代表性科研活動及標(biāo)志性成果1：國家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃 “西南河流源區(qū)徑流變化和適應(yīng)性利用”

針對河流湖泊演變、水流紊動結(jié)構(gòu)，利用數(shù)值模擬、物理試驗(yàn)及3S技術(shù)，開展河道水流運(yùn)動阻力、河岸崩潰機(jī)理等研究，探討了河流水動力特性、河流湖泊系統(tǒng)的發(fā)展、水域形態(tài)變遷對行洪及通航影響的內(nèi)在機(jī)制，以求在理論上有所突破。密切結(jié)合國家河道治理與水運(yùn)開發(fā)的需要，采用最新的研究手段開展研究工作，并為水利水運(yùn)工程建設(shè)發(fā)展服務(wù)。本研究依托國家自然科學(xué)基金委重大研究計(jì)劃的培育項(xiàng)目“徑流變化下三江源沖積河群的河床演變規(guī)律”，以三江源區(qū)的沖積河群為研究對象，綜合運(yùn)用遙感影像、水文泥沙數(shù)據(jù)、野外調(diào)查與采樣、室內(nèi)水槽動床實(shí)驗(yàn)等多種方法，重點(diǎn)研究沖積河群的形成特征、分布與成因，揭示同一河群內(nèi)部河道的差異和不同河群間的共性與差異，這些探索性研究工作，為認(rèn)識三江源河型多樣性和河床演變提供認(rèn)識新思路，對于建立高原河流形態(tài)動力學(xué)和揭示沖積河群演變機(jī)理具有重要的科學(xué)意義，相關(guān)成果達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

代表性科研活動及標(biāo)志性成果2：國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“全球氣候變化下的近岸水沙動力特性及其岸灘響應(yīng)機(jī)制研究”

針對全球氣候變化影響下，極端波況不斷出現(xiàn)，開展極端波況下近岸地區(qū)水沙動力特性及其岸灘響應(yīng)機(jī)制研究。關(guān)鍵技術(shù)在于本研究在機(jī)理層面，探討極端波況動力過程的概化和模擬技術(shù)，基于波浪水槽實(shí)驗(yàn)研究極端波況下近岸水動力特性，分析海岸非均勻沙運(yùn)動規(guī)律，探求岸灘剖面形態(tài)演化、建筑物局部床面變形、海床動力響應(yīng)機(jī)制和泥沙液化規(guī)律。此外，通過物理模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬方法，開展了波流共同作用下珊瑚岸礁的水動力學(xué)特性研究和海嘯波作用下近岸地區(qū)建筑物周圍局部沖刷機(jī)理研究等工作，在應(yīng)用層面，建立三維固液兩相流泥沙輸運(yùn)數(shù)學(xué)模型、基于非均勻沙輸移模式的岸灘演變預(yù)測數(shù)學(xué)模型，為實(shí)際運(yùn)用奠定基礎(chǔ)，研究成果已在國內(nèi)外權(quán)威刊物上發(fā)表。研究的創(chuàng)新水平達(dá)到國內(nèi)一流水平，部分達(dá)到國際先進(jìn)水平。

代表性科研活動及標(biāo)志性成果3：河湖治理工程技術(shù)研究及應(yīng)用系列研究

（1）生態(tài)工法基礎(chǔ)理論研究及其在河湖治理工程中的應(yīng)用

首次建立生態(tài)工法評估體系，完成其頂層設(shè)計(jì)，構(gòu)建出一套完整的基本理念，可作為生態(tài)工法結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)與實(shí)施定性評估工具。以生態(tài)工法評估體系為指導(dǎo)，研制了生態(tài)工法新型材料，研發(fā)生態(tài)工法植生技術(shù)，并提出生態(tài)工法施工技術(shù)，生態(tài)環(huán)境效益顯著。同時(shí)開展生態(tài)型護(hù)岸結(jié)構(gòu)研究，提出植生型多孔混凝土護(hù)岸結(jié)構(gòu)型式，提出反濾型組合生態(tài)護(hù)岸及其設(shè)計(jì)計(jì)算方法，提出石籠生態(tài)護(hù)岸、護(hù)底的設(shè)計(jì)方案與計(jì)算方法，可為設(shè)計(jì)提供科學(xué)理論依據(jù)，具有重大理論和運(yùn)用價(jià)值。項(xiàng)目成果運(yùn)用于多個(gè)河湖治理工程中，具有顯著的示范帶動作用和推廣價(jià)值。成果總體上達(dá)到國際先進(jìn)水平，已申請國家發(fā)明專利5項(xiàng)，獲計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)1項(xiàng)，發(fā)表研究論文22篇，培養(yǎng)碩士研究生7名。

（2）疏浚過程中泥沙再懸浮及釋放污染物的機(jī)理與計(jì)算方法

以疏浚施工引起的泥沙再懸浮、懸浮泥沙輸移擴(kuò)散及其對環(huán)境的影響為研究對象，以提出相應(yīng)的計(jì)算方法和計(jì)算模型為目標(biāo)，綜合運(yùn)用理論分析、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、室內(nèi)試驗(yàn)和數(shù)學(xué)模型等多種手段開展研究。本研究在已有的實(shí)測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境特征和施工參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的理論分析和回歸計(jì)算，發(fā)展不同的底泥再懸浮源強(qiáng)的計(jì)算模型和方法，設(shè)計(jì)了一種近似均勻紊流模擬裝置研究了不同紊動條件下懸浮泥沙解吸釋放污染物的動態(tài)過程，進(jìn)一步闡明了泥沙運(yùn)動狀態(tài)、懸浮泥沙濃度、泥沙粒徑等因素對懸浮泥沙解吸釋放污染物的影響。研究建立的多組分的泥沙-污染物數(shù)學(xué)模型，能合理模擬不同粒徑泥沙的運(yùn)動狀態(tài)及其對吸附解吸過程的影響，進(jìn)一步提高了計(jì)算精度。本項(xiàng)成果達(dá)到國際先進(jìn)水平，并獲得2014年中國水運(yùn)建設(shè)協(xié)會科技進(jìn)步二等獎。成果成功應(yīng)用于多個(gè)疏浚工程中，可以為相關(guān)其它疏浚項(xiàng)目分析疏浚再懸浮泥沙輸移擴(kuò)散范圍、評價(jià)疏浚的環(huán)境影響、優(yōu)化疏浚方案等提供了技術(shù)支持和參考。

代表性科研活動及標(biāo)志性成果4：Ⅲ、Ⅳ類圍巖條件下鋼筋混凝土高壓岔管關(guān)鍵技術(shù)研究

在圍巖—襯砌體高壓水滲流規(guī)律和高壓防滲灌漿試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，首次明確提出了洞周防滲設(shè)計(jì)理念，建立了抽水蓄能電站高壓水道洞周防滲設(shè)計(jì)方法體系，較好地解決了Ⅲ、Ⅳ類圍巖條件下鋼筋混凝土高壓岔管（水道）防滲問題；通過大量的試驗(yàn)成果和理論研究，發(fā)現(xiàn)常用的巖體滲透性指標(biāo)呂容值（Lu）不適于評價(jià)高壓水道圍巖的滲透性，首次提出了用于評價(jià)圍巖高壓水抗?jié)B性的新指標(biāo)—“高壓單位透水量”（DK，L/min.m）及鋼筋混凝土襯砌高壓水道新的防滲標(biāo)準(zhǔn)—“DK判別法”；深入系統(tǒng)地開展了現(xiàn)場高壓壓水試驗(yàn)，研究了試驗(yàn)布孔原則、儀器設(shè)備選用和試驗(yàn)方法與工藝，提出了試驗(yàn)成果整理、分析的方法和標(biāo)準(zhǔn)，初步創(chuàng)建了高壓壓水試驗(yàn)的方法體系。本成果獲得湖南省科技進(jìn)步三等獎、中國電力建設(shè)集團(tuán)有限公司科技進(jìn)步二等獎和中國水力發(fā)電科學(xué)技術(shù)三等獎。