黄科院取得“自加速异重流”重大基础研究突破
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2026-05-27 16:09
来源:
黄河网
本站讯 近日获悉,在“十三五”国家重点研发计划项目“黄河干支流骨干枢纽群泥沙动态调控关键技术”等支持下,黄科院“多沙水库多目标优化调控”水利人才创新团队围绕水库泥沙问题持续开展基本规律、基础理论、基础工具、基本方法研究,取得一系列代表性成果,集成成果获2025年大禹水利科技进步一等奖。
由黄科院团队和清华大学教授傅旭东团队领衔,联合国内外多方力量,近日在综合科学类顶级学术期刊《美国国家科学院院刊》(PNAS)发表题为《原位证据揭示自加速异重流》的文章,是上述系列工作中的又一项重磅基础研究成果。
研究团队历时8年在小浪底水库开展原位观测,捕捉11次异重流过程,全球首次获取原型尺度“自加速异重流”直接证据,揭示了异重流存在“冲刷-加速-更强冲刷”的正反馈循环动力机制,提炼出普适性无量纲判据,明确异重流高效冲刷阈值。该成果破解了流体力学界悬置60年的异重流自加速理论验证难题,将湖库异重流与深海浊流统一纳入同一发生规律框架,填补了水库水沙自加速效应原位实证空白。依据判据可直接指导小浪底等水利枢纽调水调沙调度,精准识别触发自加速异重流的最佳洪峰与含沙量窗口,实现“以最小下泄水量换取最大排沙量甚至超额冲刷”,异重流排沙效率显著提升,有效延长拦沙库容使用年限,同时为深海浊流地质灾害预警防控提供理论支撑。
该研究在全球范围内首次从原型尺度上证实了困扰流体动力学界近60年的“自加速异重流”理论预言,打破了“自加速仅存在于陡坡或高速流体环境”中的传统认知局限,为全球水库减淤与深海灾害预防贡献了关键的预测工具与“中国方案”。
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