清华大学水利水电工程系教授田富强:注重应用达尔文范式和前沿技术推动水文科技进步

水文被称为水旱灾害防御的“耳目”“尖兵”,也是一门传统的、与经济社会发展密切相关的学科。随着近年我国突破历史记录、颠覆传统认知的洪涝灾害频繁发生,传统的水文监测预报手段越来越难以满足当前防御需求。如何提高水文科技水平并及时精准提供雨水情监测预报信息,至关重要。近日,清华大学水利水电工程系教授田富强当选为国际水文科学协会副主席。

2001～2010年清华大学水利水电工程系发表论文统计分析

利用Excel和Ucinet,对清华大学水利水电工程系2001～2010年发表的学术论文展开了多角度和多层面的统计分析,如年代分布、刊载期刊、作者情况及论文的学科与主题的分布,以了解该系10年来的主要研究内容和学术水平。

序言——清华大学水利水电工程系历史沿革和水利工程智能建造专刊

清华大学水利水电工程系成立于1951年,前身是成立于1926年的清华大学工学院的土木工程系的水利组。1951年,教育部决定在清华大学工学院设立水利工程系和水力发电工程系;1952年,院系调整,清华大学成立水利工程系;1978年,全面恢复高考招生,水工结构工程、水力学及河流动力学、岩土工程成为教育部批准的首批博士点。1988年,水利工程系更名为水利水电工程系;水工结构工程被评为全国重点学科。1999年,系内机构改革,撤销教研组,按二级学科或相近二级学科的组合设立研究所和系列课程教学组。2000年,清华大学土水学院成立,下设水利水电工程系、土木工程系、建设管理系。

水利水电工程建设对生态环境的影响分析

要"发展经济"必须大量修建水利水电工程,要"保护生态环境"必须少修甚至不修水利水电工程。针对这一矛盾问题,详细阐述了大型水利水电工程建设对地区生态环境的影响。从普遍意义上讲,水利水电工程在环境方面的影响主要包括移民问题,对泥沙和河道的影响,对气候、水文、地质、土壤、水体、鱼类和生物物种的影响,以及对文物和景观的影响、对人群健康的影响等。认为在对水利工程建设进行决策时应重点做好以下几个方面的工作:①着眼长远,对整个生态系统负责;②因地制宜,选择适当的开发目标;③完善移民政策,使移民能长期共享水电开发的效益。

高校社会实践成果及影响因素的定量研究——以清华大学“五个结合”社会实践育人成效为例

该研究旨在探究高校学生社会实践的育人成效,分析社会实践成果的影响因素。针对清华大学"五个结合"的实践育人理念,采用定量方法,深入探究决定学生社会实践效果的影响因素。研究发现,公益活动所促进达成的学生思想教育效果最好,能够有效促进集体建设的效果。对于涉及到专业内容的实践活动可与教学计划相配合,学生参加这类活动能够提高专业学习效果,学以致用。在社会实践中学生服务社会效果与实践组织模式有关,公益服务类相对于专题调研类、深度体验类和专业类实践来说,对服务社会效果的影响要更大。各类实践活动前期的准备工作越多越充分,越能产生积极的教育效果。教师的有效指导能够显著提高社会实践活动效果。研究建议,在未来的工作中,要常葆学生社会实践的科学性、时代性和实效性,就需要不断深化以社会实践基地签约化、培训针对化、导师制度化、体制规范化、形式内容多样化、实践模式差异化等六项建设为核心的高校学生社会实践工作运行机制。

新型背水面防水防潮技术在水电站修缮工程中的应用

水电站墙面渗漏与结露危害是水利工程面临的一个关键问题,在分析其发生机理的基础上,引入了新型注浆技术及隔热保温技术以解决水电站渗漏、结露难题,弥补了前期单一防水抗渗措施的缺陷。通过安徽滁州琅琊山水电站地下厂房的工程实例,采用新工艺新材料的化学灌浆方法,达到了很好的防水防潮防结露的效果,并详细介绍了运用新技术进行渗漏修缮时每一道施工工序及对应的施工工艺流程。该方法对类似工程具有很好的指导价值和参考意义,同时对已经出现渗漏的水电站地下厂房提供一些治理经验。

水利测雨雷达的应用优势与挑战

监测近地面2 km以下“云中雨”的测雨雷达,是水利行业以流域为单元建设雨水情监测预报“第一道防线”的重要内容,也是实现洪水防御关口前移、防线外推的重要举措。总结了水利测雨雷达的发展历程和技术特点,评估了河北大清河流域和湖南捞刀河、浏阳河流域试点应用中测雨雷达对强降水监测的精度,阐述了水利测雨雷达在雨水情监测预警方面的技术优势,并对进一步发展水利测雨雷达监测系统提出了建议。

基础设施工程安全智能化管控变革、挑战与思考

为实现我国未来基础设施工程安全优质高效绿色建设,研究基础设施工程安全智能化管控的共性问题与特征。首先,梳理其发展脉络,将其变革历程划分为风险源智能识别与管控、数据驱动隐患排查治理、安全智能化管控体系完善以及全面智能化管控4个阶段,总结不同阶段的成功经验;其次,以统筹兼顾、协同管控的视角分析基础设施工程安全智能化管控所面临的挑战,从“人、物、环、管”的角度剖析其特点;然后,在揭示基础设施工程安全智能化管控发展特征和面临挑战的基础上,从安全管理流程、工程建设全生命周期和发展层次3个维度出发,提出敬安、智安、本安、数智、数能和数值的智能化管控思考;最后,展望未来智能安全发展路径。结果表明:我国基础设施工程安全智能化管控由经验式向数据驱动式拓展,并加快融合新技术、新装备和新工艺。安全智能化管控是基础设施工程智能建造与管理的重要延伸,主要体现为对安全管理理念、方法、系统的重塑以及数据资产的价值挖掘。未来,基础设施工程安全智能化管控将朝着全面数据化融合、知识驱动、虚实结合、人机协同和全生命周期管控等方向发展,同时,数据隐私保护与规范治理的重要性也将日益突出。

金沙江下游梯级水电工程建设风险管理实践

金沙江下游梯级水电站开发,对于构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系,促进西部地区经济社会协调发展,建立以水电为核心的水风光储蓄一体化清洁能源基地,助力“双碳”目标实现具有重要意义。针对金沙江下游电站建设“四高、三大、两岸、一严”的技术和管理挑战,本文通过对工程建设风险和项目法人建设管理能力的全面分析,系统总结了在金沙江下游水电开发过程中形成的工程建设管理理念、项目管理模式、绿色水电实践、和产学研用协同创新机制等实践经验,有效解决了工程建设各项关键技术难题和重大管理问题,促进了金沙江下游梯级水电工程的顺利建设。

世界农业强国的水利保障措施及其启示

农业是国民经济和社会发展的基础,水利是农业的命脉。在中国水资源总量不足、且时空分布不均匀的背景下,加强水利基础设施建设、提高农业水资源利用效率是农业强国建设的重要支撑条件。通过文献调研,对世界农业强国的水利发展经验、教训进行了归纳总结。在此基础上,结合中国农业发展和水资源利用的特点,提出中国农业强国建设中的水利保障建议:积极推动中国特色的水权制度体系建设,完善国家及区域水网实现水资源空间均衡,通过地表水、地下水和非常规水资源综合利用和联合调度提高供水保障程度,大力发展以高效节水灌溉和高效旱作农业为支撑的适水农业。

土工织物加固土质坝堤加高工程的离心模型试验研究

土工织物是一种广泛用于边坡加固的合成材料,但土工织物在土质坝堤加高工程中尚未得到合理应用。针对水位变动条件下土工织物加固的加高土质坝堤进行了离心模型试验,观测了加高坝堤的变形破坏响应过程。试验结果表明,土工织物加固的加高土质坝堤的破坏呈现出新旧坝堤各异的特点,新旧坝堤呈现出不同的破坏特性,离土工织物较远的旧坝堤先发生破坏,土工织物加固的新坝堤的破坏发生较晚,且呈现从上到下渐进发展的特性;加高坝堤的最终破坏是由变形局部化和局部破坏相互耦合渐进发展导致的;土工织物分为加固段和约束段,在约束段坝堤给土工织物提供约束力,在加固段土工织物限制了坝堤的变形,土工织物的加固机理是将坝堤深部的约束力传递到坝堤表面,从而增强了坝堤浅层的抗滑能力;水位变动引起坝堤的变形增加,土工织物的加固作用也随之增强。

深部工程岩体温度与渗流耦合作用下复杂应力场反演方法

深部地质体应力场的复杂性可归因于高地温和高岩溶水压覆存环境中的岩体非线性特征和局部构造应力场重构。该文结合岩体在流-固-热多场耦合作用下的力学响应机制,建立了能够解析深部各应力测点构造信息特征的非线性反演与优化方法。系统地分析了深部地质体温度场—渗流场—地应力场的耦合作用,以及温度场和渗流场对地应力场的影响机理,开展了三山岛金矿区深部岩体在不同围压及孔隙水压力作用下的三轴压缩试验,探究了深部岩体物理力学参数随不同孔隙水压及围压的非线性变化规律。提出了一种非线性特征延扩迭代算法(NCEI算法),该算法能够对各区域实测地应力数据中“弱”非线性与连续性部分的特征信息进行整体优化拟合,以及对局部构造区地应力中“强”非线性和非连续部分的特征信息进行强化解析。基于ABAQUS软件的二次开发接口,编写出多耦合计算子程序,实现了岩体地应力场—温度场—渗流场的耦合迭代计算,并对三山岛矿区深部地应力场进行了反演计算和分析。反演结果表明,考虑岩体多场耦合作用下的NCEI算法的各测点应力分量的平均反演精度为85.62%,高于BP神经网络算法与不考虑岩体耦合作用下NCEI算法的反演计算结果。因此,该研究方法可充分考虑深部地质环境的特征,为深部岩体复杂地应力场的反演与构建提供新的思路。

EPC模式下军队工程项目审计内容要点分析及建议

本文选取EPC模式下军队工程项目作为研究对象,基于文献综述和专家访谈,结合EPC模式军队工程特点,辨识出EPC模式下军队工程项目12个审计重点。应用因子分析法进行关键因子提取,得到四个关键要素组:合同订立和履行、工程资金使用和监管、工程质量和安全、工程变更和索赔,并提出相应工程审计建议。本研究揭示EPC模式军队工程项目审计重点问题,提出针对性解决措施,并为EPC模式军队工程项目审计标准化提供依据。

三峡工程水电站进水口的型式及其水力特性(英文)

主要论述三峡工程电站进水口的型式及其实验结果 .三峡电站进水口设计是有两种型式 ,即单孔方案和双孔方案 ,每种方案都经过数次体型优化 ,并对每种优化方案进行了模型试验 .本文根据试验成果对单、双孔进水口各方案的水力特性进行了综合评述及对比分析 ,最终得出 ,双孔方案总比单孔方案的流态更好 .在给定的控制条件下 ,双孔方案进水前不会导致任何的漩涡产生 ,相反 ,在单孔方案进水口前出现了挟气漩涡 .尽管这处漩涡在单四方案中可以被消除 ,但是要设置破选措施 .试验结果表明 ,双孔方案增大了电站进水口的面积 ,但是并没有降低水头损失 ,两种进口方案有着几乎相同的水头损失 ,但就某种方案而言 ,优化过程还是降低了水头损失的 .本文最后简要评价了

反井钻及其在我国水电工程中的应用

介绍了反井钻这一新型的竖井和斜井开挖施工设备，以及该设备在国内水电工程中的应用。实践表明，在适当的地质地形条件下，反井钻比人工正井法、吊罐法和阿里马克爬罐法都具有明显的优越性，值得在国内其它水电工程中推广应用。

水利工程供水水价模式设计

以B市为例,探讨如何由单一计量水价逐步改革为两部制水价.根据B市水库群实际供水量及重新估算的固定资产值,按照基本水量和基本水价模式设计,确定B市生活供水年基本水量2亿m3,年基本水价12320万元.在此基础上,进行两部制水价模式设计,可相应求出水利工程向城市供水的基本供水价格为0 62元/m3,计量供水价格为1 11元/m3.将来随物价水平与供求关系变化,应不断调整水利工程的供水价格.建议下一步研究阶梯式水价等问题.

高坝-水电站工程中的关键科学问题

阐述了我国水电与水资源开发利用的形势与存在的问题,列举了在水电站与高坝工程建设 中若干科技前沿问题,提出了几点结论与展望.

水利工程中的生物膜研究进展

首先介绍生物膜的基本性质和力学性质,然后分析和综述国内外在咸水淡水水域中研究生物膜对床面形貌和泥沙力学特性影响的相关研究,并对生物膜模型的发展进程进行概括,在此基础上,结合生物膜在水利工程中的研究现状,探讨了今后的研究方向。生物膜的生长能够形成相对光滑的表面提高床面稳定性;另一方面受生物膜在颗粒间黏结力的影响形成的生物絮体其起动和沉降等力学特性都会发生改变。虽然大多数研究主要集中在咸水区域,但是近年来由于淡水环境的营养物质过剩为生物膜的生长提供有利条件,淡水区域的研究呈现逐步增多的趋势,咸淡水中生物膜影响的差异以及生物膜模型的深入探讨是未来研究的重点。

堆石混凝土系列技术在西部水电工程中的应用

堆石混凝土技术可以充分利用当地石料,环境友好,经济性好,工艺简单,建造速度快,已在工程中得到快速推广应用。截至2020年底,已新建、在建堆石混凝土大坝114座,其中,重力坝104座,拱坝10座,最大坝高90m。基于堆石混凝土基础研究,相继发明的水下自护混凝土与自流控制灌浆技术,可以在水下施工、地基处理、大坝加固等诸多领域应用。本文介绍了堆石混凝土系列新技术在佰佳、沙坪二级、野三河、龙背湾、斜卡等西部水电工程中的应用,可以为工程技术人员提供参考。