10 周 钟 教高 中国水电顾问集团成都勘测设计研究院 中国水利水电科学研究院 中国水利水电科学研究合作完成了锦屏一级水电站与溪洛渡水电站泄洪洞的体型优化设计；负责成果在锦屏一级的应用研究。 合作提出了泄洪洞优化设计理论；开发了泄洪洞侧壁掺气技术；改进了掺气水流数值模拟计算技术。 提出了掺气水流数值模拟技术的改进方法；开发了新型掺气技术；完成了掺气水流声速的相关研究。 负责完成白鹤滩泄洪洞的水力设计及应用。参加完成了白鹤滩泄洪洞总体布置方案优化比选与泄洪雾化预测与岸坡防护等研究工作。 负责完成小湾水电站泄洪洞的水力设计及应用。参加完成了小湾泄洪洞单洞方案与双洞方案的技术论证。 完成了紫坪铺泄洪洞体型优化研究与设计；完成了紫坪铺泄洪洞三维掺气减蚀技术研究与应用。 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 10 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 4 11 吴一红 教高 12 张宏伟 高工 院 13 徐建荣 教高 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院 中国水电顾问集团昆明 14 喻建清 教高 勘测设计研究院 四川省紫坪铺开发有限责任公司 15 邓良胜 教高
五、主要完成单位及创新推广贡献：
排名 单位名称 创新推广贡献 1 2 3 4 负责完成了本项目的主要研究任务和技术创新。1.提出了“龙落尾”泄洪洞整体布置方式；2.提出了以水流空化数为主的多目标体型优化设计方法和供气系统优化设计方法；3.揭示了掺气水流中声波的传播与衰减规律，改进了掺气水中国水利水电流的数值模拟技术，发展和完善了高速掺气水流理论；4.揭示了侧面水流掺气科学研究院 机理，率先开发了一系列适应于不同水流条件的新型掺气减蚀技术，并提出了侧壁掺气设施体型的设计原则，5.成功地解决了高速水流侧壁空蚀破坏的难题；6.建立了泄洪雾化全过程数学模型和泄洪雾化降雨强度分布定量预测模型。 1.主持完成了小湾水电站泄洪洞的总体布置、体型优化工作及成果的转化应用；华能澜沧江水2.合作建立了泄洪雾化全过程数学模型和泄洪雾化降雨强度分布定量预测模电有限公司 型，提高了泄洪雾化预测的可靠度，为岸坡防护设计提供了科学依据。 1.提出了压力隧洞平面弯曲调整水流方向、缩短高流速段长度的“龙落尾”体型的泄洪洞整体布置方式的水力设计理论；2.主持完成了锦屏一级水电站泄洪二滩水电开发洞的总体布置、体型优化工作，将泄洪洞水力设计理论的部分成果在锦屏一级有限责任公司 水电站泄洪洞的建设和二滩水电站1#泄洪洞的复建中的转化应用；3.合作开发了泄洪洞侧面水流掺气减蚀技术。 1.提出了“龙落尾”体型的泄洪洞整体布置方式的水力设计理论；2.主持完成了中国水电顾问锦屏一级水电站泄洪洞的总体布置、体型优化工作；2.将泄洪洞水力设计理论集团成都勘测的部分成果在溪洛渡、锦屏一级水电站泄洪洞的建设；3.合作开发了泄洪洞侧设计研究院 面水流掺气减蚀技术泄洪雾化降雨强度预测模型。 四川省紫坪铺开发有限责任公司 5 1.负责完成了异型三维掺气技术和梯形收缩式突扩掺气设施新技术的开发和应用，组织对其水力学原型观测，验证了梯形收缩式突扩掺气设施应用效果良好；2.合作完成了紫坪铺水利枢纽泄洪洞的体型优化研究，并负责实施应用，组织水力学原型观测验证了研究成果的应用效果。 中国水电顾问6 7 集团昆明勘测设计研究院 四川大学 中国水电顾问1.完成了小湾水电站泄洪洞的总体布置、体型优化工作及成果转化应用；2.合作建立了泄洪雾化全过程数学模型和泄洪雾化降雨强度分布定量预测模型，提高了泄洪雾化预测的可靠度，为岸坡防护设计提供了科学依据。 1.解决了两河口竖井泄洪洞壁面靠近水垫区域的空化空蚀问题，推荐体型被工程设计采用。2. 共同完成了溪洛渡泄洪洞试验研究。 1.提出了泄洪洞的水力设计理论；2.共同主持完成了白鹤滩水电站泄洪洞的总体布置、体型优化工作及成果转化应用；3.合作建立了泄洪雾化全过程数学模型和泄洪雾化降雨强度分布定量预测模型，提高了泄洪雾化预测的可靠度，为岸坡防护设计提供了科学依据。 8 集团华东勘测设计研究院
六、推广应用情况
本项成果汇总了主要完成人近20年来的相关科研成果，期间正值我国水电建设的高峰时期，大型水电站泄洪洞的工作水头与建设规模日益向高水头大流量的方法发展，泄洪洞单洞泄量最大达到4200m3/s，洞内流速超过50m/s，出现了一系列新的高速水流技术难题，大量生产需求直接推动了本项研究的开展，同时为本项成果的实际应用与验证提供了有利条件。
本项研究成果的核心内容在近20年来我国已经建成与建设中的代表性大型泄洪洞，如小湾、溪洛渡、锦屏一级、白鹤滩、瀑布沟、紫坪铺、两河口等中均得到了运用。具体应用情况见下表。
主要成果的工程应用情况表
工程 小湾泄洪洞 最大泄量/水头 3（m/s）/（m） 3811/212 应用成果 应用的 起止时间 运行情况 正常 单双洞方案论证；总体设计理论；水力优化设计理论；泄洪雾化预测2008~至今 与岸坡防护 溪洛渡泄洪洞 锦屏一级泄洪洞 紫坪铺泄洪洞 吉勒布拉克泄洪洞 瀑布沟泄洪洞 白鹤滩泄洪洞 两河口泄洪洞 4190/190 3320/206 1685/150 601/120 3412/173 4083/215 2944/260 总体设计理论；体型优化设计理2012~至今 论；供气系统设计；掺气减蚀技术 总体设计理论；体型优化设计理2012~至今 论；供气系统设计；掺气减蚀技术 体型优化设计理论；三维掺气减蚀2006~至今 技术 三维掺气减蚀技术 泄洪雾化预测与岸坡防护 总体设计理论；供气系统设计；掺气减蚀设施优化；泄洪雾化预测与岸坡防护 泄洪雾化预测与岸坡防护 2009~至今 2009~至今 / / 正常 正常 正常 正常 正常 在建 在建
1) 提出的高水头大流量泄洪洞水力设计理论与体型设计方法，相继在小湾、溪洛渡、锦屏一级、白鹤滩等大型泄洪洞设计中得到应用。
2）针对小湾泄洪洞，经优化总体布置和掺气减蚀设施，合理调整泄量分配，提出了以泄洪洞单洞布置方案代替双洞布置方案的重大设计变更动议，被工程采纳，产生了巨大的经济效益。
3）代表目前国内外大型泄洪洞最高技术水平的小湾泄洪洞、溪洛渡泄洪洞、锦屏一级泄洪洞均相继投入泄洪运行，运行期间同步开展了原型观测工作。结果表明上述泄洪洞的工作性状正常，汛后检查表明泄洪洞内未出现损伤破坏，表明采用的各项技术是可靠的。
4）紫坪铺泄洪洞应用新型三维掺气设施成功地解决了两条
导流洞改建为泄洪洞的高速水流衔接问题，衔接处最大流速近50m/s。2006年6月投入运行以来，运行状况良好。
5）本研究建立的一系列泄洪雾化预测模型与岸坡防护技术相继在小湾、瀑布沟、水电站泄洪洞中得到了成功运用，为雾化岸坡防护设计提供了关键的技术支撑。
6)本项成果在白鹤滩、乌东德、两河口等大型工程泄洪洞设计中已得到推广应用，具有非常广泛的应用前景。
七、主要知识产权证明目录
知识产权类别 发明专利 知识产权具体名称 异型突扩掺气坎 国家 （地区） 中国 授权号 授权日期 证书编号 666345 权利人 中国水利水电科学研究院 中国水利水电科学研究院 发明人 张东 陈文学 章晋雄 吴一红 高建标 项亚萍 李长河 张文远 张东、吴一红、章晋雄、刘之平、张宏伟、高建标、张文远、李长河、项亚萍 张东、吴一红、章晋雄、刘之平、张宏伟、高建标、张文远、李长河、项亚萍 刘之平、孙双科等 ZL 2009 1 20100078971.7 年8月 25日 ZL 2011 1 20130121895.0 年7月11日 发明专利 一种应用于明流隧洞段的侧壁掺气坎 中国 1232379 实用新型专利 一种侧壁掺气坎及其设置有侧壁掺气坎的明流隧洞 中国 ZL 2011 2 20110449446.2 年1月11日 2070678 中国水利水电科学研究院 软件著作权 泄洪雾化数值预中国 报模型系统 V1.0 2012SR066098 2012年7月23日 软著等第0434134号 中国水利水电科学研究院 八、项目曾获科技奖励情况
获奖项目名称 高水头大流量泄获奖时间 2012奖项名称 中国电力奖励等级 一等 获奖单位 中国水利水电科学研究院、二滩主要获奖人 授奖单位 刘之平、吴一红、张东、中国电力科学技洪洞水力学关键技术问题研究 年2月 科学技术奖 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 中国水利水电科学研究院、华能澜沧江水电有限公司、中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院、中国水电顾问集团成都勘测设计研究院、中国水电顾问集团北京勘测设计研究院、中国水电顾问集团华东勘测设计研究院 国家电力公司昆明勘测设计研究院 中国水利水电科学研究院 天津大学 清华大学水利水电工程系 四川大学 武汉大学 西安理工大学 国家电力公司成都勘测设计研究院，中国水利水电科学研究院，清华大学， 四川大学， 河海大学 中国水利水电科学研究院 二滩水电开发有限责任公司 成都勘测设计研究院 陈云华、张宏伟、王仁术奖励办公室 坤、章晋雄、李洪、郭军、张文远、王晓松、高建标、张蕊、薛小香、项亚萍 刘之平、马洪琪、孙双科、柳海涛、陈五一、喻建清、乔明秋、徐建荣、杨家卫、叶发明、夏庆福、郑铁刚、姜涵、陆洋、雷声 中国水力发电工程学会、水力发电科学技术奖励委员会 高坝泄洪雾化计算理论与应用实践 2013年12月 水力发电科学技术奖 一等 小湾电站高拱坝大流量泄洪消能关键技术研究 溪洛渡水电站高拱坝大流量泄洪消能关键技术的试验研究 二滩水电站高双曲拱坝水力学及流激振动原型观测 2003云南省科年5月 学技术奖 一等 付树红、刘之平等 云南省人民政府 2001年12月 2003年10月 中国电力科学技术奖 大禹水利科学技术奖 二等 肖白云、刘之平等 刘之平、高季章、刘继广、黄新生、吴一红、程志、郭军、张东、陈德川、舒涌 国家电力公司 二等 大禹水利科学技术奖励委员会