科技创新 硕果累累

２００６年增刊　水科学与工程技术　科技创新　硕果累累　编者按：　我院成立于１９５６年，是国家甲级工程勘测设计研究单位。经过５０年来的不懈努力，现　已发展成为一家以水利、水电、勘测、设计、建筑、交通等多项专业为基础，兼顾其他学科和　门类的多元化勘测设计研究院。　５０年来，我院在建设和治理海河流域中取得了巨大的成就，积累了宝贵的治河经验。　共建成大、中、小型水库约２０００余座和引滦入津、引滦入唐、引青济秦、引黄济冀等多个跨　地区、跨流域的大型调水工程。　这些宏伟的工程，在服务于水利事业，促进经济社会协调发展，起到了重要的作用。现　有１９５项勘测设计成果及科研项目获得国家、省部级及厅级“科技进步奖”和“优秀工程勘　察设计奖”，有３０余项科技成果达到了国际领先、国际先进和国内领先水平。　在庆祝建院５０周年之际，整理了部分科研成果，供水利同仁参考借鉴。　中图分类号：Ｔ一１９　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７２—９９００（２００６）ＳＯ一００７１—１０　我省应用该项成果设计了独流减河防潮闸、枣　钭卧式ｌ串）ｎ　林庄溢流堰、独流新建进洪闸、潮白新河宁车沽防潮　闸、龙凤新河节制闸、老米店防洪闸、抗旱河防潮闸、　升卧式闸门在挡水时是直立的，在提升时先直　北单庄节制闸、新盖房分洪闸、白沟引河进水闸，以及　升一段，然后闸门的顶部向下游转动，至闸门全开　王快、陡河、安格庄和庙宫水库溢洪道。截至１９９６年，　时，闸门呈水平状卧于闸墩的上部，即平板闸门作近　我省已有４０余项工程应用该项成果。　似弧形门的运行。在闸门和门槽埋件上与直升闸门　１９７４年，被水电部选定升卧式闸门列为参加全　有以下不同：①门叶不进人左右两门槽内，即门叶宽　国技术革新展览会的项目之一；１９７７年被列为全国　度略小于闸孔净宽，每侧间隙为３￣４ｅｍ，以使闸门能　水电技术革新经验交流会项目；１９７９年获全国科学　在闸孔内转动；②闸门的支撑采用４个悬臂式主轮，　大会成果奖。　闸门仅此４个主轮伸人闸墩内，并使上、下主轮的运　行轨迹不同，以达到升卧的要求；③侧止水装置不进　人门槽内，而是装在面板两侧与闸墩表面的导轨严　密接触来封水；④闸门的吊点不设在门顶，而是设在　机锄拖澄１ｉ５珲决　澄　研宓　闸门上游侧的下部，以促使闸门在启升中门顶向下　机船拖淤的方法是：高水用耠、耙，低水叶轮搅拌　游转动。同时，要将吊点向上游伸出一段距离，其作　加冲刷；耠子耠边，耙拉底，落潮断流前快速行驶。使　用一是能容纳启闭机的动滑轮组，二是使启门力作　用带犁耙时，要把握放绳长短以使耙着底。①大潮高　用线与门重心点形成一个偏心，启门时无论有否水　水位时，船可靠岸边行驶，这时是使用耠子耠边扩宽　压力，也能形成闸门后仰的力偶，保证闸门上升中产　河槽的大好时机。使用耠子耠边时，行船要尽量走直　生转动。⑥门槽的形状，上游面仍为一铅直形，但下　线，使河槽依次展宽，河港水流平顺，不能乱耠，以免　游面的上部为一向下游弯曲的弧形轨道，使上主轮　出现岸边弯曲；②河槽基本形成以后，拉淤时主要拉　走到此段后，门顶逐步向下游转动。　靠近闸下一段河港的淤泥。因为涨潮流进人引河后，　维普资讯 http://www.cqvip.com

・７２・　科技创新　硕果累累　２００６年增刊　流速沿程减少到闸前为零，所以泥沙主要淤积部位　在闸下一段河港内。而引河下游河段，则由于有广大　滩面水归槽几种冲刷，所以挟沙能力较强；③利用断　流前的落潮流拖淤时，船行距离不宜超过五百米，船　速要快，主要用叶轮搅拌。同时，行船时在水中造成　此省沾下水水赝调童评价　本次调查评价的内容是将全省浅层地下水作为一　个水环境整体，进行全面系统的监测和评价，对水化学　指标、工、农业用水水质指标以及地下水环境质量指标　船行波，冲刷两岸，使泥沙随潮而去，不发生淤积，做　到淤积有减无增；④利用潮水，增辟水源，加大拉淤　效果；⑧加强越冬措施；⑥充分利用开闸泄流的有利　进行代表井观测，从而将水质与水量有机地结合起来进　时机，扩大引河断面；（Ｚ）利用汛期泄水，切开拦门沙　形成航道；⑧专业拉淤船与群众渔船拉淤相结合。　该项研究成果在陡河防潮闸试验应用成功，而　后相继在海河流域部分积淤严重的河道、防潮闸等　工程中应用，取得了良好的效果。　１９７８年获全国科学大会成果奖。　华此沾匡厦山　能源巷沾水　源研宓　（黑龙港地区水资源供需现状发展趋势及战略研究）　①水土资源平衡及优化种植制度，采用水土平　衡模拟模型和线性规划优化模型；②干旱缺水对生　态环境及社会经济影响的综合性研究及定量计算；　⑧深层地下水求解水利模型采用消去迭代、回代法，　称ＥＩＢ法，预测水资源变化时采用偏微分三维非稳　定流地下水运动模数；④浅层地下水挖潜分析采用　了水资源系统模拟模型和利用３－８ｍ埋深多年地表　水地下水联合调节运用分析法；⑤调水的社会效益　分析采用了专家评估法进行准定量分析；⑥调水的　农业效益采用旱灾分析减产法；⑦改水去氟的效益　采用定量分析法。　①战略措施方案得出了在大力节水挖潜的前提　下实现南水北调东线工程的结论可供有关决策单位　应用；②适水型种植业结构优化成果可供各地市农　业部门决策参考；③农业节水的综合措施，包括推行　井灌区管道化输水，秸秆覆盖技术，节水型经济定额　均可供各级农业部门决策参考；④浅层地下水地面　水联合调度多年调节成果可供生产单位推广和有关　部门决策；⑧用旱灾分析法计算农业灌溉效益，用专　家评估法分析社会和环境效益，可供计划部门、设计　部门及大专院校教学参考。　１９９２年获水利部科技进步一等奖；１９９３年获国　家科委二等奖。　行评价。初步系统地评价我省地下水资源的质量状况及　其分布，分析地下水质的主要影响因素及其变化规律，　探讨地表水与地下水污染的关系，为合理开发利用地下　水，切实加强地下水资源的管理与保护提供依据。　本成果已在河北省城市供水规划、华北地区水　资源研究、南水北调中线前期工作、大清河流域环境　治理规划、唐山港开发区供水水源地开发、河北省取　水许可证管理等项工作中得到应用，取得了巨大的　经济效益和社会效益。　１９９４年获水利部科技进步二等奖；１９９５年获国　家科委科技进步三等奖。　此省湿曩堡水厍　碾压渴凝土拦饭祓劈研宓　①在碾压混凝土拱坝分析计算方面首次对含水　平层状缺陷的坝体应力结合温泉堡工程进行了系　统研究，对有横缝拱坝应力进行了计算，并分析了　坝的安全性；②在温泉堡拱坝上部采用二级配碾压　混凝土，下部采用与土工膜相结合的防渗结构，防　渗效果是好的，实践证明是成功的；⑧采用诱导缝、　常规缝和混合缝的综合横缝结构型式，设计思路新　颖，效果理想，为碾压混凝土拱坝设计开拓了新思　路；　通过优化引气剂掺量和主要配合比参数，配制　出满足北方寒冷地区抗冻性能要求的碾压混凝土，　并成功地应用于冻融频繁的碾压混凝土拱坝工程　中，成果具有独创性和实用性；⑤对北方地区干燥气　候条件下具有防渗要求的碾压混凝土层面处理，提出　了“刨松浇浆”方法，在温泉堡水库工程应用中取得了　较好效果；　提出了狭窄仓面情况下碾压混凝土坝施　工工艺及利用低温季节施工采取的防冻保温措施，具　有重要的实用价值，可在中小型工程上推广应用。　该项目结合温泉堡工程进行，大部分成果已应　用于工程中。　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年增刊　科技创新　硕果累累　。７３・　１９９６年获水利部科技进步二等奖；１９９７年获国　家科委科技进步三等奖。　２．输入电压：交流２２０Ｖ，直流４８Ｖ。　３．输出直流。　输出分为两组：　（１）供“阿继”生产的Ｕ—ｌ系列逻辑元件用。　橡皮挚　提乞　窟活ｎ式原必取土器　橡皮垫上提气密活门式原状取土器，结构简单、　（２）供灯光信号用。　该电源装置的上述特点与集中供电或任何组合　形式的用电方式相比，都具有一定的优越性。白１９７８　年批量生产以来，已应用于大黑汀水电站，东北太平　操作方便，保持气密性好，仅用一根钻杆即可完成打　入或压入、扭转土柱、上提关闭活门等一系列动作。经　实际使用证明可采取淤泥、松散砂性土、细砂，采取率　接近１００％，从而解决了调样问题，基本满足一般软基　工程地质勘探之用。橡皮垫上提气密活门式原状取土　器主要由接头、联结帽、操纵杆、废土筒、取土筒、管靴　等六部分组成，使用时用钻杆下压取土器，使土样进　入取土筒中，水、气、泥即由活门上部出水排气孑Ｌ中排　出，土样压满后上提钻杆关闭活门即可使土样安全提　至地表。从结构上看此种取土器，简单、轻、实用可靠、　保证取土样质量，是比较理想的取土器。　广泛应用于工程地质勘察软土地基勘探采取原　状土样工作。　１９７８年获河北省科委成果奖。　库式　型厦　井往梧鐾础分高式《事）庆饭　河床式闸型是利用两岸护坡设阶梯式闸孑Ｌ与两　岸堤顶联结，这种闸型在宽浅式和复式断面河槽较为　合适，它免去岸墙和上下游导流墙，减少工程量，简化　施工，因边孑Ｌ过水使闸室过水断面与河道断面相近，水　流状态平顺，同时边孑Ｌ过水可减少中孑Ｌ数量，使整个闸　的工程量减少，从而降低了工程造价。井柱式基础，适　用于较弱地基，它沉降量小，抗滑抗震性能好。　曾经应用于独流减河尾闾工农兵防潮闸和宁车沽防潮闸。　１９７８年获河北省科委成果奖。　半导体逻辑　剐　ｓＮｗ一１电源装置　该装置的主要技术特征：　１．本装置适应环境温度为一２０～＋５５℃。　哨水电站、长江葛洲坝水电站，甘肃八盘峡水电厂等　ｌ０多个水电工程中。　１９７８年获河北省科委成果奖。　双污缅蜀劲《事）ｎ　闸门启闭时完全是靠水力作用自动控制，不需　要另加能源和机械设备。具有运用可靠，及时供水，实　现自动化输水，节省能源和管理费用低的优点。　在突尼斯麦一崩水渠工程中安装２ｌ扇运行情况　正常。该项设计的源程序可为今后这种闸门的设计　提供参考。　１９８１年获河北省科委成果奖。　平原沾匡设针暴　和除涝枷维定　量往　用定雨量法取代频率法，就是要解决干支流设　计标准的配套问题，即大面积设计标准稍低，小面积　设计标准稍高，如黑龙港流域采用３ｄ暴雨中心流量　２００ｍｍ标准，当流域面积为２００ｋｍ　，相当频率法ｌ０　年一遇；当流域面积为５００ｋｍ　，相当频率法８年一　遇；当流域面积５０００－ｌＯ０００ｋｍ　，相当频率法６年一　遇。这样既符合成涝次暴雨的实际组合情况，又可以　充分发挥各级排水河道的作用，避免涝区工程实施　后“大河无水，小河漫，小河不满地里淹”的情况，所　以，提出定雨量法是经过涝区暴雨规律分析研究和　经济效益论证，才选择一个点暴雨作为治涝标准，它　明确指出，在涝区实施后，涝区内发生小于或等于设　计暴雨中心雨量，则涝区内农田不受涝。　在河北省黑龙港流域使用，利用该方法，先后扩　建了老沙河、清凉江、老漳河、滏东排河、连结渠、索芦　河、老盐河、港河北支和北排河等ｌ０余条河道。　１９８１年获河北省科委成果奖。　维普资讯 http://www.cqvip.com

科技创新　硕果累累　２００６年增刊　此省水　活调童与评价　在地上水方面包括：①降水基本资料分析、系列　跨铯注采取　拢动饱和砂样研宓　采用单向冻结的原理，在现场通过钻探造孔，向　管内施加冷冻循环液达到温度均匀，用热敏电阻温　度计和比例电桥测温法。先后在河北省黄壁庄水库　代表性分析、统计参数分析确定、降水量的年内分配　等多年变化；②径流量还原计算，径流量数理统计参　数研究、径流的地区分布及年内、年际变化，径流系　数确定等；⑧水面蒸发和陆面蒸发量，蒸发折算系　数，干旱指数及水平衡三要素分析；④水资源分区，　各种水资源量及合理性分析，地表水资源评价；⑤人　海水量及出入境水量分析。　地下水资源方面包括：①区域水文地质条件论　述，特别是基岩山区、山间盆地、平原区有咸水区和　全淡区的划分，以及给水组的划分等；②计算参数　的试验研究，特别是给水度、降雨人渗系数、渗透系　数、潜水蒸发系数的试验研究方法及成果；⑧地下　水资源量分析计算，包括类型划分，综合补给量及　可开采量计算；④地下水开发利用现状分析及地下　水资源评价；⑧水质方面：包括天然水质及分类，水　质污染现状及水质评价等。　本成果在水利规划、水利区划、水资源合理开　发、水资源综合利用和科学管理等各个方面得到广　泛应用。其计算方法和分析方法选人部颁水资源调　查与评价规范中，指导今后评价工作。计算成果汇编　人中国水资源一书。本成果对河北省水资源合理开　发与管理是主要的依据和基础材料之一。　１９８３年获河北省科技进步二等奖。　此省水利简明臣　报管　河北省自然及经济条件分析，水利建设经验总　结，旱、涝、洪、碱及水土流失灾害分析。水利划分区。　分区水资源量及可利用量计算，各项需水量计算及　供需平衡分析。通过水土资源利用和供需分析，指出　缺水原因、水利化主攻方向和治理途径。　该项成果汇编人省农业区划及全国水利区划成　果中，是指导农业生产与开发的重要文献。同时又是　省级以下各类区划的主要依据。农业及水利区划的编　制与实施，对河北省农业生产发展起到了重要作用。　１９８３年获河北省科技进步二等奖；１９８５年获全　国农业区划委员会科研成果三等奖。　原河床段和引滦工地成功地取得了最大直径为　６０ｅｍ，长７．０ｍ的不扰动饱和砂柱体，经测定技术指　标均符合规程的精度值，从而确定了可用性。　该成果不仅应用于水利专业，还可扩大到公路、　冶金、国防工程、石油化工、海港、核工业、高层建筑等　一切岩土基础工程之中。　１９８７年获河北省科技进步二等奖；１９８８年获北　京国际发明展览会铜牌奖。　复各　基重　甥深层才元滑　稳定邶钹住有限老程序编利　程序采用三角形单元和矩形夹层单元（Ｇｏｏｄｍａｎ　模型），对材料的受拉、压剪及拉剪破坏均进行非线　性处理，采用莫尔一库伦准则、常刚度初应力法，可　进行全量和分级加载计算，得出加载一位移关系曲　线，求得初期失稳和最终失稳的超载系数，从而判断　大坝的稳定程度。　该程序对大黑汀水库和安康电站进行了深层抗　滑稳定计算并用于其它科学试验研究方面。　１９８５年获河北省科技进步三等奖；１９８６年获全　国电子计算机应用展览会三等奖。　此省　史洪水　调童　料汇编威果　成果全名为“中华人民共和国河北省洪水调查　资料”，其中总貌、总说明及总成果列入总册；以下按　水系分别刊印了五个分册。总册对我省境内海滦河　流域自然地理概况、暴雨和洪水的一般特性，各水系　洪水调查成果和汇编情况，一些主要技术问题的掌　握和处理原则以及地区洪水规律等均做了说明和阐　述。同时将各站段主要成果按水系汇总，附于汇编总　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年增刊　科技创新硕果累累　・７５・　说明之后。　来处理水库坝基的第一座工程。混凝土防渗墙建成　后，通过１９８４年８月蓄水３年以来的观测分析和原　五个分册即：第一分册河北沿海水系；第二分册　北三河水系；第三分册大清河水系；第四分册子牙河　水系；第五分册南运河水系。各分册除刊出各河段的　整编情况说明表、洪水情况调查表、洪峰流量计算表　及平面图、纵断图等“三表三图”等成果外，均有各水　水平防渗相比，坝基渗流量只有原来的　ｌ０％，效果显著。　，混凝土　防渗墙的防渗效率达９８％，渗流比降约为建墙前的　１９８６年获河北省水利厅科技进步三等奖；１９８７　年获河北省科技进步三等奖。　系具体情况编制的整汇编说明，并着重对原调查成　果的取舍、有关参数的分析选用、一些特殊问题的处　理做出较具体的说明，以便应用。　本成果可用于对已建水利水电工程设计洪水时　进行复核、校验，并可解决一些工程中存在的问题，　如王快、西大洋水库长期存在着各种历史洪水调查　结果不一致的争议和遗留问题，应用此成果得以解　决。此外，还应用于桃林口水库工程的设计洪水，对　高教、科研单位也可提供一些基本数据。由于本成果　在定性定量方面以及时间、空间上均进行了详尽的　考证分析和协调平衡，精度较高，可避免由于设计洪　水采用不当使规划布局不合理，规模大小确定不当　而造成的损失。　１９８２年获河北省科技成果三等奖。　先石爆砬锚嚼　丝术　在引澎互狸中的应用　围岩光面爆破、围岩锚喷支护、围岩稳定分析、　围岩量测与试验。　本成果首先在引滦工程八一林隧洞工程中应　用，而后推广到整个引滦工程中。　１９８５年获水电部科技进步三等奖。　邵座水虏甥謦垂壶　渗研宠　为了使水库正常投入使用，发挥其应用的效益，　需进一步采取垂直防渗工程措施，提出了混凝土防渗　墙方案，即在坝顶以冲击钻造孔，穿过坝体土及砂卵　石覆盖层直达基岩，造孑Ｌ后浇注一道混凝土防渗墙，　截断坝基下砂卵石覆盖层。从根本上解决坝基渗漏和　渗透稳定问题。施工完成后，混凝土防渗墙厚０．８ｍ，水　力坡降２５，涉及要求墙底嵌入弱风化基岩０．８ｍ，平均　墙深４３．２ｍ，最大墙深５８．６３ｍ，截水面积４．Ｏ３万ｍ２。　邱庄水库垂直防渗一混凝土防渗墙是河北省用　殇　两分杨和　此辫　涝　两分衍　通过典型区分析和国内各涝区调研，提出了适　合我国南北方各涝区的“雨量涝灾相关曲线法”，“雨　量笼罩面积法”和“内涝积水量法”三种治涝效益的　分析方法；河北省根治海河工程中骨干河道的治涝　标准曾采用２０年一遇，通过北排河的治涝经济比较　分析，认为当前农业经济不高的情况下，标准不宜过　高，其配套工程可降低到５年一遇较为经济合理。　治涝效益的“雨量涝灾相关法”、“雨量笼罩面积　法”、“内涝积水量法”等方法，已纳入我国《水利经济计　算规范》，清华大学、河海大学、武汉水电大学等大专院　校均已编入教科书，在全国各省水利设计单位推广应　用。以“北排河治涝经济分析”的典型成果，作为“规范”　的示例向全国推行，海河水利委员会在编制“海河流域　补充规划”中亦采纳了本课题的建议。　１９８６年获河北省水利厅科技进步二等奖；１９８７　年获河北省科技进步三等奖。　里龙港沾臣调水　清效益分衍　本研究对南水北调实施后，对黑龙港地区的城　市供水效益与农业供水效益的分析计算进行了重点　探讨。在工业供水效益分析中，通过全国大中城市的　调研资料，采用万元产值分摊系数法，体现了城市节　水的促进作用。在农业灌溉效益的计算中，采用了长　系列水文资料，以土壤水量平衡法逐年分析各主要作　物的有效雨量；采用节水灌溉定额、优化的农业结构　干旱减产系数等原理，推求灌与不灌对比的农业灌溉　效益。该研究符合华北地区干旱特点，分析途径正确，　有创新点，成果较典型年法准确，有较好的使用价值。　维普资讯 http://www.cqvip.com

・７６・　科技创新　硕果累累　２００６年增刊　该研究成果已为“六五”国家攻关项目“华北地　区水资源供需现状、发展趋势和解决的战略措施的　研究”所采用，及南水北调东线工程规划及总体设计　所辖地、市首次将水量、水质统一为一体进行同步研　究，通过实际调查和理论预测，揭示该区水资源量少　质劣的严重性，从而突出外流域调水对策和水质保　护规划方案；应用优化分析原理对污水处理费用和　中的经济评价所采用。南水北调东线工程实现后，可　增加农业用水３Ｏ亿ｍ　，发展灌区３３．３３万ｈｍ　，需投　资４７亿元，年效益可获ｌｌ亿元，年净效益７．８亿元，　农业总产值可望达到６８亿元。较现状增加２８％。　１９８７年获河北省科技进步三等奖。　废污水去除率关系进行定量分析；采用数学模式及　实测水质自净函数，进行衡水湖、沧浪渠自净能力及　水量水质的定量分析与研究，结合当地国民经　济发展战略目标，对两个规划水平年进行工业污染　源及水质预测，并按水体功能提出规划目标，综合防　治规划及经济效益估算。　里龙港沾匡　水厦调水互狸　、①海河水利委员会、河北省水保规划采用本成　果，并列入成果的一部分；②沧州市已将规划内容列　入城市基建计划，氧化塘工程按期动工，分期实施；⑧　衡水湖治理措施得到衡水湖开发办认可，治理项目　已得到县计委安排。　社会和环镌效益研　本课题重点研究缓解黑龙港地区水资源紧缺所　采取对策措施的经济合理性。主要成果有：①黑龙港　地区节水及调水经济评价；②社会及环境效益综合　评价；⑧调水除氟效益定量分析；（垒）用旱灾减产法分　析农业灌溉效益。农业是用水大户，推行农业节水是　一１９９０年获河北省科技进步三等奖。　项长期的战略措施。　本课题研究了综合性农业节水新技术的经济效　岗　、董譬座水厍古洪水研　①充分利用地质地貌及古地理气候原理及本地　区已有各种资料，并经ＣＨ测定，准确地选择和确　果。水已构成本区工农业发展和改善生态环境的主　要制约因素，实现从外流域调水已迫在眉睫。重点研　究了从长江远距离输水发展北方农业的经济合理　定古洪水沉积物的相应水位和年代；②充分掌握　和应用岗、平、黄地区已有地质、勘探等资料，并经　性。本课题不仅研究微观经济，而且从宏观方面研究　水利工程的社会效益和环境效益。本研究的综合性　现场反复勘察核定，提高了恢复古洪水行洪断面　的可靠性，确保了古洪水流量计算的精度；⑧提出　了加入古洪水资料的岗、平、黄洪水频率计算的新　成果。　节水措施，在泊头市进行了小区示范推广，示范区　Ｏ．Ｏ７万ｈｍ　，推广面积Ｏ．１３万ｈｍ　，每公顷增产粮食　６７５ｋｇ，每公顷增产水果１１２５０ｋｇ。灌关键水的灌溉制　度，井灌区管道化等节水措施在区内邢、邯、沧、衡等　地市新推广面积６．６７多万ｈｍ　，每公顷增产粮食　５２５～７５０ｋｇ。本研究中提出的经济、社会、环境效益分　析技术和方法，为南水北调东线工程和中线工程提　供参考。研究中提出的效益量化理论为有关大学参　１９９５年河北省水利厅下达我院按本成果的新设　计洪水进行黄壁庄水库除险加固设计任务，黄壁庄　水库新增非常溢洪道由原水文规划的９孔减少为５　孔，即可达到万年保坝标准。按１９９６年概算节约投资　达Ｏ．５亿元，经济效益十分显著。　１９９４年获河北省水利厅科技进步一等奖；１９９４　年获河北省科技进步三等奖。　考应用。本研究成果被《华北地区及山西能源基地水　资源研究》采用。　１９９１年获河北省水利厅科技进步一等奖；１９９１　年获河北省科技进步三等奖。　活阳　中游洼沾洪灾凤隆研　里　溶厦　ｒ亏．　①延长系列后的流域设计洪水成果并考虑微观　地形的精确的容积曲线；②将适用于平原泛区的数　值模型经过技术处理，使其应用范围扩大到坡水区；　同时，将模型中单一或少数人流口改进为十几个至　沾匡水资源儡　按照省水保规划技术提纲要求，对黑龙港流域　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年增刊　科技创新硕果累累　几十个人流口，提高了计算精度，使计算更加接近实　际；将二维不恒定流显示差分解法的时间步长由１０　秒扩展到３０秒，并保证了计算的稳定性；⑧做出了六　个标、十三条河流的人流过程线并提出了动态水面　线新概念，给出了任意方向的水面线变化规律；④给　出了各控制站之间的相应水位关系，由此作出了所　有村镇的相应水位预报并确定了所有代表站和村　庄、城镇的设防水位；⑤作出了滞洪区防洪工作曲　线，分析了５６８个村庄和４个城镇的防洪标准与滞洪　水位的关系；⑥分析了洼内所有村庄、城镇的滞洪安　全程度，村庄、城镇的被淹和脱水时间，不同标准洪　水的分级淹没时间及滞洪区的设计和校核运用标准　并提出了相应的建议；⑦绘制了不同方案、不同时刻　的水深分布及流场分布图等４００余张并给出了不同　标准洪水的主要堤防溃决时间和位置。　本成果应用于滏阳河中游洼地洪灾风险预报、　防洪调度和安全建设等方面。　１９９５年获河北省科技进步三等奖。　此省南部平原抗洪　减灾系饶研究厦应用　由于研究区域广大、河渠众多、堤埝交错，其几　何形态和水流状态都非常复杂，建库建模量大，采用　了数值模拟与数据集成及图像图形技术相结合的研　究手段。对洪灾风险问题采用水文学与水力学相结　合的建模途径，研究中对二维不恒定流数学模型进　行了改进和技术处理，使数值模拟更加切合实际。洪　灾风险研究提出了“５６．８”、４０年一遇、５０年一遇、　１００年一遇、２５０年一遇及“６３．８”等各种标准洪水的　水文特征值、水力指标及洪灾风险图和洪水演进图　像。对避险救生问题采用系统仿真与信息查询相结　合的方法，将数值模拟结果通过建立数据库同滞洪　区的社会、经济、滞洪工程等资料联系起来，从而可　方便地查询任何地点、任一时刻的灾情，每个县、每　个乡村不同避险措施的安置情况，分别提出滞洪区　及分洪影响区的调度。　本成果应用于滞洪区内的邢家湾开卡工程及分　区滞洪工程，分洪影响区的老漳河及滏东排河和索　芦河老盐河分区行洪等４项工程。　１９９７年获河北省水利厅科技进步一等奖；１９９７　年获河北省科技进步三等奖。　此省桃林　水　用　定量参数确定最优建鐾面研　本课题进行了大量地质勘探、现场原位测试、室　内岩石物理力学性质试验及固结灌浆试验等，对取　得的观测试验数据进行系统综合分析论证，确定桃　林口水库大坝最优建基面为ＩＩＩ级岩体（弱风化中下　部）为主，并提出了控制建基面开挖深度的主要定量　参数，结合地质调查，做为大坝建基面优选的依据。　据本课题的研究成果，桃林口水库坝基５－２２＃　坝块建基面标高与批准的初步设计相比提高了４～　１ｌｍ，减少开挖石方１５万ｍ　，节约混凝土１０余万　ｍ　，减少工程费用约２４００万元，缩短了工期，经济效　益和社会效益显著。　１９９７年获水利部科技进步三等奖。　萤譬座水厍垂壶　渗　下游　沾下水彩响的决笨分衍系饶　应用地下水动力学二维非稳定流和有限元，　有限差分等理论，建立了地下水渗流动态分析与　预测工作平台，应用于地下水流场演变与环境预　测。在副坝截流对下游地下水影响应用中，建立　了完整的分析决策系统，完成了现状（１～３年），　丰、平、枯代表年及连续１ｏ年枯水期的预测，水　质分析与预测，各种补偿方案效果的预测，优选　最佳决策方案。本次建立的地下水数学模型，其　工作平台采用人机对话方式，使界面友好，操作　直观，应用于地下水位预测，方法先进。在大型水　库下游地下水影响区优选补偿工程，做到灌溉补　偿与回灌补偿相结合，水资源得到重复利用，并　用数模验证补偿效果。　补偿工程可使下游影响区０．３３万ｈｍ　农田　得到渠水灌溉，古运粮河蓄水可供工农业使用，　并回补地下水，总计补水量３３９３万ｍ　，年效益　２０００余万元。其还是保护石家庄市、京广铁路等　重要经济设施安全，副坝截流影响区地下水位得　到控制，有利于社会稳定及城市环境改善。　１９９８年获河北省水利厅科技进步一等奖；１９９８　年获河北省科技进步三等奖。　维普资讯 http://www.cqvip.com

・７８・　科技创新硕果累累　２００６年增刊　围内形成强大风暴，危害工程的正常运行。这将会直　接给水电站厂房和ｌ１０ｋＶ升压站室外配电装置的安　桃林　戾孔三谁　全运行带来严重威胁。　有限元应　分衍研宓　本课题通过分析论证，提出了底孑Ｌ三维有限元　本课题针对目前在国内外水电站防雾化问题上　至今尚无有效的解决方法，提出以１　１０ｋＶ、ＧＩＳ全封　闭组合电器防雾化的应用进行研究并成功应用。解　决了制约工程进展的多项技术难题，填补了以　１１０ｋＶ、ＧＩＳ全封闭组合电器防雾化的空白。此成果　应力分析采用２Ｏ节点等（次）参三维单元模型，确定　了底孑Ｌ三维有限元应力分析单元剖分疏密度的控制　原则，探索了一条曾子结构理论方法，解决单元数和　自由度数量极大的超大容量题目，在计算上实现的　研究成果完善和发展了底孔三维有限元应力分析方　法。本课题研究中，对桃林口水库工程底孔结构的剖　分，整个计算模型的单元数为４０５９个，节点数２３６２５　个，总体自由度达７０８７５个，在微机上实现了计算，保　证了计算成果的精度。　该成果的应用，可提高桃林口水库重力坝底孑Ｌ结　构的设计水平，达到减少工程投资，加快施工进度，提　高工程建设质量的效果，具有显著的社会效益。　２０００年获河北省科技进步三等奖。　挑林　水电能采用１　１　０ＫＶ、ＧＩＳ金封　闭饱舍电器　雾化研宓ｔＬ，Ｉ｝；应用　目前在国内外水电站防雾化问题上至今尚无有　效的解决方法，特别是高坝泄洪、挑流消能方式，雾　化更为严重。且桃林口电站与泄洪闸距离仅３０ｍ，水　库泄洪方式采用表孔宽尾墩与消力池联合消能的消　能功形式，消能效果较好但加剧了雾化程度。桃林口　水库亦属高坝泄洪，当提闸泄洪时由于宽尾墩的抛　射挑流作用将射人空中的高速水流使其水舌内部强　烈紊动和周围空气的作用水舌沿程急剧扩散、掺气、　不时有碎裂的水体成片飞出。若泄洪呈多股水舌在　空中交叉碰撞，掺气雾化程度将加剧、雾流范围陡　增，在泄洪区上空形成雾化源。当水舌以高流速跌入　尾水时产生使水体增速的激溅作用，形成主雾源。溅　起的大量水团、水股在峡谷风及水舌风的作用下，密　集水雾的对流扩散运动将相当激烈，并在坝址区一　定范围内形成强大风暴。由于电站与泄洪闸门仅３０ｍ　之隔，正处于雾化形成的强风暴袭击范围内，因水电　站地势低，渲泄洪水时产生的强大雾雨受地势影响　不易扩散，将顺高边坡开挖的峡谷升腾而上，在电站　和升压站上空形成强大降雨，在坝址区１００—２００ｍ范　在国内外水电站防雾化研究尚属首次应用。为今后　在水电系统中采用六氟化硫组合电器防雾化获得　成功经验，使水电站在汛期大坝泄洪的非常时期也　能安全可靠的运行。取得了显著的经济效益和社会　效益。　２００２年获河北省科技进步三等奖。　大型水　柜　Ｚ程　项｛［）后评价研宓　（１）提出了比较完整的大型水利枢纽工程后评价　内容、指标体系及评价方法，研究项目之多、内容之全　面、成果之深入，根据查新报告尚属首例。　（２）在广泛收集有关资料的基础上，深入分析了　我国当前水价存在的主要问题及其对工程管理单位　的影响，研究了我国水价改革的基本思路和改革过　程中应该解决好的主要问题’，提出了多种水价测算　方法，结合桃林口水库工程后评价，制定了水价改革　方案及措施，具有较强的现实性和可操作性，在国内　水利建设项目后评价中亦属首例。　（３）提出了影子价格综合法，首先将工程的主　要费用要素的单价调整为影子单价，然后以影子　单价与财务单价的比值作为影子价格综合换算系　数，再按照总工程量将项目费用调整为影子费用。　这样既减少了计算工作量，又使成果具有比较高　的精度。　（４）在社会影响评价研究中，采取召开座谈会、个　别访问、问卷调查、抽样调查等公众参与方式，了解公　众对工程的看法，评价水库工程对社会经济和社会　环境造成的影响。在库区淹没处理和移民安置评价　中，采取随机抽样、实地调查的方式，对移民安置后的　生产生活水平进行调查与评价。取得了令人满意的　成果。　（５）运用逻辑框架法分析确定重点评价内容及评　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年增刊　科技创新硕果累累　・７９・　价指标，采用对比分析综合评价法、多目标综合分析　评价法、逻辑框架法、项目成功度测定等方法对项目　设计方法和技术参数以及施工工艺，并结合海河　流域地处寒冷地区的特点，提出土工织物软体　排、土工模袋、垂直防渗、生物防护等方面的创新　成果。　进行综合评价，在国内水利建设项目后评价均属首　例，提高了项目后评价成果质量。　（６）库区淹没处理和移民安置评价研究是大型水　利枢纽工程后评价中有特色和创新意义的成果，结　本课题立足于河北省几大流域的险工整治，系　统地调查、总结险工的成因、发展趋势研究及其治理　措施，推广新工艺、新技术。通过本课题的深入研究，　提出的河道险工治理技术在河北省将有广泛的应用　合桃林口水库工程后评价，对库区淹没处理和移民　安置评价的原则、内容及方法进行了比较系统深入　地研究，形成了一整套比较完整的理论和方法，能够　较好地反映水库淹没处理和移民安置的社会、经济、　环境、人文等各个方面的综合效果，为今后移民评价　提供了成功经验。　（７）本次对桃林口水库工程后评价，是竣工验收　后即对工程项目进行后评价，资料数据可靠，可操作　性强，对比性强。将后评价指标与前评价指标进行比　较，分析产生差异的原因，在国内水利行业尚属首　例。　本课题研究与桃林口水库工程后评价密切结　合，研究过程中及时将研究成果应用于桃林口水库　工程后评价工作中，提高了评价成果水平。此外，本　科研成果还先后在河北省水利厅建设项目管理、桃　林口水库管理局经营管理、华北水利水电学院工程　管理和技术经济教学、潘家口　大黑汀水库移民安置　后评价、万家寨水利枢纽工程项目后评价中得到应　用，取得了良好的经济效益和社会效益。　２ｏｏ３年获河北省科技进步三等奖。　洛　汔域　遵隆互加固　理技术应用研宓　（１）充分调查研究海河流域主要河道河势变　迁情况，搜集包括顺直图在内的不同年代河道地　形图，并以水利志等历史资料作参考，绘制不同年　代河道变迁趋势图，分析河道冲淤及演变规律和　特点。　（２）通过古洪水考证，分析海河流域险工类　型、成因、发展及危害；通过实践、工程原形观测，　提出河道险工综合治理技术、险工护岸工程施工　技术要求，在工程实践中推广新材料、新技术、提　出土工合成材料护岸工程技术、河道砂堤砂基防　渗技术。　（３）通过研究，提出多种治理护岸结构形式的　价值。为南水北调中线工程防洪安全提供有效措施，　亦为我国其他大型流域实施河道整治治堤提供开创　式的科学模式。　２００４年获河北省科技进步三等奖。　萤壁座水厍副坝　采厚绳　渗漏沾基　渗技术研究　由于黄壁庄水库副坝地基异常复杂的地质条　件，在防渗墙施工中发生了７次大规模的塌坑，坍　塌方量最大达３９００ｍ　，坍塌地层深度最深１５．３ｍ。　为查明坍塌情况进行了钻探、坑探、标贯、动探、压　水、抽水、渗流、土工试验以及邓肯一张参数试验和　碎石粘土层分散性试验等。物探测试采用多波列映　象、复合极距电阻率剖面、弹性波ＣＴ、环境同位素　测量、瞬变电磁、瞬态面波、垂直弹性波、孔中密度　等具国际、国内领先水平的方法。这些都为摸清塌　坑情况和原因，采取合理的处理措施，指导工程施　工创造了必要的条件。对处理如此大规模的防渗墙　施工中产生的坝体塌坑尚没有成功的经验可供借　鉴，本课题广泛研究了多种地基加固处理措施，根　据塌坑地层具体情况，分别采用了开挖、回填和旋　喷桩、振冲桩、充填灌浆桩、旋喷墙、深层搅拌墙、深　层堵漏灌浆、粘性土层压浆等多种处理措施。对塌　坑段的渗流情况和坝体、坝基、墙体的应力变形采　用二维、三维有限元方法进行复核计算。对加固处　理施工质量进行检测，检测结果表明工程质量良　好，为今后同类工程地基加固提供了成熟的经验和　实践。　防渗墙属于隐蔽工程，针对防渗墙质量检测研　究了多种方法，优选了垂直反射波法作为普查方法，　并对重点部位进行ＣＴ技术检查，同时结合检查孔取　芯等综合方法对防渗墙质量进行有效检测和评价。　实践证明，该方法对于大型地下防渗墙的质量评定　维普资讯 http://www.cqvip.com

・８０・　水科学与工程技术　２０ｏ６年增刊　具有重要的指导意义。　本成果应用于黄壁庄水库除险加固工程中，目　前水库已经投入正常运用，通过监测成果分析，相同　库水位条件下副坝坝后地下水位较建墙前一般降低　了１０ｍ左右，墙后水位较墙前一般降低了１５ｍ左右，　可见混凝土防渗墙防渗效果是非常明显的。通过采　此省ｒ亏．武　水　汛限　水　役针　用研　河北省东武仕水库汛限水位研究是国家防总　２０ｏ２年确定的全国重大科研项目。本项目研究了水　用垂直防渗，不仅能解决副坝病险问题还可以增蓄　水量，具有巨大的经济、社会效益。通过研究，为今后　大中型水库除险加固的设计、施工、基础处理提供成　库规模功能、超定量法设计洪水、Ｌ一矩法设计洪水、　利用净雨控制调度法汛限水位调整、低标准仿真调　度法汛限水位调整、峰量不同频率变时段同倍比放　大法汛限水位调整、预报预泄法汛限水位调整、漫坝　风险分析法研究水位调整、随机模拟法汛限水位调　整、洪水预报模型、水库效益分析及风险、水库调度　运用方式，提出了水库汛限水位设计与运用研究具　体内容、研究途径、研究方法。在研究中吸收了目前　国内外设计洪水、汛限水位的最新理论和方法，采用　常规法进行设计洪水计算，后又引进超定量法和Ｌ一　熟的经验。尤其针对具有强渗漏层厚度大、埋藏深、　渗透性强特点的水库的防渗处理，综合各种勘察、试　验及计算方法进行了论证，并重点强调了施工问题　的处理措施优化研究，为类似工程的除险加固提供　了理论和实践依据。　２００４年获河北省科技进步三等奖。　此方寨汾沾臣ＲＣＣ　饲　崭丝朱应用研宓　本课题结合桃林口水库ＲＣＣ筑坝技术，通过：　（１）碾压混凝土试验研究；　（２）常态混凝土试验研究；　（３）ＲＧＣ筑坝工艺研究；　（４）坝体温度场及温度应力仿真计算研究；　（５）确定最优建基面；　（６）高边坡开挖及其稳定性研究；　矩法两种方法对设计洪水进行研究。分析了超定量　法系列模型、时间分布、适线线型，提出了对原有模　型的改进对于变差系数较大地区适应性更好，有推　广价值。Ｌ一矩计算成果具有无偏性，避免了设计洪水　成果因主观原因随意变化，成果具有客观性，值得应　用。　汛限水位调整研究是本次研究重点，采用常规分　析法、净雨控制调度法、低标准仿真调度法、峰量不同　频率变时段同倍比放大法、预报预泄法、漫坝风险分析　法、随机模拟法等方法，结合降雨产生净雨模型进行净　雨控制调度；运用长系列水文资料进行调度成果内插　部分控制，达到低标准仿真调度；结合洪水过程特性采　用峰量不同频率变时段同倍比放大法进行调度；运用　先进的天气预报和洪水预报方法进行预报预泄调度；　运用对抗洪水系列和有效风系列联合作用进行漫坝风　（７）右岸高边坡坝段优化设计；　（８）坝基深层抗滑稳定分析及处理措施的优化；　（９）溢流坝消能型式试验研究；　（１０）底孔减压模型试验及消能防冲研究；　（１１）底孔三维有限元应力分析研究；　（１２）浮动闸门稳定、锁定方式研究；　险分析；依据洪水特性采用自回归模型对洪水过程进　行随机模拟。这些方法综合研究在水库设计与运用中　首次使用，为以后的水库汛限水位研究提供方法。　通过研究，东武仕汛限水位可由１０２ｍ提高到　（１３）１　１０ｋＶ、ＧＩＳ设备防雾化研究等１３项子课题　进行试验研究提出了优化新技术、措施，解决了　ＲＣＣ筑坝技术的关键性问题，确定最优建基面、底　流消能技术难题，达到了方便施工，缩短工期，节省　投资的目的。桃林口水库工程实际节省土石方开挖　１０４ｍ。２００４年东武仕水库实际运行过程中，减少弃水　１９０７万ｍ　。多蓄水１９３９万ｍ　。该水量按工业产值计　量１４６．２万ｍ　；节省混凝土浇筑量２２．８万ｍ　；节约　工程投资２６％，施工工期缩短了１年，经济效益十分　显著。该课题多项科研成果具有很强的适用性和应　用价值，具有广泛而重大的推广应用价值。　２００５年获河北省科技进步三等奖。　算可创造６９．８２亿元产值。取得了巨大的经济效益和　社会效益。本课题研究成果具有重大现实意义，东武　仕水库汛限水位设计与运用研究成果正在向河北省　其他大型水库推广，将来会向更大范围推广。　２００５年获河北省科技进步三等奖。