附件1
2015年度水利部拟推荐国家科学技术奖项目表
序号 推荐奖种 项目名称 高水头大流量泄国家科技洪洞水力设计理进步奖 论及应用 完成单位 中国水利水电科学研究院、华能澜沧江水电有限公司、二滩水电开发有限责任公司、中国水电顾问集团成都勘测设计研究院、四川省紫坪铺开发有限责任公司、中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院、四川大学、中国水电顾问集团华东勘测设计研究院 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院、中国水利水电科学研究院、河海大学、长江水利委员会长江科学院、黄河水利委员会黄河水利科学研究院、长江勘测规划设计研究有限责任公司、南京大学、中国人民解放军理工大学、江苏南大先腾信息产业有限公司、杭州市青山水库管理处 完成人员 刘之平、王仁坤、张 东、马洪琪、孙双科、李 洪、邹丽春、陈云华、邓 军、周 钟、吴一红、张宏伟、徐建荣、喻建清、邓良胜 张建云、蔡跃波、李 云、贾金生、汪小刚、盛金保、李 雷、顾冲时、宣国祥、杨正华、王士军、魏迎奇、卢正超、彭雪辉、王晓刚 1 2 水库大坝安全保国家科技障关键技术研究进步奖 与应用 3 4 5 姚文艺、徐建华、徐宗学、秦 奋、黄河粗泥沙产输黄河水利委员会黄河水利科学研究院、黄河水利委员会国家科技史学建、高亚军、肖培青、冉大川、机理及集中来源水文局、北京师范大学、河南大学、黄河水利委员会黄进步奖 田 凯、王富贵、林银平、时明立、区界定与应用 河上中游管理局 左仲国、王玲玲、申震洲 大数据驱动的水朱跃龙、余钟波、蔡 阳、许 峰、国家科技文全要素观测预河海大学、水利部水利信息中心、中国水利水电科学研杨 涛、李致家、孟令奎、冯 钧、进步奖 报关键技术与应究院、武汉大学 冯 杰、李士进、陆宝宏、成建国、用 姚 成、张鹏程、杨传国 水利工程地质体长江水利委员会长江科学院、长江工程地球物理勘测武国家技术和混凝土缺陷无汪在芹、张建清、李 珍、陈 敏、发明奖 损检测与无害处魏 涛、刘润泽 汉有限公司、长江勘测规划设计研究有限责任公司 理技术 附件2
推荐项目1：
高水头大流量泄洪洞水力设计理论及应用
一、项目名称：
高水头大流量泄洪洞水力设计理论及应用 二、推荐单位： 水利部 三、项目简介
泄洪洞是水利水电工程常见的泄水建筑物，是枢纽工程的重要组成部分。实际工程中许多泄洪洞因高速水流而破坏，部分工程破坏的后果十分严重。目前泄洪洞单洞泄量高达3000～4200m3/s，洞内流速已超过50m/s，新出现的高速水流问题直接关系到工程的成败，开展高水头大流量泄洪洞的水力设计理论研究意义重大。
本项成果以水动力学和水气两相流理论为基础，以降低泄洪洞遭遇破坏的风险程度和保证其安全运行为宗旨，建立了高水头大流量泄洪洞总体布置和体型优化的水力设计体系，开发了一系列新型掺气减蚀技术与泄洪雾化预测模型，并在大型水电工程中
得到了广泛的推广应用。
主要创新性成果包括：
1.首次提出并建立了提高大型泄洪洞运行安全性的水力设计理论：为提高高水头大流量泄洪洞运行安全性，首次提出了采用压力隧洞平面弯曲调整水流方向、高位明流隧洞控制水流流速的“龙落尾”大型泄洪洞总体布置新思路与布置方式，通过缩短高速水流段长度、避免高速明流弯道冲击波，显著降低了高速水流空蚀破坏的风险，经多个大型泄洪洞实践，形成了新的水力设计理论。
2.首次提出了基于高速掺气水流模拟技术的大型泄洪洞体型设计方法:首次提出了能够反映紊动扩散对相间阻力作用的本构方程和泡状流、过渡流及滴状流等不同流区的阻力关系，改进了高速掺气水流的数值模拟技术，揭示了水流声速随掺气浓度增加急剧衰减的机理；首次导出了掺气水流的模型相似律，提出了水流掺气浓度缩尺效应的修正计算方法，为合理布置掺气设施奠定了理论基础。在上述理论研究成果的基础上，建立了以流速、压力、水流空化数为目标函数的体型优化理论。
3.自主开发了一系列掺气减蚀新技术:自主开发了侧壁掺气、
坎下变坡、梯形收缩式突扩掺气、异型三维掺气等一系列适应于不同水流条件的新型掺气减蚀技术；根据水流流速量级的沿程变化，创造性地提出了分段独立设置通气洞的思路，建立了大型泄洪洞高速水流供气系统设计新方法，增强了水气流动稳定性，显著提高了掺气减蚀设施的运行效果。
4.首次系统建立了泄洪雾化计算理论与预测模型:通过已建工程的泄洪雾化原型观测成果分析，揭示了雾化的形成机理与主要影响因素，基于量纲分析、神经网络、流体力学及数值分析理论，分别建立了泄洪雾化经验计算公式，空间任意点处降雨强度的泄洪雾化人工神经网络预测模型，与包括掺气水舌运动、入水激溅、雾雨输运沉降三个模块的泄洪雾化全场数学模型，形成了一整套模拟泄洪雾化预测计算方法。根据泄洪雾化的分级与分区标准，系统总结提出了“分区防护，以排为主，适当加固”的防护原则与各分区的具体防护措施。
本研究的主要成果已在小湾、溪落渡、锦屏一级、紫坪铺、瀑布沟等大型工程采用，经多年实际运行验证，表明是正确可靠的，为上述工程的建设与安全运行做出了重大贡献，取得了巨大的社会效益和经济效益。本项研究成果在类似工程中具有广泛的
应用前景，目前在白鹤滩、乌东德、两河口等工程设计中已采用推广。
四、主要完成人情况表
曾获国家科技奖励情况 排名 姓名 职称 所在单位 对本项目技术创造性贡献 （年度，获奖类别，获奖项目名称，排名） 2007年 国家科学技术进步奖 紊流模拟技术及其在水利水电工程中的应用 4 2008年国家科学技术进步奖 重大泄流结构耦合动力安全理论及工程应用 5 2009年国家科学技术进步奖 高坝工程泄洪消能新技术的开发与应用 2 2007年 国家科学技术进步奖 紊流模拟技术及其在水利水电工程中的应用 7 1 刘之平 教高 中国水利水电科学研究院 中国水电顾问集团成都项目总负责，提出了提高泄洪洞安全性的水力设计理论、体型优化方法、供气系统的优化设计方法；开发了侧面水流掺气减蚀新技术；建立了泄洪雾化预测模型 共同提出了高水头大流量泄洪洞水力设计理论；负责溪洛渡泄洪洞总体布置方案的比选与掺气减蚀设施的体型优化研究 共同主持完成了泄洪洞的力设计理论；负责开发掺气减蚀新技术；共同提出掺气水流模型相似律，并论证了供气方式对余幅气流和掺气效果的影响 主持完成了小湾泄洪洞单洞方案与双洞方案的技术论证工作；共同提出了泄洪洞水力设计理论；主持完成了小湾水电站泄洪洞关键水力学问题研究与成果应用 共同负责建立了泄洪雾化计算理论与预测模型；提出了能有效消减回溯水流强度的新型掺气坎布置型式及岸坡防护设计原则。 负责完成了梯形收缩式突扩掺气设施的技术研究应用；完成了紫坪铺泄洪洞体型优化研究与设计 2 王仁坤 教高 勘测设计研究院 中国水利水电科学研究院 华能澜沧江3 张 东 教高 2009年国家科学技术进步奖 高坝工程泄洪消能新技术的开发与应用 6 4 马洪琪 院士 水电有限公司 中国水利水电科学研究院 2011年 国家科技进步奖 重大水利水电工程施工实时控制关键技术及其工程应用 1 5 孙双科 教高 6 李 洪 教高 四川省紫坪铺开发有限责任公司 中国水电顾问集团昆明 7 邹丽春 教高 勘测设计研究院 二滩水电开发有限责任8 陈云华 教高 公司 9 邓 军 教授 四川大学 负责完成小湾泄洪洞的水力设计及应用、单洞方案与双洞方案的技术论证、掺气减蚀方案和出口鼻坎体 型优化、泄洪雾化预测与岸坡防护等研究工作 负责锦屏一级泄洪洞体型优化研究；主持完成了三维掺气坎开发，成果在 二滩水电站与锦屏一级水电站泄洪洞中得到采用。 负责完成了两河口竖井泄洪洞壁面靠近水垫区域的空化空蚀问题研究， 推荐体型被工程设计采用；共同完成了溪洛渡泄洪洞试验研究。