水利工程学科简介

  一、学科简介

  作为国家基础设施和基础产业的支柱性学科之一,水利工程学科立足国计民生,面向行业发展,深入研究自然界中水的时空分布和演化规律,在水资源的开发利用与保护,以及水利、水电和水运工程的规划、设计、施工、管理等方面进行理论与技术创新,通过实施工程和非工程措施,实现水资源的有效保护与高效利用,促进人与自然和谐相处,保障社会可持续发展。学科的主要任务包括:防御水患灾害、保证生活、生产和生态用水,开发水电资源、建设水运网络基础设施、控制水土流失、防治水污染及建设生态文明。

  我校"水利工程"一级学科具有硕士学位授权学科点,"水利工程"为"十二五"湖南省重点学科,其二级学科"港口、海岸及近海工程"为博士学位授权学科点,为"十五"、"十一五"湖南省重点学科。"十一五"以来,本学科共招收博士生25名,授予博士学位6人,招收硕士生309名,授予硕士学位162人,获得省级优秀硕士论文5篇。

  本学科现有教学研究人员93人,其中教授11人,博士生导师4人,教育部新世纪优秀人才1人,湖南省特聘教授2名,交通部吴福-振华优秀教师2人,湖南省新世纪121人才4名,湖南省学科带头人培养对象2名,交通部青年科技英才2名,湖南省优秀青年骨干教师8名,全国优秀教师2名。学科有双聘院士2名,每年定期到学科讲学2次。学科师资力量优良,学缘、学历、职称、年龄结构合理。

  学科拥有"水沙科学与水灾害防治实验室"湖南省重点实验室,为中南地区最大的港航实验研究中心和先进的水利实验研究中心。实验仪器设备先进,有三维流场测量PIV测量系统、基于粒子测量技术的VDMS表面流场实时测量系统、大型水工试验泵房及清水浑水供应系统、能同时产生规则波和随机波以及双向水流的大型波浪水流槽、能产生规则波和随机波的波浪港池及大型实验水槽和变坡水槽、以及能从事数值模拟技术研究的先进计算机群等一大批先进的实验仪器设备。学科建设有2个水工试验大厅,试验场地14000多平方米,设备总值3000多万元,具有较好的实验条件,满足科学实验研究需要。

  本学科点近三年中共承担973等国家重大项目4项,承担国家自然科学基金23项,其中重点项目1项; 省部级课题50余项; 科研总经费达3500多万元,其中纵向科研经费1700多万元; 目前本学科在研课题40余项,可用研究经费1200余万元,能为博士后研究工作提供相关理论及应用前沿的研究课题和科研经费保障; 学术合作与交流广泛,举办国际与全国性学术会议14次,拥有良好的学术环境。

  近年来本学科在"水沙动力过程及其模拟技术"、"水工建筑物与水流相互作用的理论及应用"、"河湖治理技术与河流水动力过程"、"水工岩土力学及工程应用"、"水资源时空演变规律及水安全"等研究方向取得了重要的研究成果,尤其在港口、海岸及近海工程专业领域取得了突出的科研成果,行业知名度高。获国家及省部级及以上奖励10项,获得发明专利20余项; 发表SCI、EI检索论文156篇,出版专著10部。

  二、研究方向

  (一)研究方向一:港航工程中的水流泥沙运动基本理论

  1. 海岸动力过程及泥沙输送机理研究

  本研究以波浪、潮流、风暴潮等海岸动力要素为主要研究对象,以理论研究和模型试验为主要手段,结合数学模型,分析各动力要素的时空演变规律及耦合过程,研究泥沙在多种动力要素共同作用下的冲刷、搬运和沉积的规律,侧重研究海岸及近海工程中的水流泥沙运动基本理论,研究探讨水动力特性和泥沙输送、床面形态发展的内在联系,近年来,本研究方向承担国家自然科学基金3项,其余省部级课题3项,科研经费总计171万元,获湖南省自然科学三等奖1项。

  2. 河湖水动力学及其环境效应研究

  针对河湖开发现状和水环境恶化趋势,以河湖富营养化机理及治理对策为研究目标,采用理论分析、实验、原型观测、数值模拟等手段综合分析不同水文气象条件下的水动力要素的时空分布特征及相互耦合的作用机理,揭示不同时空尺度的水动力要素相互作用下泥沙及污染物运动、迁移规律,为河湖水质评价、河湖水环境治理和河湖生态修复等提供重要的理论依据和工程技术指导,本研究方向近年来承担科研项目7项,科研经费98万元。

  3. 水灾害形成机理及防治技术研究

  本研究以水灾害的形成、传播演变过程及其影响为主要研究内容,以先进的优化模拟技术与风险分析技术为基础,通过建立一系列数值模型和评价模型,分析计算灾害的形成过程、演变规律、影响范围、影响程度等,本研究主要以台风风暴潮、洪水演进、溃坝水流计算及山洪灾害为主要研究对象,其计算结果为防灾减灾提供决策支持,近年来,本研究方向共承担科研项目5项,科研经费86万元。

  (二)研究方向二:港航建筑物与水流相互作用的理论及应用

  1. 低水头水利枢纽关键技术研究。

  针对弯曲、分汊河段的低水头水利枢纽的整体布置、水力特性和通航安全等进行研究,其成果应用于大源渡、株洲和长沙枢纽,以及松花江大顶子山、广东连江西牛枢纽建设中,解决了工程规划、设计、施工中的技术难题,社会经济效益显著,仅大源渡枢纽工程就节约工程费用达8000多万元。

  2. 整治建筑物与水流相互作用研究。

  采用河工模型、数学模型、遥感影像及自航船模等多种手段相结合,在湖区复杂非周期双向来水河段滩险演变规律及其整治方法、湖区水道大落差跌坎的形成原因及其整治方法、桥墩及整治建筑物周围安全通航问题等方面取得了创新成果,并成功应用于常鲇航运建设等工程中,成果被全国《内河通航标准》引用。

  3. 临、跨河建筑物对通航条件的影响研究。

  本方向以理论分析为指导,通过建立水流泥沙数值模型,对建筑物附近水域流动特性进行模拟,计算分析工程前后水动力条件,在此基础上,评价临、跨河建筑物对通航条件的影响,为工程设计和运营提供理论依据和技术参考,本研究方向近年来承担科研项目10项,科研经费180万元。

  (三)研究方向三:港航结构与地基处理理论与技术

  本研究方向面向港航工程,着眼工程中的科学问题和技术难题,探讨港航建筑物与岩土的相互作用机理,研究软基、风化岩基加固方法和处理效果,研究渗透、岩溶等复杂地质条件对水工建筑物的影响并提出处理技术和工程措施,为工程实践服务,主要研究内容如下:

  1. 桩与土相互作用的理论与应用

  采用试验、理论分析和数值模拟等方法研究水平承载力的群桩效应,提出了水平力作用下群桩效应的临界桩距和基于水平地基反力系数的群桩计算方法,成果在武汉阳逻港等工程中得到应用并被《港口工程桩基规范》采用; 通过组合桩型复合地基桩、土受力特性的试验对比与分析 ,研究侧向开挖条件下组合群桩复合地基工作性状,探讨组合群桩复合地基设计计算方法。

  2. 港航工程风险分析与安全评价

  采用现场试验和数学模拟的方法,研究岩溶、风化深槽等复杂地质条件和渗透对港航建筑物的影响,提出的风化深槽处理方法、防渗处理技术在株洲水利枢纽、连江梯级开发系列枢纽和托口水电枢纽工程中得到了成功应用; 基于可靠度理论、模糊理论、区间理论,针对港航建筑物与岩土相互作用的不确定性,以重大灾害环境下的港航建筑物为对象,分析描述和度量各种不确定性因素的影响,研究量化风险安全评价分析方法,成果在各类工程中得到成功应用。

  三、学科专业

  给水排水工程(080705)

  本专业培养具有城市、工业、建筑等给水排水工程的基本理论,掌握水污染控制规划和水资源保护等方面的专业基础知识,受到专业训练的高级工程技术人才。毕业生能在城建、交通、水利、建筑、环保部门和其它企事业单位从事给水排水、水污染控制和水资源保护等方面的规划、设计、施工、教学和管理等工作。

  水利水电工程(水利水电工程)(080801)

  本专业培养具有水利水电工程和建筑工程学科的基本理论,掌握水利水电工程的勘测、规划、设计、施工、科研和管理等方面知识的高级工程技术人才。毕业生能在水利、电力、市政等行业的建筑企业和行政管理部门从事水利水电工程的规划、设计、施工、科研、教学和技术管理等工作。

  水利水电工程(国际土木工程管理)(080801)

  本专业培养具有水利水电工程学科的基本理论,掌握工程技术、工程管理、投资经济和法律的专业基础知识,具有较高的外语应用能力的复合型高级专门人才,毕业生能在水利水电、土木建筑、水利等行业的建设投资部门、工程咨询单位、涉外工程公司及其它企事业单位从事投资分析、工程监理和项目管理等工作。

  水文与水资源工程(080802)

  本专业培养具有水利工程、环境科学与技术及学科的基本理论,掌握水文学、水资源学、水环境学、水力学、气象与气候学及自然地理学的基础知识,受到相关专业初步训练的高级工程技术人才。毕业生能在水利、能源、交通、城建、农林、环保等部门从事水文与水资源及环境信息的采集与处理、水旱灾害预测与防治、水资源规划与管理、水利工程规划设计与管理等工作。

  港口航道与海岸工程(港航及海岸工程)(080803)

  本专业培养具有工程力学、流体力学、岩土力学以及结构工程学科的基本理论,系统掌握港口工程、航道工程和海岸工程的专业基础知识,具有土木工程师业务素质的高级工程技术人才。毕业生能在交通、水利、建筑以及海岸开发等部门从事规划、设计、施工和管理等工作。

  港口航道与海岸工程(国际土木工程管理)(080803)

  本专业培养具有土木工程学科的基本理论,掌握土木工程技术、工程管理、投资经济和法律的专业基础知识,具有较高的外语应用能力的复合型高级专门人才,毕业生能在交通、建筑、等行业的建设投资部门、工程咨询单位、涉外工程公司及其它企事业单位从事投资分析、工程监理和项目管理等工作。

  四、学术梯队

现有在编人员结构
专业技术职务 人数合计 35岁以下 36至45岁 46至55岁 56至60岁 61岁以上 具有博士学位人数 具有硕士学位人数
教授(或相当专业技术职务者) 16 0 5 10 1 0 33 27
副教授(或相当专业技术职务者) 21 4 10 7 0 0
讲师(或相当专业技术职务者) 31 25 6 0 0 0
涵盖的学科方向(二级学科)及其学术带头人、主要学术骨干
学科方向(二级学科)代码、名称 姓名 出生
年月
最终学历、学位 专业技术职务及专家称谓 培养博士生 培养硕士生
获学位人数 在学人数 获学位人数 在学人数
水沙动力过程及其模拟技术 蒋昌波 70.05 博士 教授, 教育部新(跨)世纪优秀人才 0 7 14 18
程永舟 74.07 博士 教授 0 0 1 7
沈小雄 61.09 硕士 教授 0 0 3 4
水工建筑物与水流相互作用的理论及应用 赵利平 61.07 硕士 教授 0 0 16 15
刘晓平 56.04 硕士 教授 0 4 16 13
喻泽红 66.04 博士 教授 0 0 8 6
河湖治理技术与河流水动力过程 胡旭跃 62.01 博士 教授 0 0 12 13
黄伦超 63.01 学士 教授 0 0 2 1
谢敏 79.02 博士 副教授 0 0 1 4
水工岩土力学及工程应用 张贵金 63.12 博士 教授 0 0 7 13
蒋中明 69.09 博士 教授 0 0 4 4
秦卫星 78.07 博士 副教授 0 0 1 7
水资源时空演变规律及水安全 胡世雄 68.12 博士 教授 0 0 0 7
胡国华 65.11 博士 教授 0 0 10 5
李峰 64.09 博士 教授 0 0 6 11