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槐文信教授团队获高等学校科学研究优秀成果一等奖

通讯员: ;发布时间:2023-06-25  点击数:

近日,教育部发布关于2021、2022年高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)奖励决定,水资源工程与调度全国重点实验室、水利水电学院槐文信教授主持完成的项目“含植物河道动力分区理论及物质输移机制”获自然科学奖一等奖。

项目组针对传统水力学中,尚无专门含植物河道水动力学理论、无法有效刻画植物作用下的动力特征及物质能量传输过程这一科学难题,在水-植被复杂界面流动的分析与模拟理论、植被阻流特性定量化表征以及物质输移机理方面取得了创新性成果,形成了含植物河道水力学理论。主要科学发现有:

(1)提出植被边界表征方法,建立了含植物河道动力分区理论,构建了含植物河道复杂流动水动力特性表征与模拟的理论框架。首次提出“植被边界”、“悬浮河床”新概念,刻画了河流中不同类型植被-水体界面的动态调整与发展过程,基于不同尺度紊动涡体作用范围提出动态分区理论。

植物生态功能

(2)建立了含植物河道的阻力系数模型,攻克了传统水力学无法准确计算植被阻力的难题。采用悬臂梁理论构建了考虑植被弯曲变形的柔性植被阻力模型;提出了基于紊流涡体入侵深度理论的相对粗糙度概念,建立了动态阻力系数模型,提出了含植物明渠的流速谢才公式;统一了河道阻力系数公式。

植物顶层的K-H涡

(3)建立了含植物河道的纵向、横向混合系数模型,奠定了含植物河道环境水力学理论基础。建立了考虑河道几何因子影响的纵向混合系数模型;考虑剪切区相干涡体对动量交换和物质输移的影响,建立了有植被明渠的纵向、横向混合系数的分层、分区模型。

动力分区及物质输移

项目成果成功应用于长江中游防洪设计与调度、南水北调东线输水能力计算、长江生态固滩工程以及多项中小河流的生境修复工程规划设计中,取得了显著的社会经济和生态环境效益。

槐文信教授团队

另悉,武汉大学共6项主持完成的科技成果获奖,其中,自然科学奖一等奖2项,技术发明奖二等奖1项,科技进步奖一等奖1项、二等奖2项。此外,参与完成的3项科技成果获奖,实验室郭志伟副教授和钱忠东教授参与完成的项目“高性能喷水推进泵装置关键技术及应用”获科技进步奖二等奖。

(编辑:吴琳  审核:刘攀、左志香)

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