——记水力学与山区河流开发保护国家重点实验室

水力学与山区河流开发保护国家重点实验室（以下简称“实验室”）于1988年5月由原国家计委正式批准建设，1990年1月经原国家教委批准，正式向国内外开放，1992年1月通过国家验收，2005年4月8日经科技部审核批准由“高速水力学国家重点实验室”更名为“水力学与山区河流开发保护国家重点实验室”，是我国最早的内陆水利水电工程领域国家重点实验室和从事应用基础研究的工程类实验室之一。

渊源久远 特色鲜明

四川大学的水利学科源自1944年建立的四川大学理工学院土木水利系。水力学及河流动力学早在1952年即被列为学校重点建设学科，1981年入选首批博士点，1988年被批准为全国唯一的水力学国家重点学科。2000年，水利工程学科获准一级学科博士学位授予权。2005年，以实验室为核心，获教育部批准建设“985工程”科技创新Ⅰ类平台。实验室现拥有水力学及河流动力学、岩土工程和固体力学3个国家重点学科，水利工程、力学、环境科学与工程3个博士学位授权一级学科，以及岩土工程、结构工程和生态学3个博士学位授权点，重点面向山区河流开发和保护，长期结合西南山区河流的特点开展研究，在工程水力学、山区河流泥沙、高坝大库水环境、岩石力学等领域学科特色鲜明。

实验室以山区河流开发（尤其是高坝大型水利水电工程）和保护（尤其是山区河流开发所引起的河流健康和水环境保护）领域的科学研究、人才培养和开放平台建设为主要任务；以我国西南山区河流和世界级高坝工程中的水力学（包括工程水力学、山区河流动力学和环境水力学）和岩石力学的应用基础研究为主要特色；以建设工程水力学和山区河流开发保护领域国际一流的学术平台，促进我国在水力学与山区河流开发保护领域的科技创新、人才培养和学术交流，支撑水利水电工程建设和山区河流灾害防治为总体目标。通过高层次队伍建设和现代化公共平台建设，在工程水力学、山区河流动力学、高坝大库水环境、大坝与库岸安全，以及梯级电站智能调度等领域达到和保持国际先进水平。

交叉研究 创新进取

实验室拥有5个研究方向，包括：高速水力学与高坝工程，河流动力学与山区河流工程，环境水利学与山区河流保护，大坝与库岸安全，水信息学与水利新技术。5个研究方向紧密围绕以高坝工程为重点的山区河流开发及其相关的环境保护问题，构成一个相互交叉的有机整体。

其中，高速水力学与高坝工程以解决高坝工程泄洪安全问题为首要目标，主要研究：高坝泄洪消能及新型消能技术，高速水气二相流特性及其对工程的影响，空化空蚀的预测和控制，高水头泄水建筑物掺气减蚀新技术，高坝工程泄水建筑物优化设计的理论与技术等。河流动力学与山区河流工程则以解决山区河流灾害防治问题为首要目标，主要研究：山区河流宽级配推移质泥沙运动规律，实体和数值河流泥沙模拟技术及其应用，植被作用下复式河道河床演变特性，山洪形成与致灾机理及其减灾防灾对策措施等。环境水利学与山区河流保护以解决水利水电工程环境保护问题为首要目标，主要研究：大型深水库环境水力学特性，水体中污染物运动的预测，水利水电工程对生态环境的影响与生态修复，河流生态需水与水电站生态调度的理论与应用，水环境监测技术的研究及拥有自主知识产权的水环境监测仪器研制开发等。大坝与库岸安全以解决高坝与地基安全问题为首要目标，主要研究：岩土力学基础理论与方法，高陡边坡变形失稳机制与工程对策，高坝与地基稳定的物理和数值模拟方法，大坝安全监控与管理，水库滑坡机理与防治技术等。水信息学与水利新技术以支撑水电工程智能化运行为首要目标，主要研究：水利水电工程中复杂水流现象的数值模拟技术，梯级水电站优化调度理论与技术，水利水电工程管理等。

实验室承担了包括国家重点研发计划首席科学家项目、“973计划”首席科学家项目课题，“863计划”课题，科技支撑计划课题，国家自然科学基金重点项目，重大国际合作项目等在内的一大批国家级应用基础研究项目，取得了丰富的基础理论研究成果，显著提高了我国在本领域的理论研究水平。实验室通过提升承担国家重大科研任务的能力和高水平创新能力，不断取得具有国际领先水平的标志性重要创新成果，从而有力地支撑我国水利水电建设和西部大开发。

凝聚队伍 担当重任

实验室长期坚持培养与引进相结合的队伍建设方针，历多年的建设和发展，逐渐凝聚了一支具有“求是、创新、协作”精神、年龄梯次和知识结构合理的高水平科研团队，在承担重要科研任务、取得创新性科研成果、开展国内外学术交流与合作、培养研究生和实验室公共平台建设等方面发挥了重要作用。

2021年5月15日，由实验室作为负责单位之一的国家第二次青藏高原综合科学考察研究“水系固体物质源-汇过程与演变”专题分队，成功在雅鲁藏布江投放了实验室自主研发的我国首个“坐底仿生水沙观测系统”。中央电视台、《科技日报》、人民网等国内主流媒体对此次活动进行了跟踪报道。

“坐底仿生水沙观测系统”是我国第一套专门用于山区河流强水动力环境条件下的水沙综合观测系统。系统主体支架研发耗时半年，是在同济大学“金字塔框架”海洋观测系统的基础上，为适应山区河流强水动力条件改进而来。扁平的外形设计灵感来自长江流域支流上一种底栖鱼——石巴子（又名石爬子）。系统搭载了多普勒剖面流速仪（ADCP）、激光粒度仪（LIST）、高频多普勒流速仪（ADV）、超级浊度仪、沉积物捕集器等先进观测设备。经过早期缩尺模型水槽试验、重庆北碚水文站试验性投放和羊村水文站预投放试验等多次尝试后，于2021年5月15日上午10点成功投放于雅鲁藏布江羊村水文断面主流区。

此系统具有多要素、全过程、连续性监测功能，可实现对雅鲁藏布江重要河段垂向流速分布、水流紊动强度和悬移质泥沙浓度、粒度等指标进行分钟级连续监测；可通过对获取的固体物质进行实验室矿物成分测试，定量化研究青藏高原河流沉积物来源、组成及搬运动力过程。研究成果可为评估青藏高原生态环境变化、灾害风险早期识别提供科学支撑。

（责编：王芳）