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第二章 科学研究
日期:2014-08-19点击数:次字号:【

1984年科研管理体制改革以来,南科院根据国家工程建设的需要,发展新兴科学,发挥多学科、多专业的综合配套优势,加强综合性、方向性的技术开发与应用研究,以形成自己的特色。这一时期,南科院从“六五”期间的18个专业方向到“七五”期间已经发展到24个,“八五”期间在摸清国内外发展现状的基础上,结合国家行业及科技发展的需要,进行了逐个方向的分析研究,专业方向已逐步增加到30个。研究的主要方法有现场测量及其资料分析;室内实物模型试验;数学模型计算;复合模型分析和理论分析等。对新开辟的专业方向,从基建到科研设备等各方面有重点地予以保证,并利用自有资金积极开展前期预研工作,及时形成科研能力和优势,为承担国家及部有关科研任务奠定基础。这30个专业方向分别是:

1、水工水力学和工业水力学的研究

研究内容为:水利和水电枢纽的合理布置及其优化;泄水建筑物,特别是高坝大流量泄水建筑物的高速水流、空化空蚀、掺气消能防冲及其振动、泄洪雾化;闸门水力学及高压闸门水封;建筑物及闸门,特别是大推力闸门及门墩结构的水弹振动;抽水蓄能电站工程双向水流水力学;高压引水隧洞水力学;火/核电厂温排水、取排水工程布置方案优化论证、煤炭的矿石水力输送两相流;石油开发系统中流体力学;化工系统搅拌系统水力学;工业及城市排水系统中水力学等。

2、水工建筑物渗流、地下水开发和农田排灌研究

研究内容为:水工建筑物的渗流计算和模拟试验;渗透变形和滤层保护;土石坝、灰坝、尾矿坝安全的渗流分析;渗流破坏风险度分析;土壤非饱和渗流;岩石裂隙渗流;岩溶地下水的发育规律;抽水蓄能电站上池、下池防渗技术的研究、区域性地下水资源的评价和开发利用;利用地下水库对水资源进行地下调节,并对地下水进行人工补给;渍害机理以及土壤水运动;治理渍涝措施;低产田水利改良技术;农田排灌新技术。

3、航运枢纽、通航建筑物及渔业工程水力学研究

研究内容为:航运枢纽布置;高水头船闸整体布置;高坝通航(包括船闸和升船机)水力学,特别是输水系统水力学和高水头船闸阀门水力学;各类升船机静、动水力学;航运枢纽和航道(包括浅水航)的船舶航行条件;电站日调节、船闸灌水及各种跨河建筑物对航道水流条件及船舶航行条件的影响;施工通航;节约船闸用水技术;利用船闸泄洪或辅助泄洪技术;过坝工艺和机电控制;木材水运过坝;碍航闸坝复航设施;船坞水力学包括泵站流道水力学;拦鱼、导鱼、诱鱼及过鱼等渔业工程技术设施。

4、河流动力学及枢纽泥沙问题的研究

研究内容为:河流紊流与泥沙运行等基本规律;高浓度输沙及减阻流运动机理;挟沙河流航行梯级开发的泥沙处理;枢纽上、下游河床演变;枢纽回水变动区泥沙问题;水库淤积及其排泥措施;通航建筑物和引航道的泥沙淤积及其解决措施;水电站泥沙问题;沉沙池合理布置。

5、河道整治研究

研究内容为:河道冲淤演变,建筑物对河床冲淤作用的规律;内河航道整治;桥梁附近及防洪和引、排水等工程中的河道整治;内河港口的选址、防淤、减淤措施及港口附近河道整治;内河挖入式港池回淤规律及减淤措施;高含沙河流和游荡性河流的河道整治。

6、潮汐河口治理研究

研究内容为:河口潮汐水力学;盐淡水混合;河口泥沙运动;潮汐河口河床演变规律;河口防潮措施;河口航道整治和疏浚技术;河口挖入式港池的其它形式,港池的淤积机理和防淤措施;河口拦门沙演变规律及其整治措施。

7、海岸演变和海港航道冲刷、淤积及其防治措施的研究

研究内容为:海岸动力学;海岸演变;海岸泥沙运动;海岸输沙;海港防淤减淤措施;开敞式码头水下建筑物附近的冲刷和防冲措施;以海岸防护、海涂围垦、近海养殖、海滩水库建造、近海能源开发、旅游事业以及沿海开放城市建设综合服务为目的的海岸综合开发利用工程;海港选址。

8、防浪掩护与防浪建筑物的研究

研究内容为:各海区海浪波谱;防浪建筑物、各类近海工程和港工结构物波浪荷载;海岸、水库、湖泊、河道等各种岸坡的防浪护坡;波、流共区同作下桩柱受力情况;防浪建筑物结构。

9、深水筑港及近海工程的研究

研究内容为:开敞式码头结构及各类近海工程荷载;钢结构、钢筋混凝土结构、应力混凝土结构的开敞式码头及近海工程结构的动力性态与疲劳问题;固定式、浮式海洋平台结构动力分析、性态研究及可靠性评定;海底(油、气)管道与水下结构静动力分析;结构—地基—波浪相互作用问题;人工岛体、岛群及其输贮线罐系统;近海工程结构耐久性与防腐技术;海上油气开发工程优化技术;轻型、高效、高强、多功能、可移动并能重复使用的较经济的生产技术设施。

10、软土力学及土与建筑物相互作用的研究

研究内容为:土的动力特性以及基础和建筑物动力响应分析;岸坡稳定和变形及其对码头结构的影响;桩—土相互作用,特别是大荷载作用下桩—土相互作用的机理与设计理论;高边坡稳定分析和支护技术;深基开挖、特别是有支撑条件下的深基开挖的稳定性及变形问题;锚杆对增加边坡稳定的问题;挡土墙和地下层土压力分布及变形。

11、地基加固及基础工程的研究

研究内容为:砂井预压法、振动水冲法、强夯法、真空排水预压法、联合加固法等加固技术及其优化;复杂地基上高坝的稳定与变形分析;200米以上混凝土坝、拱坝的基础处理技术;深厚覆盖层处理技术;岩溶地区的防渗加固处理技术;坝基及边坡失稳破坏机理及提高安全技术;帷幕和混凝土截水墙合理度的确定;灌浆设计理论;水下加固技术;浅海软粘土水下加固技术。

12、土石坝筑坝技术的研究

研究内容为:高土石坝与混凝土面板堆石坝筑坝材料工程特性和渗流稳定与渗流控制;坝体应力应变分析和设计理论;深水高土石围堰技术;高坝设计新理论、包括可靠性理论、力学参数优化、设计系统优化、有限元计算标准化和工程规划设计专家系统等;尾矿坝筑坝技术,包括提高在静力作用下坝身稳定性及其地震作用下抗液化能力等技术。

13、大坝安全监测技术的研究

研究内容为:大坝(土石坝、混凝土坝)安全的法制及技术法规、规范建设;大坝安全监测新技术、新设备、新仪器的研制及现场观测自动化;大坝安全监测数据库及其数据处理和安全分析系统,包括数据采集,信息传输和各种软件的开发、研制等;大坝变形和开裂问题;渗流安全分析;大坝安全度评估和风险分析;病险水库大坝除险加固技术。

14、灰渣的贮放和综合利用技术研究

研究内容为:粉煤灰物化特性及其测试方法、测试标准及测试仪器;灰渣筑坝技术;灰坝加固技术;湿排灰干贮技术;贮灰造地技术;灰渣地基加固技术;灰渣大宗利用(粉煤灰混凝土、烧结块、砌块、灰渣结构回填、灰渣筑路等)及灰渣的深度利用(在耐火、耐磨、绝热、保温、隔音材料、填料中应用等)技术等。

15、土工聚合物在工程中的应用

研究内容为:土工聚合物基本特性测试技术;土工聚合物用于排水、反滤、加筋、护坡、截流、围堰、围堤和分隔土层等方面的应用技术,特别是加固软土地基和防波堤地基,堤坝防渗、排水,及挡土墙加筋的应用技术;土工聚合物的现场监测技术;土工聚合物的设计标准。

16、环境工程的研究

研究内容为:水质评价;内河环境水力学;河口不稳定流环境水力学;环境土力学基础研究;水利、水运、能源工程与生态环境之间的相互影响及环境影响的评价;地下水水质污染扩散与溶质运移;火电厂取、排水口位置的选定;火电厂冷却水排放及其合理利用和对生态的影响;核废燃料合理处理方式。

17、结构静力分析的研究

研究内容为:混凝土重力坝、拱坝、电厂房、高压管道,水闸、船闸、船坞、码头等建筑物在各种长期静载和温度作用下的受力状态、徐变;结构与地基、结构与水体相互作用问题,钢筋混凝土桩、底板与土相互作用;高混凝土坝(包括拱坝)、高水头船闸与升船机结构的体型、应力、应变分析及其优化;高坝设计新理论;地下洞室围岩结构;地质力学模型和洞室稳定模型试验;裂缝分析与抗裂措施;已建建筑物在长期静载作用下工作性态的检测与评定技术,安全与可靠度评定方法,过程分析和确定性数学模型及概率数学模型;计算机辅助设计与优化设计。

18、结构振动与抗震问题的研究

研究内容为:闸坝结构抗震,特别是高坝抗震、大型厂房结构抗震;有关火电站、核电站结构振动;随机荷载作用非线性动力分析方法、随机波浪荷载作用下深水开敞式码头结构的系靠船力、动力稳定性可靠性问题;深水开敞式码头结构承受地震荷载的能力及其安全可靠性;结构动力可靠度分析;新型浮式靠船设施;结构模态分析与结构动态检测;桩与大直径管桩质量与承载力的快速动态测定。

19、钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土结构受力与强度问题的研究

研究内容为:钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土桩基码头新型上部结构型式及结构内力分析;上下结构联接构造与计算;码头整体设计与计算方法;船闸钢筋混凝土锚板设计;复杂结构内力计算;极限承载力和非线性分析;多轴与动载作用下强度问题;钢筋混凝土构件及其节点的结构疲劳性能与动态试验研究;新型早强、高强水泥用于钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土结构的设计及计算方法;钢筋混凝土与预应力混凝土结构系统可靠度分析;农水建筑物、水电站、火电站、核电站的钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土结构的受力与强度问题。

20、混凝土与钢筋混凝土耐久性以及新材料的开发研究

研究内容为:水工港工混凝土与钢筋混凝土(含预应力钢筋混凝土)耐久破坏规律;保证耐久的技术条件和提高耐久性措施;提高新建钢筋混凝土工程的耐用年限的措施;检测和评估已建钢筋混凝土工程的耐久性;高抗渗、高粘结、高抗冻、高抗冲(磨)、高耐腐、高抗拉混凝土的研制;钢筋表面涂料、缓蚀剂、阻锈剂和多功能外加剂,薄层潮湿修补材料,水下修补材料,嵌缝材料等新材料的研制及其应用。

21、钢材钢结构的腐蚀与防护新技术的研究

研究内容为:钢材的腐蚀与防腐的机理;钢结构(如钢板桩、钢管桩、钢栈桥、钢闸门、引水压力钢管、地下输水、输气、输油管道、输电铁塔与塔基、地下通讯电缆、储罐等)阴极保护机理和应用技术;涂料保护技术,如无溶剂厚浆型涂料、水溶性、环氧粉末等新型涂料的研制及其应用;防腐塑料及其被复工艺;喷金属保护技术;电化学测试技术。

22、施工工艺技术的研究

研究内容为:面板堆石坝施工渡汛工程防护措施;真空滑模施工技术;大流动度泵送混凝土施工技术;水下工程加固技术;新型涂料施工技术;各种直径钢管内外壁及各类钢结构的涂料的施工技术;钢管塑料被复新技术抗碱防腐蚀预应力钢筋混凝土管道成型制作技术;水下混凝土与水下修补工程质量控制技术,钢筋混凝土建筑物防腐蚀表面处理阴极保护等施工新技术;抢修材料、早强高强混凝土、微膨胀混凝土、无机高强无收缩灌浆材料等新型工程材料的施工工艺。

23、已建建筑物质量检测、安全评价、修补、维护、改建技术的研究

研究内容为:水工、港工、桥梁、工业民用建筑、公路、机场跑道等已建建筑物的现场无损检测技术(包括水下无损检测);结构性态检测技术开发;现场测试自动化与分析微机化技术;安全评价、可靠度分析技术;修补加固、维护、改建技术。

24、核技术在水利、交通、能源工程中的运用

研究内容为:放射性示踪技术在病险水库渗漏探测、泥沙运动观测、地下水水资源的开发利用、环境保护中的应用;射线技术的应用(包括研制γ—测沙仪、挖泥船土方量计、表层与深层中子—γ水份密度仪和高速水流掺气、γ射线反散射仪);中子活化分析在泥沙运行观测中的应用;核技术用于非金属材料改性方面的问题。

25、试验设备与测试技术的研究

研究内容为:水工、河工、港工、土工、材料及结构等方面的试验设备与测试技术。已研制的设备有:多功能空化空蚀实验装置;水弹振动实验装置;不规则造波机;大型土工离心机;结构模型试验离心机;阀门不稳定流的减压装置;多功能水洞装置;船舶模拟器;水质污染扩散试验量测仪器和数据采集系统,土工及结构室内测试自动控制、数据采集与处理系统、锥触测孔压力仪等。已研制的仪器有:渗流三向坐标仪;高压及大颗粒渗透变形仪;水下空化空蚀超声监测系统;自动跟踪水位仪;各类试验室用的流速仪;浪高仪、地形仪、测沙仪、潮汐控制和数据处理系统;水利、水电、水运工程原型及模型测试自动控制和数据处理系统;土工原观仪器,工程结构原观仪器,各类弦式传感器和多点弦式接收自动检测系统。

26、工程分析与工程管理应用软件开发的研究

研究内容为:各种工程计算应用软件及其配套的专用软件,如与新计算分析方法相应的常用软件;有关新型结构内力分析及其优化设计软件;与各种施工质量监测控制技术配套的实时监测、数据处理及分析软件、建筑物原型观测数据库及其统计分析和确定性模型分析软件;力学反馈问题软件;各种物理模型与数学模型相结合时的复合模型专用软件;计算机过程模拟方法的研究以及小区域技术经济评估和行业经济指标的预测预报软科学定量模型软件。

27、施工质量监测技术的研究

研究内容为:钢筋混凝土打入桩、灌注桩、振冲桩、大口径管桩、钢桩的施工质量与承载能力检测;地基加固质量原位监测及监测资料的整理分析、混凝土与钢筋混凝土施工质量的检测及其评价技术;高性能监测仪器(如粗颗粒材料密实度仪、剖面仪等)的研制。

28、水利、交通、能源工程标准化的研究

承担水利部、交通部、能源部下达的编制规程、规范、设计标准、手册、导则等方面的工作。编制有:《土工试验国家标准》、《土石坝有限元法计算标准化》、《水库安全管理条例》、《土石坝安全监测规范》、《土石坝管理手册》、《灰渣贮放和利用技术手册》、《土工聚合物测试标准》、《海洋钢结构防腐设计标准》、《船闸设计规范》“输水系统篇”,《海港水文》规范中有关“不规则波绕射”部分。

29、水利、交通和能源工程的技术经济和宏观决策的研究

研究内容为:利用优化理论和先进的计算技术,解决水利、交通、能源系统规划的关键技术,为规划设计和领导部门决策提供科学依据,如河流规划及优化开发,干支流及邻近地区水电优化开发,水库群优化补偿调节和水库综合利用优化调度、梯级电站短期优化运行、港口的合理布局、港址的选择,港口建筑物的布置,港口、航道、公路、水运的合理配套等;水利经济、水运经济、能源经济及有关技术经济政策;新结构新材料新工艺的技术经济效益评价;项目评估。

30、水利、交通、能源科技情报及科技发展方向的研究

研究内容为:领导决策的战略情报;水利、交通、能源科技发展方向的情报;专业方向和研究课题的发展动态、科技水平、科技成果等方面的情报;建立科技文献数据库和计算机检索网络。

1984年-2000年,南科院通过改革,党和国家的“科学技术必须面向经济建设、经济建设必须依靠科学技术”的方针得到深入贯彻,科研任务增加,科研效率提高,科研节奏加快,科研周期缩短,科研成果丰富,科研水平和社会、经济效益得到较大提高。这一时期的科研事业得到快速发展,科研合同额持续快速增长。1984年全院共执行各类研究项目196项,到2000年全院共承担科研项目520项,较1984年增长2.65倍,年平均增长15.6%;1984年全院科研总经费为638.8万元,2000年科研合同额达5176.8万元,较1984年增长8.1倍,年平均增长47.6%。

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