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水工研究所回忆 水工研究所回忆
    北京三个水利科研单位,在国家科委主持下,于1958年合并组成水利水电科学研究院。科研专业对口归并,设立水工研究所等。1994年,院名光荣冠上“中国”二字,成为中国水利水电科学研究院。此前,水工研究所已改称水力学研究所。欣逢热烈祝贺中国水科院五十周年院庆之际,应水力学所领导之约,主要对水工所的早期科研工作进行回忆,分六方面简述如次。
一、水工模型试验
    接受设计、施工单位委托,对全国范围重点水利水电工程,进行了大量水工模型试验。做到千方百计、分秒必争为工程建设服务。试验过程重视修改布置优化比较和两个三结合 —— 科研与设计、施工相结合;模型试验与原型观测、计算分析相结合。按时提出许多优质成果,协助解决了工程实际问题。
    在大型工程模型试验开始前,和委托单位进行深入讨论,对可能进行的布置修改交换意见。在模型试验过程中,委托单位常派员参加,一道进行试验及讨论;试验的重要阶段,常请委托单位专家及教授学者观看试验,在模型旁共同讨论;这些措施对科研成果密切联系实际发挥了重要作用。
    以章福仪负责进行的东风水电站模型试验为例,通过试验开始前和设计负责人深入讨论研究,委托单位即对设计原布置方案作了修改。
二、高速水流研究
    高坝泄洪的高速水流特殊问题不能在普通缩尺模型中复演,要求进行专门研究,包括挑流消能的强烈雾化和局部冲刷的岩石模拟。1958年设立水工所后,即以高速水流作为基本研究的重点。对空化与空蚀(也称气蚀)、掺气、脉动与振动(简称“二气、二动”),与岩石冲刷分设专业组进行专门研究,由学科带头人任组长。修建了大型试验设备 —— 真空箱(后称减压箱)、循环水洞、掺气活动陡槽,在国内被称为“高速水流三大件”。
    1962年长春高速水流会议后,高速水流研究为全国范围科研、设计单位及有关大学所重视,相继修建设备进行专门研究。成立了全国高速水流协调组并出版刊物。例如:1992年全国已建成的大型减压箱达15座;其中水力学研究所李忠义于1985年主持建成的大型新减压箱,规模大、仪器新、性能好、水平高。已进行了三峡等多项大型工程泄水建筑物空化水流研究,为减免空蚀做出了贡献。
    工程实践和试验研究表明:高速水流掺气是减免空蚀的有效措施。笔者和李忠义、潘水波合作撰写《高速水流掺气减蚀试验研究》论文,向1992年在武汉召开的“室内和原型水力学研究”国际学术讨论会提出(因病请金泰来代宣读)。
三、原型观测•新仪器研制
    1958年设立水工所后,有专业组专门研究水力学原型观测和新仪器。几十年来,水工所重视原型观测工作,在不少大型工程埋设了观测仪表,到汛期进行原型观测,积累了重要的第一手资料。全国范围水力学原型观测项目和次数之多,在国际上位列前茅,见1988年出版的《水工建筑物水力学原型观测》。
    泄水建筑物振动研究须在工程实地进行观测研究,以减振、防振为目标,包括泄水运行的优化调度等措施。以海龙水库为例,现场振动观测和减振措施,成效十分显著。
    新仪器研制,满足室内试验、大坝埋设和原型观测的需要,有不少新成品。
四、冷却水试验研究
    1958年,水工所接受委托,进行红山火电厂冷却池试验研究,首次用热水进行模型试验。水工所科研领域扩展到工业水力学。热水试验中观测到重要的温差异重流现象,从而突破了冷却池设计过去习用的平面流计算方法。进而发展了火电厂冷却水重叠式排、取口布置(包括感潮区的双向重叠排、取水口)。
    几十年来,陈惠泉领导下的工业水力学研究发展迅速。进一步研究的项目主要有:冷却池漂浮泵强力喷射冷却,直流式冷却塔填料,横流式冷却塔热力计算,核电站及近海电厂冷却技术,重点工程原型观测等。成果丰硕,科研队伍也有相应发展,曾从水工所分出单独建所。
五、技术咨询•水力学专业委员会
    水工所几十年来进行了许多技术咨询,包括:现场查勘、坝址选择、设计审查、专题讨论、评估与鉴定等,是科技学术活动的重要方面。笔者曾参加技术咨询的主要工程有:三门峡(改建)、刘家峡、龚嘴、葛洲坝、安康、二滩、漫湾、三峡、小浪底、龙滩等。例如:八十年代初,应冯寅副部长之约,笔者到现场查勘三门峡深孔与底孔双层泄水引发的空蚀问题;提出适当压低底孔末端的顶板,空蚀问题即因而解决。后水工所接受委托,由陈纯志进行了此项模型试验。关于多项技术咨询的内容,见拙作《水工追述》,此处未及。
    中国水利学会水力学专业委员会于1981年在葛洲坝成立,任务为:通过团结全国水力学科技代表人物,紧密联系实际,协助研究解决工程建设中的水力学问题。前几届学术讨论会及年会联系的工程项目主要有:葛洲坝枢纽、韶山灌区枢纽、水口水电站、街面水电站、山西能源重化工业基地等。并组织编写了:《水工模型试验第二版》(水科院、南科院合写);《水工建筑物水力学原型观测》(松辽委科研所、长江科学院合写)。水力学专业委员会挂靠在水工所,做了许多工作。1983年参加中国水利学会理事会在南京华东水院召开的专业委员会经验交流会前,组织撰写了“水力学研究工作的进展和综述”;会后收入《中国水利学会科技会议报告》。
六、列席第11届国际大坝会议
    1972年,我国决定组团列席参加国际大坝委员会(ICOLD)次年在马德里召开的第11届大会,水电部科技司组织撰写会议所需报告,水科院参加。水工所在《总报告》的撰写中,李桂芬和王鸿筠等做了大量工作。主要有:统计全国已建成的大坝(坝高15m以上)座数;总结群众建坝经验。前者工作量很大,最后首次统计查清我国当时已建成大坝达12517座。后一方面,到几个重点省对丰富多彩的群众建坝经验,进行调查研究总结。这两项成果,都成为总报告《中国水利事业中的坝工建设》的重要内容。团长张光斗在大会宣读《总报告》时提出:中国已建成各类大坝共12517座,受到国际同行强烈反响,当时全体会员国登记的大坝总数约为18000座。笔者和李桂芬参加1973年代表团,李桂芬作为中国女科学家的代表受到了热烈欢迎。
    喜逢盛典,我们热烈祝贺中国水科院五十周年院庆,祝院、所进一步辉煌发展。际此,笔者在对水工所的回忆中缅怀长期领导水工所的已故覃修典老院长,敬致崇高景仰;深切怀念水工所已故的任玉明书记,和学科带头人郭可诠、肖天铎、朱咸、李葆鉴、周芳田、金泰来,学习他们敬业奉献的风范。


 

中国水利水电科学研究院水力学研究所
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