(库)的水动力学、地貌、生态环境响应机制及灾变过程,以及枢纽设计、运用为基础的调控方法。③岩土力学与工程。以大型枢纽工程建设和运用管理为主线,研究高坝坝基、高边坡和地下洞室群中结构和材料的非线性动力学行为和结构设计理论,岩土结构和材料的破坏过程,及结构安全性诊断和加固技术。④高坝新型结构。研究复杂荷载作用下高坝结构和材料的静、动力特性,高坝短期、长期变形过程与安全性评价方法,高坝施工新技术、新材料和新型结构设计理论。⑤水力机械动力学与工程。以高效、稳定和经济的水轮机械为主线,研究水力机械内部流动机理,体型优化设计技术,机械系统的动力与安全控制技术。

     实验室秉承清华大学水利学科的优良传统,坚持应用基础研究和工程关键技术研究并重,取得了一批高水平、有影响的重要成果,研制出一批有特色、有创新的科研设备:(1)水文水资源科学与管理方向,提出新的蒸发模型,成功解释了国际水文学界的蒸发悖论;建立流域水量统一调度模型系统,应用于黄河、塔里木河等工程实践。(2)水沙科学与水环境方向,建立了植被侵蚀动力学理论、流域水沙动力学模型系统,量化了黄河演变的滞后响应规律,解决了三门峡、三峡工程运用决策和南水北调工程设计中的多个关键技术问题。(3)岩土力学与工程方向,提出固体准脆性材料的多尺度-非线性-非平衡态热力学及高坝变形加固理论,成功解决了我国拱坝最高边坡的加固难题。(4)高坝新型结构方向,发明堆石混凝土筑坝技术,设计了碾压混凝土拱坝新结构以及智能混凝土新结构,广泛用于工程实践。(5)水力机械动力学与工程方向,自主设计出具有国际先进水平的南水北调工程新型混流泵、江厦潮汐试验电站水轮机组等。

     实验室以张楚汉、雷志栋院士为代表的老一辈科学家,以王光谦教授为代表的优秀中青年学术带头人,以青年创新团队为主体的后备青年人才,组成了一支结构合理、创新力强、有凝聚力的研究队伍。现有固定人员52名,包括院士2人、教授29人,国家杰出青年基金获得者7人、长江学者3人、国务院表彰的做出突出成绩的博士2人、国家级突出贡献的中青年专家1人、国家自然科学基金委创新研究群体1个。自2003年以来,实验室发表论文数目SCI:199篇   EI:66篇  ISTP:20余篇,国家科学技术进步奖:9项,省部级奖:47项,个人荣誉奖及其他:9项;承担国家级科研项目、课题189项,包括:“973”计划项目1项、课题4项;“863” 计划:1项;国家自然科学基金项目81项;十五科技攻关项目:7项;十一五科技支撑项目:3项;各项发明专利:17项;软件著作权:9项。

      实验室利用平台资源优势和清华大学的政策支持,积极开展国内外研究合作和学术交流。自2006年成立起 ,每年批准的开放课题中约有20%-30%来自于海外,每年在研国际合作项目有10余项;每年邀请有2-3名海外知名学者来实验室开设课程;每年派遣1-2名青年学者赴国外访问进修。2007年,还与国内3个水利工程类国家重点实验室共同建立了年度主任联席会议制度。

     实验室将始终围绕国家战略目标,坚持“突出的应用基础创新”、“重大工程关键技术创新”、“自主产权的技术创新”和“重要的国际影响力”四个特色,为我国水资源利用、江河治理、水电开发和流域保护提供技术支撑,为我国培养优秀水利人才。



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