该代表性成果在水 - 沙 - 河床、污染物、生物膜、底栖动物等多尺度相互作用理论和模拟技术体系方面取得系列原创突破，主要创新点如下：
水-沙-床同步量测平台：
探测揭示了明渠紊流横向涡、发夹涡、流向涡的特征和多尺度相干结构的相互作用机制，提出明渠紊流相干结构的统一模型，得出含沙水流计算脉动强度与两相的平均速度差的理论关系式，破解了泥沙运动基础认识的系列难题。
生态环境泥沙基础理论：
关注微观尺度下的颗粒表面特性，首次构建“数学泥沙”概念及研究平台，实现泥沙颗粒表面特性的数学表征，提出了非均匀电荷分布下污染物与颗粒相互作用的络合模式，解决了污染物在泥沙颗粒表面非均匀分布的表征难题；建立了泥沙输移和床面变形过程中污染物迁移转化的物理 - 化学过程模型，降低泥沙输移过程中污染物迁移转化模拟的不确定性，解决了污染物在水-沙-床面分配定量化的难题。
泥沙颗粒-生物膜-底栖动物-河床动力作用机制：
阐明了河床底质、河床稳定性、生物膜、流速、水深、栖息地连通性对底栖动物群落结构及其生活层厚度影响，建立了典型河床状态下的底栖动物群谱；提出底栖动物沿环境梯度的适宜性模型，解决了青藏高原地形急变带河流生态评价难题。
研究成果完成专著 4 部，发表论文 50 余篇，授权发明专利 20 余项，获国家科技进步二等奖 1 项，省部级科技进步一等奖 3 项。
