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地下水及渗流工程研究室

  南京水科院渗流研究室由毛昶熙 教授创建于1952年,是水利部最早研究水工建筑物渗流问题的单位,上世纪50年代、60年代主要从事国内外大中型工程渗流场的电模拟试验研究,自1972年起在国内渗流界首先开展渗流有限元法数值计算,已从二维计算发展到三维计算;从稳定流计算发展到非稳定流计算;从饱和区渗流计算发展到饱和-非饱和区渗流场联合计算;从多孔介质计算发展到岩石裂隙的渗流场计算,从单一渗流场计算发展到渗流场与应力场的耦合计算;80年代和90年代主要研究复杂岩基的渗流连续介质和非连续介质渗流场,提出连续介质和非连续介质计算方法,编制了相应渗流计算程序,并运用到许多大型工程上,均取得丰硕的成果。其中,二维渗流计算程序UNSST2被水电部列入水工设计软件,发文推广,三维渗流计算软件UNSS3已通过部级鉴定。近二十年来,先后承担了国家攻关项目多项,成果被评为国际先进,渗流模型计算为国际领先水平,并获得一个国家科技进步一等奖,三个部二等奖,三等奖六项。

上世纪80年以来参加国内大中型工程中渗流模型试验及渗流控制分析项目200多项,编写渗流研究报告200多篇,发表研究论文百余篇。主要涉及渗流力学理论、堤坝渗流控制、渗透变形、渗流监测、渗流数值模拟、边坡稳定计算、地下水流及污染、大坝安全评价及加固、防洪抢险、农田水利等。

80年代以来我院出版有关渗流控制和计算的研究专著有:  

  毛昶熙:《渗流电模拟试验及研究》,1980年,水利电力出版社;

  毛昶熙等,《渗流计算分析与控制》(1990),水力电力出版社,(第2版)20039月,中国水利水电出版社;

  毛昶熙等,《闸坝工程水力学及管理》(1995年),中国水利水电出版社;

  毛昶熙、段祥宝等,《渗流数值计算及程序应用》,1999年,河海大学出版社;

  毛昶熙、段祥宝等,《堤防渗流与防冲》,2003年,中国水利水电出版社;

  张启岳、陶同康等,《土石坝加固技术》,1999年,中国水利水电出版社;

  沙金煊,《闸坝渗流管涌控制及农田排水计算》,2003年,中国水利水电出版社;

  沙金煊,《农田不稳定排水理论与计算》,2005年,中国水利水电出版社;

  沙金煊,《农田地下水排水计算》,1981,水力电力出版社;

  陶同康,《土工合成材料与渗流控制》,1999,中国水利水电出版社;

  并参加有关规范、手册及专著中渗流部分的编写如《水工设计手册》、《土工原理与计算》、《碾压式土石坝设计手册》、《堤防除险加固实用技术》、《堤防抢险实用技术》等。

  几十年来,本着科研为工程建设服务、为经济建设服务的宗旨,依靠自身的技术优势,已成功的为三峡、二滩、瀑布沟、龙羊峡、拉西瓦、李家峡、公伯峡、小浪底、小湾、西北口、小山、松涛、洪家渡、下坂地、长河坝、锦屏、溪洛渡、成屏、富水、升钟、岳城、弓上、小关子、直孔、狮泉河、燕山、雷泽湖水库、黑石山、怀头他拉、东大滩、玉马水库、滨田水库、老埠水库、下栏水库、镜主庙水库、黄山水库、桑涧水库、琅琊山抽水蓄能电站、宜兴抽水蓄能电站、泰安抽水蓄能电站、龙湖、宝钢陈行水库、胜利油田围坝等国内上百座大中型工程坝区及地下厂房以及长江堤防、淮河新沂河大堤、浙江海堤、福建闽江晋江九龙江堤防、荆江大堤、安徽同马大堤、丁马江堤、北江大堤、福建宁德电厂海堤、浙江海堤、汕头电厂海堤等数十座堤防、首钢尾矿库、谏壁电厂灰库等数十座灰库和尾矿库、竹涛水库、岭澳电厂土工合成材料开发应用、黄淮海平原农田水利、宁夏农田水利工程等进行了大量的科学研究、技术咨询等方面的工作,还承担了刚果英布鲁、马来西亚巴贡等国外大型水电站工程渗流数值模拟计算工作。研究手段在许多工程应用中得到不断的完善。从研究深度上,数值模拟中可考虑潮位和波浪、降雨入渗和水库周边地区地下水的影响,可以精细模拟水库大坝、辅助建筑物、地下厂房洞室群和输水道系统,可计算出排水井、平洞、竖洞等建筑物的渗流场及其各种各样排水、注水通道的渗流量值及其随时间的变化值,可模拟非均质岩体,渗流特性均可为各向异性渗透张量形式。我室负责和参加了国家六五七五八五九五科技攻关项目,取得了显著的社会和经济效益,有一大批优秀的科研成果曾荣获国家和部级的奖励。我室所承担的项目均为设计和施工采纳。实验室还拥有GSLOPE等国外知名软件。

  南科院渗流实验室是水利部工程质量检测中心实验室之一,主要由大型渗流模型实验厅、渗透变形室、土工合成材料测试和开发应用试验室、复合材料滲流力学实验室、岩石裂隙渗流应力耦合实验室等组成。可开展土石坝、混凝土坝、灰坝、尾矿坝的渗透变形试验研究和土工合成材料特性检测。试验室现在能够进行粗粒土、粘性土、砂砾石,原状土,重塑扰动土、混凝土构件和复合土工膜的大面积测试、土工布合成材料特性测试和应用研究;可完成饱和土参数和非饱和土水流参数试验、颗分试验、渗透变形试验,反滤料试验、粘性土宽缝自愈试验及抗渗坡降试验、渗流控制措施模拟试验、土工合成材料的试验和新产品开发、地下水流及污染模拟试验等。现有主要仪器:(1)大型系列渗透变形仪;(2)大型粗砾料渗透变形仪;3)渗流水槽模拟系统;4)渗流电模拟及自动测试系统;(5)南55渗透仪;(6液压式万能材料试验机;(7)织物测厚仪;(8)织物强力机;(9)织物破裂试验机;10罗伯特音波筛分仪;(11)圆盘式织物耐磨机;(12)土工膜渗透仪;(13)各种型号的高压渗流变形试验仪;(14)数控渗透仪;(15)水平抗冲刷试验仪;(16)高压水渗透仪等。

  实验室配备自动控制供水装置:具有高水头、连续供水、水压稳定、具有脱气装置、结构简单灵敏的供水装置,满足试验方向垂直和水平均可的要求。

  本实验室由我国知名渗流专家毛昶熙 先生1952年开创,50年来拥有毛昶熙 教授、沙金煊 教授、陶同康 教授、吴良骥 教授、刘嘉忻 教授、李祖贻、陈平、吴风彩、周保中、丁家平  教授等一批老专家经过几十年研究,在试验室仪器试验基础上得出了关于渗透变形发生发展及其变化规律的机理,判别公式以及一系列工程应用成果,为我国水库大坝的建设作出了较大贡献。这批老专家仍在继续工作。

  目前我室教授级高工4人,高级工程师3人,工程师2人,助工3人,博士后1人,我院培养硕士生1人,与河海大学和扬州大学联合培养硕士生2人。主要研究方向:主要是从事渗流力学理论、渗流力学应用和室内外物理模拟和数值模拟等。重点有以下方向:

       1 渗流基本理论和渗流控制研究

       2 土工合成材料应用和新产品开发研究

       3 堤坝渗流物理模型试验研究

       4 堤坝渗流数值模拟研究

       5 堤坝渗流控制技术模拟和开发研究

       6 灰坝和尾矿库渗流控制技术研究

       7 地下水流和环境运动规律模拟研究

       8地下水污染模拟和修复技术研究

       9 降雨、潮浪等自然复杂条件下堤坝渗流稳定研究

       10 堤坝工程渗流安全监测技术和分析模型研究

       11渗流作用下的边坡稳定研究

       12 渗流场应力场温度场等多场耦合作用变化规律研究

       13 农田地下水运动理论及其应用研究

       14 水库大坝渗流安全评价及其加固技术研究

       15 防汛抢险渗流控制技术及其开发应用研究

  联 系 人:段祥宝(教授级高工、研究室主任)

  联系地址:南京市广州路225号

    邮政编码:210029

    电 话:025-85828240    传 真:025-85828222

        E_mail:xbduan@nhri.cn

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