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陈生水:筑大河魅力之坝保高坝大库安澜

他潜心科研、亲历危难,作为我国土石坝工程安全领域学科带头人,多次奔赴抗震与抗洪救灾一线;他治学严谨、理论扎实,推动土石坝工程学科发展,主持或参编国家标准、行业标准11部;他曾四度荣获国家科技进步奖,入选首届“中国杰出大坝工程师”、国家首批万人计划”领军人才。

生于1962年,与水结缘,陈生水围绕土石坝工程试验技术与安全评价理论开展研究。他的人生在保障高土石坝安全这方天地里斐然成章。

拦水于坝

陈生水在抗震救灾现场帐篷里工作

土石坝是历史最为悠久的一种坝型,以其就地取材、性能良好而广受青睐。我国拥有的高土石坝数量为世界之最,已建、在建和拟建高度200米以上的特高土石坝数量亦居世界之首。然而,复杂的地质和气候条件使高土石坝建设与安全运行面临挑战,其变形与渗流安全控制是工程建设和长期安全保障过程中面临的首要难题。

为此,陈生水潜心钻研100~250米级高混凝土面板砂砾石坝工程建设与安全保障技术20余年,旨在创建高混凝土面板砂砾石坝变形与渗流安全控制成套技术,彻底改变“砂砾石不能建高坝,面板砂砾石坝安全性差”等观点。他论证得出“面板砂砾石坝变形明显小于相同高度面板堆石坝”,首创与高面板砂砾石坝特点相适应的垫层料级配、垫层结构、坝体分区,以及坝内L形排水体等变形与渗流安全控制措施。成果经推广,为我国乌鲁瓦提和黑泉等30多座高面板砂砾石坝的建设和安全运行提供了技术支撑,取得显著的经济与环境效益。陈生水因此被授予国家科技进步奖二等奖。

理论先行

在马来西亚巴贡以及我国大石峡等85座世界标志性高土石坝安全评价和设计方案优化过程中,陈生水创建的试验技术与安全评价理论研究发挥了重要作用。而追溯创新技术与理论的形成,则得益于他主持建成的高水平高土石坝试验平台。

试验室内,陈生水自主研发了多尺度、多功能且性能先进的系列粗粒土试验设备,主编了《水利水电工程粗粒土试验规程》,在高土石坝筑坝粗粒土力学性质试验方面力争国际上游。面对高土石坝变形量计算严重偏低的问题,他建立了预测高土石坝加载变形、流变和地震残余变形的粗粒土本构理论体系。与常用模型相比,该体系大幅提升了高土石坝变形定量预测精度。他还研发了可模拟高土石坝变形与破坏过程的大型计算模拟平台,并在创新高土石坝离心机振动台模型试验外延分析方法的基础上,开辟了应用物理模型试验定量预测高土石坝地震残余变形量及其发展与分布规律的新途径。一系列的创新发现,有力地支撑了高土石坝地震安全评价标准与极限抗震能力计算分析方法的建立。

陈生水荣获第十二届光华工程科技奖

为正确揭示高土石坝破坏机理,陈生水创建了高土石坝溃坝离心模型试验系统和方法,使溃坝试验最大坝高达100米级;建立了合理反映高土石坝漫顶和渗透破坏溃决机理与溃坝过程的系列数学模型,研发了动态模拟高土石坝溃坝致灾过程计算机平台,为全面提升土石坝溃坝灾害应急预案编制的科学性提供了理论与技术支撑。

深耕不辍,步未停歇,在获2018年光华工程科技奖之际,陈生水表示,会继续为构筑大河魅力之坝,保障高坝大库安澜不懈努力。

◇本文发表于2018年第5期《中国科技奖励》
◇作者:蔡萌 gAgQMJ+rSTiTG8haX4khuGfevrNNLLlnb1ewXIx1482OZBWb+AzYJZpMl2zp6Nw4

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