蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院水利工程的介紹 正文

省級重點學(xué)科—水利工程
 
一、學(xué)科簡介
蘭州交通大學(xué)水利工程學(xué)科源于1958年建校時的水力學(xué)教研室、給水排水教研室，在上世紀80年代成立了水利科學(xué)研究所，之后進行了一系列的水力學(xué)與河流動力學(xué)方面的研究和實踐。學(xué)校在原有的給水排水工程、鐵道工程、橋梁工程專業(yè)的基礎(chǔ)上，于2002年設(shè)置了水利水電工程本科專業(yè)，2003年獲得二級學(xué)科“水文與水資源”專業(yè)碩士學(xué)位授予權(quán)，2005年獲得二級學(xué)科“水利水電工程”專業(yè)碩士學(xué)位授予權(quán)，2011年獲得“水利工程”一級學(xué)科碩士學(xué)位授予權(quán)，2013年獲批甘肅省重點學(xué)科建設(shè)項目，水利工程學(xué)科現(xiàn)有水利水電工程本科專業(yè)，在水文學(xué)及水資源，水力學(xué)及河流動力學(xué)，水工結(jié)構(gòu)工程、水利水電工程、港口、海岸及近海工程等專業(yè)招生碩士研究生，在土木工程專業(yè)開始招收輸水結(jié)構(gòu)工程方向的博士研究生。我校水利工程學(xué)科以土木工程及環(huán)境科學(xué)與工程兩個一級博士學(xué)科為依托。教學(xué)科研人員不僅具有水利工程學(xué)科扎實的專業(yè)基礎(chǔ)，而且對土木工程領(lǐng)域比較熟悉，由此我校培養(yǎng)的水利工程領(lǐng)域的人才具水利與土木兩個學(xué)科知識與技能兼?zhèn)涞奶厣?br /> 蘭州交通大學(xué)水利工程學(xué)科是一個具有多年發(fā)展歷史的傳統(tǒng)學(xué)科，針對西部自然環(huán)境復(fù)雜的特殊條件，在諸多有特色的方向進行了大量的科研工作和技術(shù)攻關(guān)，其主要特點是針對甘肅和西部地區(qū)的水利工程基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，研究水利、公路、機場、市政工程建設(shè)中的大體積混凝土結(jié)構(gòu)、隧洞、大跨度渡槽、地下建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計及施工技術(shù)；水能的利用、江河的合理開發(fā)利用與保護、水資源規(guī)劃管理及水環(huán)境、節(jié)水灌溉理論與技術(shù)及防災(zāi)減災(zāi)等的基礎(chǔ)理論研究。與在進行理論研究的同時，注重為區(qū)域經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)，確保資源的可持續(xù)利用、工程結(jié)構(gòu)的安全與經(jīng)濟。近年來，在所研究的方向領(lǐng)域獲得了一大批省部級獎勵。
本學(xué)科點可利用的資源豐富，具有較先進的實驗設(shè)備及辦學(xué)條件，與其相關(guān)的包括寒旱地區(qū)水資源綜合利用教育部工程研究中心、鐵道部重點實驗室 —環(huán)境工程測試中心、鐵道部重點實驗室 —結(jié)構(gòu)試驗中心以及水利科學(xué)研究所、甘肅省重點實驗室—道路橋梁與地下工程重點實驗室、河流泥沙工程研究中心、滲控技術(shù)研究中心、水工試驗中心、寒旱地區(qū)水資源綜合利用教育部工程研發(fā)中心等。這些實驗室和實驗儀器為我們進行科研研究提供堅實的平臺保障。
水利工程是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，水利事業(yè)具有明顯的社會公共事業(yè)的性質(zhì)，是政府行使職能的重要領(lǐng)域。同時，水利學(xué)科是一個古老的學(xué)科。目前，隨著水利水電建設(shè)大規(guī)模的開展，我國已迎來新一輪水利建設(shè)高潮，成為世界水利水電建設(shè)的中心國家。結(jié)合國家重大需求，使本學(xué)科具有更為強勁的發(fā)展勢頭。甘肅省幅員遼闊，地形地質(zhì)條件較為復(fù)雜，而經(jīng)濟發(fā)展相對滯后。要在西部大開發(fā)中有所作為、有大的發(fā)展，就必須首先從水利工程基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域打開突破口。本學(xué)科將義不容辭地擔(dān)負起水利工程領(lǐng)域的科研、建設(shè)和人才培養(yǎng)的重任，為甘肅及西北地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展和社會進步做出應(yīng)有的貢獻。
二、學(xué)科方向
蘭州交通大學(xué)水利工程學(xué)科在五十多年的建設(shè)過程中，以土木工程及環(huán)境科學(xué)與工程兩個一級博士學(xué)科為依托，充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，提升科技內(nèi)涵，開發(fā)原創(chuàng)性科研成果，以服務(wù)地方社會與經(jīng)濟發(fā)展為宗旨，在寒區(qū)旱區(qū)水文學(xué)與水資源、水力學(xué)與河流動力學(xué)、水工模型試驗、水工結(jié)構(gòu)、復(fù)雜地基與巖石高邊坡設(shè)計理論、水工建筑材料特性與新型材料的研制、水利水電工程、滲流分析與控制等方面進行了大量的研究，目前已形成了四個穩(wěn)定的研究方向：
1、水工結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與實踐
水工結(jié)構(gòu)以各類水利水電建筑為研究對象，研究各類水利水電工程的設(shè)計、施工理論和方法的一個綜合性學(xué)科。
近年來，本學(xué)科結(jié)合國家、省級重點工程項目，著力發(fā)展大跨度渡槽的施工控制理論及實踐；復(fù)雜地質(zhì)條件下隧洞結(jié)構(gòu)的施工安全及施工控制研究；多年凍土區(qū)隧洞結(jié)構(gòu)的力學(xué)及熱穩(wěn)定性理論及實驗研究；隧洞及地下結(jié)構(gòu)的合理結(jié)構(gòu)形式研究、隧洞及地下結(jié)構(gòu)的動力特性、環(huán)境振動對地下結(jié)構(gòu)的影響、寒區(qū)隧洞的穩(wěn)定及非線性分析、土質(zhì)隧洞的施工監(jiān)控、地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計分析、巖土數(shù)值分析、大型渡槽的設(shè)計選型及靜力動力特性分析等方面的科學(xué)研究及技術(shù)研發(fā)。因此，結(jié)合工程實際，解決設(shè)計及施工中的關(guān)鍵技術(shù)，服務(wù)國家及地方經(jīng)濟建設(shè)是本研究方向的主要特色。參與了“南水北調(diào)”、“引大入秦”、“引洮工程”、“九甸峽水利樞紐”等一系列國家重點工程。在這方面取得了有價值的研究成果：“大跨度連續(xù)梁橋施工控制過程中關(guān)鍵技術(shù)研究”，“高烈度區(qū)高層筒中筒結(jié)構(gòu)彈塑性地震響應(yīng)分析及抗震性能評估”獲2007甘肅省科技進步二等獎。“軟弱圍巖新型襯砌結(jié)構(gòu)試驗研究”，“煤礦開采引起的地表變形計算分析與環(huán)境評估系統(tǒng)及其工程應(yīng)用”，獲2006甘肅省科學(xué)技術(shù)進步三等獎。
承擔(dān)多項國家自然科學(xué)基金及省部級科技攻關(guān)項目以及各項橫向課題主要有：“纖維復(fù)合材料薄壁箱梁結(jié)構(gòu)的計算理論研究”；“西部寒區(qū)隧洞工程的計算理論研究”,“凍土地區(qū)樁基的力學(xué)特性分析及其試驗研究”；“新型復(fù)合材料及其新技術(shù)在工程結(jié)構(gòu)中的理論與應(yīng)用研究”；“青藏線橋梁樁基應(yīng)用試驗研究”；“昆侖山風(fēng)火山隧洞襯砌隔熱保溫技術(shù)及工藝試驗研究,洞內(nèi)外氣溫變化對圍巖凍融圈影響”；“青藏鐵路凍土區(qū)以橋代路段樁基礎(chǔ)及地溫場的穩(wěn)定性及其對凍土環(huán)境的影響研究”；“長江沉管隧洞的沉降特性及沉降允許值研究”、“南京地鐵交疊式隧洞動力行為分析計算”。
根據(jù)我國水資源的分布特點，跨流域調(diào)水已成為水利工程主要的內(nèi)容形式，尤其在南水北調(diào)中、西線工程中，渡槽、隧洞是水工建筑物的重要組成部分，加強其結(jié)構(gòu)設(shè)計理論和分析以及施工安全控制研究對于輸水結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工及質(zhì)量控制和西部大開發(fā)中水利可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略具有決定性指導(dǎo)意義。
2、水資源規(guī)劃管理及水環(huán)境
本學(xué)科方向的主要內(nèi)容包括：水資源系統(tǒng)分析研究；水資源技術(shù)經(jīng)濟研究；區(qū)域水環(huán)境與水資源管理；地區(qū)和流域開發(fā)對環(huán)境的影響；干旱區(qū)水資源緊缺研究與水資源保護、可持續(xù)發(fā)展等。上述研究內(nèi)容對合理開發(fā)利用水資源，建立節(jié)水型社會，解決干旱區(qū)水資源緊缺研究與水資源保護、可持續(xù)發(fā)展等具有指導(dǎo)意義。
水資源系統(tǒng)分析研究方向：其特色是將現(xiàn)代水利科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)和計算機科學(xué)的新理論、新方法和新技術(shù)有機結(jié)合，重點研究區(qū)域和綜合利用水利工程系統(tǒng)水資源優(yōu)化配置的理論、模型、方法和應(yīng)用。其特色是：將現(xiàn)代水利科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)和計算機科學(xué)的新理論、新方法和新技術(shù)有機結(jié)合，重點研究區(qū)域系統(tǒng)水資源優(yōu)化配置和綜合利用水利工程系統(tǒng)運行管理的理論、模型、方法和應(yīng)用。本學(xué)科以區(qū)域水資源系統(tǒng)和綜合利用水利工程系統(tǒng)為對象，研究區(qū)域水資源的優(yōu)化配置和綜合利用水利工程系統(tǒng)運行管理問題。研究內(nèi)容涉及水資源評價和需求預(yù)測、水資源工程系統(tǒng)規(guī)劃與管理、徑流預(yù)報與模擬、洪水預(yù)報和調(diào)度、綜合利用水庫興利優(yōu)化調(diào)度、區(qū)域（流域）水資源優(yōu)化配置、水資源系統(tǒng)風(fēng)險分析、水利工程計算機綜合管理系統(tǒng)等。
水資源技術(shù)經(jīng)濟研究方向：其特色是將現(xiàn)代水利科學(xué)、技術(shù)經(jīng)濟科學(xué)和決策科學(xué)的新理論、新方法和新技術(shù)有機結(jié)合，研究不同水資源系統(tǒng)以最小的投入取得盡可能大的經(jīng)濟-社會-環(huán)境效益的分析和評價理論、模型、方法和應(yīng)用。研究內(nèi)容涉及水資源工程的效益計算與預(yù)測、水資源規(guī)劃與管理方案的經(jīng)濟評價和綜合評價、水資源開發(fā)利用工程方案優(yōu)選、水利水電工程優(yōu)化運行和管理、水資源系統(tǒng)風(fēng)險分析等。
區(qū)域水環(huán)境與水資源管理方向：以可持續(xù)發(fā)展理論為指導(dǎo)，以水文模型、水環(huán)境模型、區(qū)域水資源優(yōu)化配置量化研究為基礎(chǔ)，研究流域水資源系統(tǒng)的科學(xué)規(guī)劃與管理；研究城市水資源承載能力及優(yōu)化配置；研究大型、跨流域或跨界（如省界、市界、縣界等）河流的水利工程規(guī)劃與論證。內(nèi)容涉及：區(qū)域可持續(xù)水資源管理、城市水資源可持續(xù)利用、流域規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境規(guī)劃與管理、水環(huán)境模擬、灌區(qū)地面水與地下水聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度、水庫優(yōu)化調(diào)度、小流域綜合治理、跨流域水資源系統(tǒng)優(yōu)化規(guī)劃與管理等。
西部地區(qū)水資源問題已經(jīng)成為該地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的制約因素，要創(chuàng)建人與自然和諧發(fā)展需要做好大量的技術(shù)研究工作，石羊河流域水資源可持續(xù)發(fā)展，中、西部調(diào)水，引洮工程，城市調(diào)水等問題的研究，對解決寒區(qū)、旱區(qū)的缺水問題有重大的指導(dǎo)意義。先后承擔(dān)完成“黃河蘭州上游地區(qū)水土流失及泥沙預(yù)測模型試驗”、“河流斗槽預(yù)沉及排沙研究 ”、“甘肅省定西地區(qū)雨水集流及利用”、“桑園峽雍水與蘭州市抗洪”、“黃河蘭州段河道渠化寬度與泄洪關(guān)系的研究”縱橫項目20余項，自2005年以來，該學(xué)科方向發(fā)表論文50余篇。
3、河流工程及都市水力學(xué)、泥沙防治工程
河流工程及都市水力學(xué)、泥沙防治工程方向以河流動力學(xué)為基礎(chǔ)，研究泥沙起動和輸移的基本理論和方法、泥沙的沖刷和淤積對河流工程的影響，河床演變的特性，以及河流防洪、航運、水工建筑物的水力學(xué)特性等，以重點解決河流泥沙問題以及由此引起的泥沙災(zāi)害問題為目標。既是理論研究，又結(jié)合水利水電工程、治河工程、港口工程、河岸開發(fā)、環(huán)境工作等開展大量的科學(xué)研究工作。該方向長期形成的研究內(nèi)容為：
工程水力學(xué)方向:工程水力學(xué)面向水利水電建設(shè)，進行高壩水利樞紐水力學(xué)及平原水利樞紐水力學(xué)問題研究。主要研究水力學(xué)基礎(chǔ)理論、水工水力學(xué)、水力數(shù)值模擬與優(yōu)化分析，河網(wǎng)非恒定流。
河流及河流管理方向：主要研究河道河勢變化和泥沙運動規(guī)律，包括（1）大中型水利樞紐泥沙問題及防治措施研究；（2）河道整治與防洪技術(shù)；（3）挾沙水流運動基本規(guī)律研究；（4）河道治理新技術(shù)與河流模擬，采用物理模型研究河道水流泥沙運動得到水流泥沙輸移規(guī)律和河道演變特性，研究河道及湖泊防洪及航道整治的新技術(shù)。（5）鐵路、公路工程建設(shè)中，橋渡水力學(xué)及橋梁河道整治、隧道施工中地質(zhì)災(zāi)害防止技術(shù)。泥石流及滑坡災(zāi)害預(yù)警研究以及泥石流、滑坡分布規(guī)律和防治方法研究等。
工程滲流與控制方向：工程滲流與控制主要研究地下水在不同介質(zhì)中的運動規(guī)律和相互影響，在理論研究基礎(chǔ)上，大力開展應(yīng)用技術(shù)研究。主要內(nèi)容包括（1）裂隙巖體滲流應(yīng)力耦合研究；（2）工程滲流控制與防治技術(shù)研究。
河工模型方面：長期從事河工模型實驗研究，包括河道整治、取水、沖刷與淤積、泥沙預(yù)沉以及水庫淤積、水庫調(diào)度方案的制定等方面的理論分析及模型設(shè)計。對泥沙定床、動床模型、以及全沙模型的設(shè)計，模型驗證，實驗方案的制定以及數(shù)據(jù)采集分析等方面在理論及實際操作方法上均有所創(chuàng)新，并已應(yīng)用于實驗中?？蛇M行復(fù)雜河段河道二維水流流場的數(shù)值模擬。
目前主要學(xué)術(shù)帶頭人及學(xué)術(shù)骨干參加的項目有：水利部科技攻關(guān)專題所屬子專題—三峽庫區(qū)推移質(zhì)輸移及淤積特性的研究；國家自然科學(xué)委員會與水利部聯(lián)合項目：江河泥沙災(zāi)害形成機理及防治研究；西部交通建設(shè)科技項目“山區(qū)河流航道整治關(guān)鍵技術(shù)研究”項目—沙卵石淺灘推移質(zhì)輸沙規(guī)律及模型試驗研究；國家自然科學(xué)基金項目：復(fù)式河槽水沙復(fù)雜行為研究，以及黃河中上游部分河段的河道整治、航道規(guī)劃、公路及鐵路路基沖刷及埋深試驗研究、取水口位置形式的選擇及泥沙預(yù)沉試驗研究、橋涵設(shè)計流量的復(fù)核、城市防洪洪水的制定與復(fù)核等。自2005年以來，在該學(xué)科方向領(lǐng)域發(fā)表論文40余篇，先后承擔(dān)縱橫向項目12項。該類項目的研究具有較高的學(xué)術(shù)地位和意義。本研究方向結(jié)合甘肅省水資源開發(fā)利用和水利水電建設(shè)開展工作，不僅針對性強，而且有特色，應(yīng)用前景很好，將對甘肅水利水電事業(yè)的發(fā)展、西部大開發(fā)和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要積極的作用。
4、水工建筑材料特性與新型材料的研制
近年來水利工程領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新除了在計算技術(shù)、設(shè)計理論方面有所體現(xiàn)外，更多體現(xiàn)在新材料、新工藝方面。這一技術(shù)對提高效率、降低成本和勞動強度、增強安全防護性能起到了重要作用。
自80年代就開始了本學(xué)科方向的研究工作。主要研究內(nèi)容包括：低溫早強混凝土材料性能研究；新型緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)與無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)研究；土工合成材料的工程應(yīng)用；粉煤灰材料的應(yīng)用研究；可降解復(fù)合材料研究、鋼結(jié)構(gòu)疲勞裂紋及材料性能研究等。本研究方向的特色為：在不影響運營的條件下對水工結(jié)構(gòu)進行加固補強；解決低溫條件下工程材料的使用耐久性和隧洞防排水性能；在基礎(chǔ)加固、隧洞病害整治中發(fā)揮重要作用。
5年來在這一方向完成的研究成果有國家自然科學(xué)基金項目“可降解復(fù)合材料的試驗研究”、“南疆鐵路橋梁抗震材料的試驗研究”、“公路隧洞射流通風(fēng)與防火研究”等國家、省部級課題10余項。其中“寒旱地區(qū)混凝土開裂原因、防治技術(shù)試驗研究” 獲甘肅省科技進步一等獎，“緩凝砂漿在預(yù)應(yīng)力混凝土中的應(yīng)用研究”、“富硅礦物超細粉末在混凝土中的應(yīng)用研究”、“隧洞射流通風(fēng)技術(shù)研究”三項成果分獲甘肅省、鐵道部科技進步二等獎，“加筋土強度及加筋土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的研究”、“可降解復(fù)合材料”和“水泥高效助磨劑的研制“等3項成果獲甘肅省科技進步三等獎，“低溫早強耐腐蝕高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)”獲鐵道部二等獎。“緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋混凝土構(gòu)件”等三項成果獲國家發(fā)明專利。發(fā)表學(xué)術(shù)論文50多篇，出版《建筑材料》專著一部。
目前承擔(dān)的主要科研課題有：鐵道部科技攻關(guān)項目“青藏線昆侖山、風(fēng)火山隧洞防水措施試驗研究”、“青藏鐵路昆侖山、風(fēng)火山隧洞低溫早強耐久混凝土技術(shù)應(yīng)用研究”、“青藏線低溫早強耐腐蝕高性能混凝土試驗研究” 和“青藏線沱沱河融區(qū)和多年凍土過渡段路基邊坡柔性防護試驗研究—土工格室護坡試驗研究”；國家自然科學(xué)基金項目“組織工程支架研制”和甘肅省自然科學(xué)基金“加筋土橋臺的設(shè)計方案研究”等多項國家、省部級重要項目。
這些項目的研究和實施必將對提高該方向的學(xué)術(shù)水平、加速科技成果的轉(zhuǎn)化產(chǎn)生積極影響。同時低溫早強混凝土材料的研究工作及其他材料在高原凍土地區(qū)的應(yīng)用研究都將邁上一個新的臺階。
三、學(xué)術(shù)隊伍
水利學(xué)科團隊有教職工89人，其中教授15人、副教授29人占專任教師總數(shù)的 49.4%，講師32人，具有博士學(xué)位的16人，有碩士學(xué)位的78人，專任教師總數(shù)的87.6%，在讀博士學(xué)位的6人，有省部級專家4名，省部級突出中青年專家2名。師資隊伍的職稱、學(xué)歷、年齡結(jié)構(gòu)合理，充分發(fā)揮學(xué)術(shù)帶頭人、教學(xué)科研骨干的傳幫帶作用，有利于學(xué)科的進一步發(fā)展。
四、人才培養(yǎng)
水利工程學(xué)科的人才培養(yǎng)目標是培養(yǎng)具有水利水電工程的勘測、規(guī)劃、設(shè)計、施工、科研和管理等方面的知識，能在水利、水電等部門從事勘測、規(guī)劃、設(shè)計、施工、科研和管理等方面工作的高級工程技術(shù)人才。
本我校的水利工程學(xué)科非常重視人才培養(yǎng)，以提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量為生命線，夯實基礎(chǔ)，創(chuàng)新發(fā)展，取得了顯著的成績。2002年設(shè)置了水利水電工程本科專業(yè)，2003年獲得二級學(xué)科“水文與水資源”專業(yè)碩士學(xué)位授予權(quán)，2005年獲得二級學(xué)科“水利水電工程”專業(yè)碩士學(xué)位授予權(quán)，2011年獲得“水利工程”一級學(xué)科碩士學(xué)位授予權(quán)。該學(xué)科本科生、研究生在校學(xué)生500多人，已培養(yǎng)碩士研究生80余名。
近年來，我們將科學(xué)研究和人才培養(yǎng)有機結(jié)合起來，讓研究生參與到真實的科研項目中來，增強工程實踐背景，提高解決實際問題的能力，培養(yǎng)從事科學(xué)研究的基本素養(yǎng)，切實提高研究生教育質(zhì)量，目前在讀碩士研究生20人，有3人獲得本年度國家獎學(xué)金，本年度碩士研究生在各類期刊共發(fā)表學(xué)術(shù)論文15余篇，其中EI收錄2篇。培養(yǎng)的研究生就業(yè)于中國市政工程西北設(shè)計研究院有限公司、中鐵第一勘察設(shè)計院集團有限公司等部門，廣受社會歡迎。

蘭州交通大學(xué)

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