长江见证 科技奏捷

  时光荏苒，岁月如歌。70年来，一代又一代长科院人初心永志、攻坚克难，在科学前沿孜孜求索，在重大科学技术领域不断突破，攻克了一系列重大科学问题和关键技术难题，铭刻了长江科研的卓越功勋，为治水治江事业、流域经济社会持续健康发展与生态文明建设作出了重要贡献。

  馨香阵阵，硕果累累。建院以来，长科院陆续荣获各类科技奖励620余项，其中国家科技奖36项、省部级科技奖励300余项；获授权中国发明和实用新型专利580余项；主编或参编技术标准100余部；编撰出版科技著作150余部。

  成果内容系统揭示了长江中下游河道水流阻力与紊动特性、宽级配床沙输移和分汊河道水沙运动规律，建立了适用于长江的泥沙起动流速公式和悬移质水流挟沙力公式；提出了不平衡输沙理论，揭示了水库淤积规律和壅水条件下及非恒定流条件下推移质输移规律、水库下游不同粒径组泥沙恢复机理，揭示了二元结构河岸的崩塌机理，揭示和预测了水沙变化条件下长江中下游不一样河道、江湖系统演变规律和趋势。

  影响力不平衡输沙理论被大范围的应用于国内外水库淤积和坝下游河道冲刷计算；解决了长江中下游床沙输移模拟及分汊河道主支汊演变定量预测的技术难题；相关成果在长江流域综合规划与长江中下游干流河道治理规划、河势控制与河道（航道）整治等方面得到普遍应用；促进了泥沙运动力学、河床演变与整治等相关学科的发展，获国家及省部级科技奖10余项，国家发明专利20余项，出版专著20余部。

  成果内容依据长江的河流特征和生态环境状况，从兼顾水资源开发利用和河流生态环境保护角度，研究提出耦合水文及水动力要素的全过程环境流理论和分类分区计算方式，构建了健康长江评价体系和综合管理标准化体系，提出了长江流域大型水库和中下游闸口生态调控目标、优化模型和实施方法框架、生态调控管理体制和协调机制。

  影响力领先提出“基于生态和服务功能协调的健康长江评价指标体系”和“基于珍稀特有鱼类生态模型的环境流理论及平原河网连通生态调度方法”，成果应用于长江流域综合规划修编等重要规划和长江流域重点河湖健康评估，以及三峡水库等大型水利工程调度运行方案的优化调整及典型地区考虑环境流需求的水资源配置方案的制定，取得显著效益。出版著作6部，发表学术论文116篇，获发明专利11项、实用新型专利7项、软件著作权2项，获2013年大禹水利科学技术一等奖和2016年湖北省科技进步奖二等奖。

  成果内容揭示了地表径流和壤中流双重水文过程影响下的坡面侵蚀产沙机理，阐明了壤中流在坡面侵蚀产沙中的作用；研发了既能截排地表径流，又能排导壤中流的半透水型截排水沟新技术，以及基于细沟侵蚀临界坡长的截排水沟布局技术；提出了小流域坡耕地田间道路网密度设计方法，解决了田间道路网密度设计理论依照缺乏难题；构建了以坡耕地径流梯级网络化调控体系和田间道路网为骨架的水土流失调控范式。

  影响力研究成果在重庆、四川等地得到推广与应用，推广示范面积5.2万公顷，经济效益5000余万元。项目成果被水利部、相关省市及科研设计十余家单位采纳。获得专利17项，其中6项国家发明，11项实用新型；形成水利部行业标准《南方红壤丘陵区水土流失综合治理技术标准》（SL657-2014）等规范3项，提交政府咨询报告2份，研究成果获2017年大禹二等奖，入选水利部2021年先进的技术推广指导目录。

  成果内容以长江源区“水、土、沙、生”耦合关系为主线，在长江源区水循环演变规律、河流多尺度演化过程、河流水化学特征及控制机理、水生态现状以及鱼类产卵场追溯、沼泽湿地生态水文过程演变、高寒草地ECO与水生态环境保护对策等方面取得系列性成果。

  影响力揭示了长江源区水循环及水资源演变特征、河流水沙输移变化和河床演变规律、主要河流的水环境及水化学特征，首次发现了鱼类越冬场和关键鱼类产卵场，辨识了植被景观与水土流失的空间格局与分布特征。2019年提出的长江源区适应性保护建议获得上级主管部门的肯定及政府部门的采纳和重视。编写出版了《长江和澜沧江源区生态环境综合科学考察》和《长江源区综合科学考察报告2019》等专著。

  成果内容综合运用多维时空信息，构建了智慧水利综合管理框架，提出了智慧流域“立体感知-智能传输-高效组织”多源数据获取体系，研发了“空-天-地-水”立体化监测与水利信息智能管理等关键技术，建立了新一代信息技术支撑下的智慧流域水旱灾害应急监测体系，实现了水利信息全过程跟踪管理，明显提高了智慧水利研究与应用水平。

  影响力研究成果已应用于流域综合业务智能管理、水旱灾害应急决策支持等水利业务实践；累计出版专著、发表论文、取得国家专利和软件著作登记权300余项，获得省部级科技奖励6项，4项先进的技术入选《水利先进实用技术重点推广指导目录》，在流域综合管理中效益显著。

  成果内容围绕南方地区农田节水减排、农村饮用水安全、农田涝渍灾害成灾机理及调控技术展开研究。集成了一套完整的节水灌溉-控制排水-湿地协同对灌区氮排放影响的理论体系，提出了灌区尺度农田面源污染控制技术体系；制定了西南典型地区农村饮水安全评价标准，开发了工程可持续运行管理评价软件，提出了太阳能光伏供水与循环防冻供水技术模式；研发了农田除涝降渍工程联合调度系统，开发了基于高精度传感器的涝渍水位自动采集与监测装置。

  影响力研究成果为湖北、江西、西藏、重庆等地农业节水与农村供水安全保障提供了有力的技术支撑，形成政府部门指导文件4份，成功应用于西藏74个区县，支撑了西藏农村饮水安全脱贫攻坚工作。研究成果获省部级科技奖励5项，出版专著5部，授权发明专利5项、主编省级标准2部；发表学术论文80余篇，获国务院授予的全国民族团结进步模范集体。

  成果内容在岩石力学试验与测试方法方面，建立了系列水工岩体特性的试验与测试方法，多项成果纳入国家标准及行业规范，形成了水工岩石力学室内及现场试验与测试的方法体系。在水工岩石力学分析理论与方法方面，发展了多种岩体宏细观多尺度模拟及岩体稳定性评价方法。在岩体质量评价与利用方面，提出了岩体质量评价标准及工程岩体利用与加固的多项新技术。

  影响力成果在三峡等大型水利水电工程中成功应用，解决了相关岩石力学关键技术问题；推广至水利水电、铁路、公路、核电等多个领域的国内外200余个工程，推动了水利水电行业及岩石力学领域的科学技术进步。主持或参与编制国家标准3部，行业规范6部。获2015年度国家科学技术进步二等奖。

  成果内容研发了岩土CT三轴仪、大型微摩擦真三轴仪、高水头大流量渗透仪、深厚覆盖层力学性测试设备及技术，提出了粗粒土非线性剪胀本构模型、湿化及蠕变模型，开发了可预测高土石坝工程全生命周期工作性态的数值仿真平台；揭示了膨胀土边坡破坏机理，建立了其稳定性分析理论和方法，解决了制约工程建设的膨胀土世界级难题；研发了新型防淤堵减压井技术，建立了设计、施工、运维全过程质量控制体系。

  影响力研究成果支撑了荆江分洪等重大水利水电工程建设，为水布垭等高土石坝工程提供了科技支撑。有关成果获国家科学技术进步二等奖2项，省部级特等奖1项，省部级一、二等奖10余项。

  成果内容建立了一整套完整的优质、安全、高效“坝基及高边坡快速开挖爆破技术”；基于精细爆破理念，提出并完善了水利水电工程岩石开挖精细爆破技术体系；构建了不一样水工围堰拆除爆破设计理论和设计方法；提出了基于岩石性质-炸药性能-爆破效果相匹配的大直径全排孔岩塞爆破设计方法；提出了爆破料级配预报模型——CKY模型，开发了级配料开采智能爆破设计及管理系统。

  影响力该技术先后在溪洛渡等几十个大型水电工程中成功应用，解决了工程中的边坡及坝基开挖、地下洞群开挖等技术难题。有关成果获得国家科学技术进步二等奖2项，省部级科技进步奖5项，行业科技进步奖30余项。

  成果内容针对水工大体积混凝土裂缝预防、控制和预警等方面存在的技术难点进行系统研究，揭示水工大体积混凝土裂缝产生的内在规律和主导因素，建立大体积混凝土抗裂性能测试方法与评价体系，提出混凝土防裂技术措施，建立裂缝的发展的新趋势和危害性评价体系，形成了基于开裂机理的水工大体积混凝土裂缝综合防治技术体系。

  影响力项目成果推广应用至长江三峡、南水北调等100余个大型水利水电工程的混凝土配合比设计和温控防裂以及新安江、水东等混凝土大坝裂缝性态分析与预警，有效解决了水工大体积混凝土开裂的世界级难题，研究成果获省部级科学技术进步一等奖3项，出版专著5部，行业规范10部，发明专利10项。

  成果内容三峡工程大江截流流量和抛投强度等多项指标居世界同类工程之首。通过系列试验研究，解决了流量标准、戗堤进占过程中的堤头坍塌与改善措施、龙口预平抛垫底施工、戗堤进占合理口门设置、施工通航、大江截流现场实施情况的跟踪试验预报效果等水力学问题，为1997年11月8日三峡工程大江胜利截流提供了强有力的技术支撑。

  影响力相关研究成果编著出版了三峡工程技术丛书的工程项目施工技术分册，被有关教材引用，成为工程截流设计和施工广泛采用的技术指导，对完善施工截流理论、推动实施工程技术进步具有深远影响，并获得国家科学技术进步一等奖。

  成果内容提出水库经常使用理论，提出并论证了“静水通航、动水冲沙”关键技术，科学规划、论证、设计和实施了下荆江系统裁弯工程，揭示了河道整治建筑物及护岸工程水毁模式和机理，提出了护岸工程设计原则及方法，攻克了长江中下游河道整治系列关键技术，研发了多项河道治理新技术，形成了长江中下游河道整治技术体系和水利血防技术体系。

  影响力水库经常使用理论和“静水通航、动水冲沙”关键技术大范围的应用于三峡、巴基斯坦卡洛特等国内外大型水利枢纽工程泥沙问题研究，为三峡等水库最大限度发挥效益提供科学依据；护岸工程设计原则及方法有效指导了长江中下游护岸工程的设计、施工及运行管理，相关河道整治技术成功应用于荆江等多个长江干流河段河道整治，有效控制了河势。

  成果内容研制了大坝安全监测智能采集成套设备，解决了振弦传感器数据采集适应性差的问题，并采用底层以太网组网技术，突破了国内安全监测自动化系统巡测速度瓶颈，实现了大规模组网和高速巡测。研发了安全监测云服务系统，实现大坝安全监测信息的物联感知、云端存储、统一管理、专业分析与及时预警，可为单个水库大坝、流域或集团研发企业、水行政主任部门提供软硬件一体化的安全监测智能解决方案。

  影响力研发成果已获授权16项国家专利、30余项软件著作权，8项技术入选水利部重点推广目录。在溪洛渡等20余项国家重点水利工程中成功应用，累计推广自主研发设备4000余套，云服务系统累计接入100余项工程。

  成果内容发明了可原位削减湖库富营养化水体氮磷和抑制藻类过快增殖的移动式水质净化系统，研制了微孔爆气-高性能吸附-微电流电解相协同的适用于重度富营养化水体治理和藻类精准治理的一代设备，研发了基于碳纤维微生物膜的适用于中轻度富营养化水体的二代设备。该系统具有高适应性、可模块化组合、清洁能源驱动、全天候运行、无化学污染等特点，为解决缓流或封闭水域的富营养化问题提供了有效手段。

  影响力该系统先后在武汉市后官湖（Ⅴ类）和丹江口水库支流剑河（Ⅳ类）等水体进行了应用示范，效果良好。有关技术获得国家授权专利10项，其中发明专利5项，核心技术获水利先进实用技术推广证书、第四届伊斯坦布尔国际发明展金奖、2019年湖北省高价值专利大赛金奖。

  成果内容研发了高浸润渗透性、水下固结性能优异的高性能环氧树脂灌浆材料等防渗补强巩固材料体系，形成了基于材料粘度、胶凝时间和灌浆压力等多参数联合调节的水泥-化学复合灌浆精细控制技术，攻克了传统防渗加固技术对低渗性不良地质体（渗透系数低至10～8厘米每秒量级）难以有效渗透以及有压动水条件下难以有效固结的技术瓶颈。

  影响力技术成果获湖北省技术发明一等奖、大禹水利科学技术一等奖、中国岩石力学与工程学会科学技术进步一等奖等省部级奖励5项。目前该技术已成功应用于三峡、巴基斯坦KAROT等国内外108项重点水利水电工程，社会经济效益显著。

  成果内容针对膨胀土边坡失稳的世界难题，发明了可用于快速锚固的新型伞型锚，提出了伞型锚土体快速锚固技术，研发了伞型锚快速施工装备与工艺，形成了伞型锚成套技术体系，具有即时锚固的优势，可用于土坝、堤防、边坡等工程加固与抢险，提高了我国工程应急抢险能力和水平。

  影响力成果在南水北调中线工程辉县段防汛道路土质边坡抢险加固等工程中推广应用，为南水北调工程抢险储备物资，入选2020年水利部和2021年浙江省水利先进实用技术推广目录，并获技术推广证书。

  成果内容以数字化灌浆监测云平台系统为基础，开展海量灌浆数据动态整理和解析挖掘、灌浆智能动态预警、灌浆全过程智能监测、灌浆施工全面综合质量分析等研究，实现灌浆总量可计、过程可查、质量可控、数据真实、更新及时，为灌浆全过程质量管理、成本控制及工程评估提供科学依据，实现多施工面的统一管理、信息互通和资源共享。

  影响力相关成果已产业化，成功应用于国网新源公司、三峡集团公司所属多个水利工程，并在轨道交通、水封洞库、机场跑道等灌浆施工管理中应用。获专利10余项、软件著作权7项，成果入选水利部先进实用技术推广目录，并由行业专家鉴定达到国际先进水平。

  成果内容在大型多喷嘴冲击式水轮机的控制中开创性引入机组特性曲线因素，提高了水轮机的调节控制性能、运行的安全性和稳定能力；开发了一种液压自复中主配压阀用于大型双调节水轮机调速器，实现流量输入及流量负反馈控制方式；创造性提出轮叶控制管理系统采用偏差积分调节模式，解决了特大型转桨式水轮机调速系统耗油量大的问题，提高了系统可靠性。

  影响力该项目成果获专利9项、国家重点新产品1项，出版著作2部，发表论文8篇，编写规程规范7个。已成功配套于国内近两百台套多调节系统水轮发电机组，并出口至缅甸等一带一路沿线国家，近三年累计创造产值13078.85万元，为推动我们国家水电装备制造业发展和行业科学技术进步作出重要贡献。

  附长江水利委员会长江科学院建院70周年综合篇：《中流击水七十载 科技引领创未来》