十五”211工程”子项目论证报告.doc

1、“十 五 ”“211 工 程 ”子 项 目 论 证 报 告及 拟 购 仪 器 设 备 清 单二二年十月目 录一、子项目论证报告1、重点学科建设项目论证报告水文水资源及水环境1岩土工程及地质灾害防治9水工结构工程.19河湖及近海的水环境治理与修复.32近海和海岸带开发利用及保护42水力学及水利水电工程532、校内公共服务体系建设项目论证报告数字校园（一期）61工程训练中心67分析测试中心723、大型仪器设备论证报告仪器设备装备总论（一期）75二、 “十五” “211 工程”拟购仪器设备清单（单台件10 万元）. 76- 1 -重点学科建设项目论证报告（之一）水文水资源及水环境一、项目定义项目名称

2、：水文水资源及水环境所属领域：本项目属基础产业和高新技术一级领域中的土建水利二级领域。承担本项目的主干学科为水文学及水资源国家重点学科，支撑学科为计算机应用技术，并以水资源开发利用国家专业实验室、水资源开发教育部重点实验室为依托。二、项目背景1. 项目意义我国是世界上水问题最为突出的国家之一。随着人口的增长、社会经济的进一步发展，水资源的利用规模、范围日益增大，水资源短缺问题日益加重，水灾害造成的损失越来越严重，水体水质和生态环境日趋恶化。水资源短缺、水灾害加剧、生态环境恶化已成为我国社会经济发展的极其重要的制约因素。21 世纪西部大开发、南水北调、国家防汛指挥系统以及大江大河综合治理等重大项

3、目给水文学及水资源学科带来了新的发展空间，需要运用先进理论和技术构建新的研究框架体系来解决这些复杂课题。现代意义的水文学及水资源，不仅仅是为工程建设提供水文依据的工程水文方向，已包括了工程水文、水资源水文、环境水文、生态水文、同位素水文等研究方向。此外，信息技术快速发展，使得水文水资源信息获取方法和手段发生了革命性的变化，信息源广泛多样，处理手段日新月异，为水文科学及水资源问题的研究提供了良好的技术支撑。水文科学及水资源问题的研究进入了新的- 2 -发展阶段。本项目以信息化、数字化等先进技术为手段，利用多学科交叉的优势，着力探讨水文学科的发展，深入研究水资源可持续利用问题。进一步瞄准水文学及水

4、资源学科的发展前沿，培育和发展学科新的生长点，使本学科成为国际上有影响的高层次人才培养基地与解决水文水资源重大科技问题的研究基地。2. 国际水平水资源问题一直是国际社会普遍关注的热点问题之一，国际上非常重视水资源问题，相继开展了许多前沿课题的研究。如，将示踪技术、遥感技术、全球定位系统和新的水文测验方法集成广泛应用于水信息采集；基于遥感、气象和水文相结合的大范围旱情监测技术研究；基于数字化技术的分布式流域水文模型的研究，将水文模型和暴雨模型耦合，研制洪水预报模型，以增长洪水预报预见期；将大尺度水文模型和气候模型耦合，研究气候变化对全球水文循环的影响，注重研究人类活动对流域水循环和生态环境的影响

5、；进行大河流域水问题的研究，研究水资源承载能力及水资源管理调度系统；进行水生态环境系统中物质、能量、水质迁移转化规律的研究。以上这些研究都充分利用现代通信技术、计算机技术、空间信息技术等高新技术手段，构建数字化平台，在数字化平台下进行各个层面的研究工作，使水文学及水资源研究取得了明显进步。3. 国内水平我国长期以来十分重视水问题，相继制订和颁布了一系列水资源管理及水环境保护的法律、法规，并在水资源开发、水灾害防治、水环境保护等方面进行了卓有成效的研究。近年来，国家加大了对水文学及水资源学科的投入，特别是在“211 工程”一期的支持下，本学科的基本科研条件得到了改善，大大缩短了与国际先进水平的差

6、距，促进了学科的总体发展水平，取得了一批国内领先、在国际上有一- 3 -定影响的基础理论与应用研究成果。在水文基础理论研究方面，大尺度水文及数字水文研究取得了较大的突破，在国内开辟了一条崭新的研究领域，研究成果在国内外均具有一定的影响，为构建新一代水文模型打下了坚实的基础；在水资源优化配置与高效利用方面，提出水资源可再生能力理论、水资源承载能力理论，结合重大水利水电工程建设项目和区域水资源研究项目，取得了一批重要研究成果；在水环境保护方面，对污染造成沿岸土壤及地下水环境恶化的问题进行了创新性研究，取得多项突破性的理论研究成果和应用技术成果。但与国际先进水平相比，一方面，我国在水文学基础理论研究

7、方面存在一定的差距；另一方面，在以信息技术为代表的高新技术在水资源领域的应用上，我国与世界先进水平相比也有不小差距。三、项目建设目标1. 整体目标(1) 本项目实施后，将使水文学及水资源学科的主要研究方向保持国际先进水平，部分研究方向达到国际领先水平。(2) 本项目实施后，将建成具有国际先进水平的水文水资源及水环境高级人才培养基地，使本科生、研究生的培养质量达到国际先进水平。(3) 本项目实施后，将建成一支在水文水资源基础理论研究及应用研究方面具有原创能力的学术队伍，能持续跟踪和引导本学科的发展方向。(4) 本项目建设将与我国现代化建设紧密结合，对水资源可持续开发利用、水灾害防治、水环境保护与

8、社会经济可持续发展等一系列复杂问题开展综合性研究，使水资源开发利用与人口增长、经济发展和环境保护相协调，为国家现代化建设决策提供科学依据。2. 具体指标(1) 主要指标- 4 -围绕国民经济和社会发展所遇到的水资源短缺、水灾害、水环境问题，结合国家重大、重点建设项目和学科发展方向，突出运用多学科交叉的优势，以数字化和信息化技术促进水文学及水资源学科基础理论研究的深入和应用研究的推广。主要开展水文物理规律分析及模拟、水文不确定性理论及水灾害防治、水资源系统理论与可持续利用、水环境演变规律与保护、水信息理论与技术等5 个方向的研究工作。在水资源开发利用国家专业实验室的基础上，重点建设水文水资源信息

9、技术、生态水文及水资源环境、数字水文及水资源系统工程等3 个子项目。(2) 主要研究方向和可能取得的重大科技成果 水文物理规律分析及模拟开展系统水文学、地貌水文学、大尺度水文学、数字水文学和同位素水文学等学科前沿课题的研究。在数字平台下对水文现象进行描述，对水文基本规律进行研究，提出新一代水文模型。 水文不确定性理论及水灾害防治开展水文不确定性理论、最大可能暴雨、最大可能洪水、古洪水以及感潮河流水文计算方法的研究。研制大河流域防洪耦合系统和大范围干旱监测预测系统。 水资源系统理论与可持续利用结合西部大开发、南水北调以及大江大河综合治理等重大工程进行研究，提出水资源系统合理规划与优化配置理论与方

10、法，建立区域水资源管理情景模拟系统。揭示地下水与地表水相互作用机理。 水环境演变规律与保护探讨土壤侵蚀与流域产流、产污、产沙规律，建立区域和大尺度的生态-水文模型，研究污染物在流域生态环境中迁移、转换、归趋规律。进行水环境保护规划与管理研究，建立水环境监测、模拟、预测、保护规划与管理一体化的水环境管理系统。- 5 - 水信息理论与技术进行水信息采集技术的研究，尤其是水信息采集技术的集成研究。探讨信息技术在水文水资源领域中的应用，利用计算机技术、3S 等高新技术来建立水信息采集平台。(3) 条件建设加强学科基础设施建设，继续改善学科发展必备的软、硬件环境，在水资源开发利用国家专业实验室的基础上，

11、进一步在以下 3 个方面进行重点建设。 水文水资源信息技术购置 ADCP 测流仪器设备，建立一套从水量到水质的自动测报系统，购置地下水水位和水质测验设备，完善雷达测雨系统。集成水信息采集技术。建立集图像识别与处理、多媒体技术与应用、虚拟现实技术于一体的综合平台，对各种途径获得的遥感图像，进行加工处理及分析。 生态水文及水资源环境进行流域-生态- 环境-水文过程模拟实验，购置测水流、测能量、测污染物质的现场监测仪器和室内监测仪器。包括土壤-水分- 盐分测定仪、坡面水位计、以及监测水中有机物、金属元素、无机物浓度的成套设备，建立植物生理-生态监控系统，建立野外观测试验站。 数字水文及水资源系统工程

12、构建数字流域，建立三维立体化平台的大屏幕弧形投影展示系统。研制多源信息融合以及多源数据的同化技术平台。构建新一代空间分布式数字水文模拟系统。建立防洪系统软件平台、大范围旱情监测预测系统软件平台、水资源可持续利用系统软件平台以及水环境保护系统软件平台。(4) 学 术队 伍建设和学 术交流在本项目建设中，积极创造条件，培养或引进国内著名、国际上有较大影响的学术带头人，并形成以中青年博士、教授为主体的年龄、学位、职称结构- 6 -合理的一流学术梯队。培养在国内外有影响的学术带头人 5 名，教授人数达到25 人，青年学术骨干 30 人，博士学位人数占 45%。进一步加强同兄弟院校和研究院所的合作和交流

13、。在国际上通过交换访问学者、双边学术讨论会、合作研究等进行校际交流；主办和参加国际会议、邀请外国专家讲学和出国讲学等多种方式展开学术交流。计划举办 1 次国际学术会议，2 次全国性学术会议；每年邀请讲学 10 人次，出国讲学和交流 20 人次。(5) 形成的能力 人才培养能力积极进行水文水资源专业课程设置及培养模式的改革，建设野外实习基地，开展电化教学工作，不断提高教学质量，扩大办学规模。累计培养 10 名博士后、100 名博士生、300 名硕士生。注重学生的培养质量，将本学科群建成为我国水文学及水资源领域的高层次人才培养基地，成为世界上有影响的水文学及水资源教育中心。 科研能力通过本项目建设

14、，使本学科群具备承担国家重点基础研究项目、国家重大科技攻关项目和重大国际合作项目的能力，成为我国及国际上有影响的水资源、水灾害与水环境领域的科学研究中心。承担科研经费达到 8000 万元，获省部级以上奖 6 项，发表高质量论文 400 篇，其中被 SCI、EI、ISTP 检索的论文占10%。出版专著与教材 10 部。(6) 预 期效益本建设项目完成后，将建成水文水资源信息技术实验室、生态水文及水资源环境实验室以及数字水文平台。在数字平台下，构建数字水文新体系，研制新一代水文模型，开展本学科各个方向的研究工作。开展大河流域防洪耦合系统研究，将水文模型和暴雨模型结合，建立暴雨预报、洪水预报、洪水调

15、度及灾情评估等一体化的系统。提出复杂水资源系统合理配置的理论与方法，建立- 7 -区域水资源管理情景模拟系统。项目建设完成后，将使我国在“水文学及水资源”领域的科学研究成果达到国际先进水平，在人才培养的质量上进入国际先进行列。四、建设总经费本项目所需经费主要用于仪器设备、软件的购置、建筑安装工程及学术交流、梯队建设等方面，预算总经费为 900 万元。1. 水文水资源信息技术： 372 万元2. 生态水文及水资源环境： 200 万元3. 数字水文及水资源系统工程： 328 万元五、项目已有的优势和特点1. 综合的学科优势1915 年水利专家李仪祉先生在河海工程专门学校开设水文学课程。1952年水

16、文学家刘光文教授等创建了我国第一个水文专业，并于 1955 年招收研究生，是我国第一批培养研究生的学科点。1981 年首批获得学士、硕士和博士学位授予权。1988 年被评为国家重点学科。1990 年获世行重点学科建设项目的资助，建立水资源开发利用国家专业实验室。1996 年列入“211 工程”重点学科建设项目，2001 年通过验收。1997 年联合国教科文组织通过专门议案，在我校设立国际水文水资源及环境培训与研究中心。2001 年建立水资源开发教育部重点实验室。2001 年再一次被评为国家重点学科。2. 高水平的学术队伍通过“211”一期工程建设，培养了一批年轻学术骨干。现已形成一支理论基础深

17、厚、实践经验丰富的学术带头人和学术骨干队伍。现有教授 19 人(含博士生导师 12 人)，副教授 25 人，讲师 16 人。教师年龄在 45 以下的占70%。 1993 和 1997 年被评为江苏省优秀学科梯队。- 8 -3. 培养人才的高质量迄今为止，累计共招收博士生 175 名，其中毕业并获得博士学位的有 53人；招收硕士生 413 名，毕业并授予硕士学位的有 186 人。培养本专科毕业生5000 余人，目前在校生 800 余人。此外还接受联合国教科文组织(UNESCO)和世界气象组织(WMO)的委托，为 30 多个国家培养近 200 多名高级水文水资源及水环境人才。4. 特色鲜明的科学研

18、究在“九五”期间，主持与承担多项国家自然科学基金、国家科技攻关专题、“863 计划” 、 “973 项目”等重大课题研究及大量与国民经济建设紧密相关的科研和生产项目，尤其在流域水文模型、大尺度水文模拟、数字水文、洪水预报方法、防洪风险分析、可能最大降水与古洪水、水资源评价与合理配置、水资源规划与管理、水资源高效利用、水环境保护及 3S 技术应用等方面，取得一些具有一定国际影响或处于国际前沿的重要成果，为我国水利事业发展和国民经济建设作出了贡献。5. 国际国内学术交流本学科群广泛开展国内外交流与合作，参加各种形式学术交流活动，已与美国亚利桑那大学，荷兰 Delft 大学，爱尔兰共和国国立大学，德

19、国汉诺威大学、斯图加特大学、柏林水资源规划和系统研究所 WASY，俄罗斯莫斯科大学、国立水文气象学院，日本长冈技术科学大学等学术机构建立了双边合作关系。“水文水资源及水环境”建设项目总投资为 900 万元，其中中央专项资金为 650 万元（国家计委 325 万元，财政部 325 万元） ，全部用于购置仪器设备；学校自筹资金为 250 万元，150 万元用于购置仪器设备，100 万元用于学术交流、学科队伍以及网络、图书等建设。本项目拟购 DLP120大屏幕背投系统等。- 9 -重点学科建设项目论证报告（之二）岩土工程及地质灾害防治一、项目定义项目名称：岩土工程及地质灾害防治所属领域：本项目属于基

20、础产业和高新技术一级领域中的土建水利二级领域。承担本项目的主干学科为岩土工程国家重点学科，支撑学科为防灾减灾工程与防护工程、地质工程和大地测量学与测绘工程，并以水利部岩土工程重点实验室和江苏省交通基础技术工程中心为依托。二、项目背景1. 项目意义岩土工程是国家进行基础设施建设、保障重大生命线工程安全的重要学科。经过几十年的建设，本学科在国内已有较大的学术影响，具备了解决国家重大工程关键技术问题的能力，为国家经济建设和社会发展作出了突出贡献。进入新的世纪，国家对基础设施建设的投入不断加大，特别是大型蓄输水工程、交通运输工程、能源工程的规划兴建，将会遇到许多堆石体、软土、非饱和土、岩体工程材料性质

21、和计算理论方面的难题，这也是目前国内外岩土工程学科研究的主要热点问题。岩土体渗流破坏、地质灾害、环境岩土工程问题的恶化等，威胁着人民生命财产的安全，严重制约着国家经济的发展，本学科现有的研究条件还难以满足国家经济发展的需要，有必要通过学科建设，进一步完善研究条件，提高科研学术水平。在西部大开发建设中，水电开发、高坝建设是重点之一。高土石坝建设的新发展要求在复杂地质条件下对高围压条件下坝体堆石- 10 -材料的工程性质、复杂受力条件下的强度变形规律等有更清楚的认识；南水北调、西气东输等大型工程中会遇到膨胀土、湿陷性黄土等关键性工程问题。在沿海基础设施建设过程中又会遇到众多复杂的软土问题，特别是其

22、流变特性、小应变条件下的应力应变特性及结构性等岩土工程课题。因此，全面开展堆石体、软土与特殊土的工程特性的研究，建立相应的计算理论，研制系统的试验设备有重大的理论意义和工程价值。此外，大量研究表明，岩土体在工程环境下所表现出众多且复杂的工程特性和现象，都与其内部微细结构的形态和变化有关。定量分析研究岩土体微细结构连续动态变化规律性，建立土体力学性质与微细结构的内在联系，不仅对岩土力学理论进一步深入研究具有十分重要的科学意义，而且对分析和评价土的工程性质及其对工程建设的适应性也有着明显的现实性。在地下洞室、坝基、高边坡、基坑、堤防等工程中，都不可避免地遇到渗流问题，由于渗流而引发的破坏性事件也屡

23、见不鲜。目前对渗流破坏人们主要是从宏观上来研究，对渗流破坏机理性方面的研究还远远不够，而欲寻找出渗流破坏的真正原因，并且建立相应的预测、预报系统和研究出更合理的防治措施，开发更有效的防治材料，还需从微细观研究入手，探索岩土体的渗流破坏机理，再建立相应的预测、预报系统和防治措施，对减少渗流引发灾害的发生和减小国民经济的损失有特别重要的意义。岩石流变力学理论是岩体力学重要的组成部分。近几年，岩石流变理论得到了一定的发展，特别是利用实测资料反演已知流变模型未知参数、进而发展到对未知模型的辨识等，但还不成熟，长江三峡工程永久船闸高边坡对岩体流变的研究提出了极具挑战性的问题，为流变力学的发展提供了机遇和

24、背景，但岩体流变模型辨识、岩体损伤流变模型、岩体损伤断裂流变模型以及在渗流作用下岩体流变模型的理论研究并不甚理想。因此，迫切需要加强岩石流变力学理论的研究。南水北调西线大型隧洞、西部大型水利水电工程，如：小湾水电站、向家- 11 -坝水电站、龙滩水电站、水布垭水电站、锦屏水电站等的建设，大都涉及到复杂岩体的流变特性问题。随着国民经济的发展，国力的增强，核能有一定的发展空间。核废料处理涉及到温度场、应力场、饱和非饱和渗流场耦合共同作用下复杂岩体流变变形及长期稳定性问题。由于我国室内岩石流变仪器不完备，所得流变力学参数可靠性差，需要开发引进国外先进全自动岩石三轴流变伺服仪，研制岩体软弱结构面剪切流

25、变实验机，探讨岩体流变变形破坏机理，研究岩体的流变规律，为重大工程建设提供可靠的理论基础。地质灾害给人民的生命财产带来巨大损失，为了减少地质灾害给人类带来的损失，人们越来越重视对地质灾害的监测和预报。随着地下水资源的开发利用、城市地下空间的开发利用、城市各类垃圾数量的增加，引起的环境岩土工程问题（如地面的大面积下沉、建筑物的倾斜、城市各类管道的破裂、污染物的扩散与对土体性质的破坏等）已越来越严重地威胁人民生命财产的安全和社会经济的正常发展；开展环境岩土工程问题的研究有助于弄清环境岩土工程问题的发生和演变规律，采取经济有效的措施抑制岩土工程环境恶化，保障人民生活质量的提高和社会经济的可持续发展。

26、2. 国际水平岩土工程学科以岩土体这种性质极为复杂的工程材料为研究对象，其科技水平对整个土木水利工程建设的效益和水平起关键作用，世界各国对它的发展非常重视。在土的力学特性方面，美国、日本和英国等国家水平较高，如日本东京大学在土体静动力特性方面处于国际前言。岩石工程与力学方面，奥地利、法国等欧美国家处于前列，如法国里尔科技大学在岩石不仅将地质与力学、室内与现场紧密结合起来进行综合研究，针对岩石储存与处置问题，开展了岩石长期稳定性的基础研究，考虑岩石水热化学的耦合效应，推出了新的数模研究方法。地形、地貌和地质条件十分复杂的日本，利用卫星定位技术在地质灾害的监测与预报方面投入了大量的物力和财力，使得

27、在这一领域的技术手段和水平均居世界前列。日本的 Kyoto 大学和 DX Antenna 公司于 1996 年开始- 12 -立项研究用 GPS 多天线技术监测滑坡，并于 1998 年完成了世界上第一台试验用的工程样机。3. 国内水平在本项目所涉及的学科领域内，从总体上看我国在岩土体的基本理论、数值分析方法研究方面与国际水平差距不大。但在研究手段、测试设备和技术上与国际水平还有一定差距，尤其是现场测试技术、计算机技术和仪器、测试精度和自动化程度等方面差距明显。国内同行方面，同济大学在地下铁道和隧道结构、高层建筑基础方面具有一定优势，中国矿业大学岩土学科在矿山岩石力学和深部岩土工程研究具有特色。

28、浙江大学在基坑支护和波动力学方面有一定进展。我国在利用卫星定位技术监测滑坡和泥石流等地质灾害研究还刚刚开始。三、项目建设目标1. 整体目标(1) 通过本项目建设，使河海大学岩土工程国家重点学科在岩土体强度与变形理论、岩土体微细结构测试与力学特性、岩土工程测试与应用新技术、环境岩土工程和地质灾害的监测与防治等方面有较大的突破，为国家重大工程建设和经济的可持续发展提供可靠的保障。在各主要研究方向上形成跟踪国际最新发展动态的能力，学科总体上基本达到或接近日本东京大学、法国里尔科技大学等国际著名大学的研究水平，成为我国解决岩土工程关键技术问题的科学研究基地。(2) 通过本项目建设，形成具有高水平的科研

29、和教学队伍。造就出在国内外有一定影响的学术带头人，成为培养岩土工程一流水平的高层次专门人才的基地。- 13 -2. 具体目标(1) 主要指标围绕着目前国民经济高速发展期间的大规模基础设施建设中的复杂岩土工程问题，在“211”工程支持下，使河海大学岩土工程学科在科学研究、条件建设、人才培养和学术梯队建设、学术交流等方面取得显著进展。(2) 主要研究方向和可能取得的重大科技成果主要研究方向为： 研制用于堆石体流变测试的大型流变三轴三轴剪切试验机，结合西部大开发中的特大型高土石坝工程，进行堆石体流变试验，揭示其长期强度、长期变形的规律，建立相应理论和计算模型。 研制大型真三轴仪，大型单剪仪，进行对复

30、杂受力条件下的强度变形特性，尤其是应力引起的各向异性特性试验研究，使堆石体本构模型理论进一步发展完善。 加强本学科在软土和膨胀土微细观机理和力学特性方面的研究，发展软土的结构性理论和小应变理论研究，促使软土的基本理论达到岩土工程实践的适用性。从岩土介质的微细观结构入手去研究岩土体力学特性和渗流破坏的机理。 岩石流变力学特性及长期稳定性方面，建设具有国际先进水平的岩石力学流变试验研究设施，开发相关软件，建立复杂环境下的岩体流变力学模型及进行岩石流变破坏微细观机理研究，面向西部大开发重大水电工程建设，开展岩体工程长期稳定性研究。 开展岩土工程现场测试和应用新技术研究。充分发挥学科传统优势，开展岩土

31、体原位测试技术、软土地基处理新技术、新设备和新工艺研究。- 14 - 环境岩土工程与地质灾害预测及防治将开展地质灾害的基础性研究，建立科学的地质灾害预测理论、提出地质灾害防治方法。研制具有自主知识产权的“全球导航卫星 GNSS 一机多天线无线传输控制器”样机。可能取得的重大科技成果： 在岩土体强度变形理论与应用，特别是岩石和堆石体流变特性、高土石坝与高边坡变形分析与应用方面取得重要成果。 在软土力学特性与地基加固应用技术研究方面，取得 810 项专利，达到国际先进水平。 在环境与地质灾害监测与防治方面达到国内领先水平。3. 条件建设为适应本学科群作为全国培养高级专门人才和高水平科学研究重要基地

32、的需要，将进行以下实验基地建设。按国家重点实验室的要求建设，建成后对国内外开放，将能承担岩土工程的各种室内试验和现场测试任务，建设内容包括：(1) 对现有仪器进行更新改造，改进仪器功能，提高测试精度。(2) 完善土体基本性质研究测试手段，新增大型堆石体流变三轴剪切试验机、大型堆石体真三轴仪、大型单剪仪各一台，改造和完善岩土体微细结构测试系统。(3) 为了进行岩体流变力学特性及长期稳定性研究，新增全自动岩石流变三轴仪及剪切流变仪试验系统。(4) 岩土工程测试与应用新技术研究方面，新增全自动多功能 CPTU 车载测试系统一套，并研制新型软土地基处理桩基设备。(5) 在环境岩土工程与地质灾害防治方面

33、新增岩土渗透测试系统、环境土柱试验系统、卫星定位地面接收监测系统各一套，并进行地质灾害自动监测系统及软件的开发。- 15 -4. 学术队伍建设和学术交流通过重大课题研究建立具有学科交叉及渗透能力的新型科研人才和学术带头人的机制，在本学科建设一支能适应新世纪科技发展需要、学术思想活跃先进，结构合理、团结合作的高水平的学术队伍。力争到 2005 年，中青年教师具有博士学位的人员达到 85%，在国内外有较大影响的学科带头人 45 名左右。为达到这一目标，拟采取下列措施：（1）积极吸引国外留学人员回国；（2）学科梯队中每年新增 2 名以上博士后和博士毕业生；（3）积极开展国内外学术交流，促进中青年教师

34、成长；（4）大力改善工作和生活条件，吸引优秀人才来校工作；（5）积极创造条件，提高现有教师学术水平，稳定现有学术队伍。加强与国内外先进大学及科研、设计单位的学术交流和科研合作，创造更多的机会让青年教师参加国际国内学术会议或出国进修，2005 年前主办国际性学术会议 1 次，全国性学术会议 23 次。5. 形成的能力(1) 人才培养能力到 2005 年，人才培养能力形成年招收 60 名硕士生、30 名博士生和 6 名博士后或国内外高级访问学者的能力。(2) 科研能力进一步增强承担国家和省部级重大科技攻关任务及自主发展能力，多数科研成果将达到国际先进水平。6. 预期效果在岩土工程领域内取得重大理论

35、成果，在关键技术上取得突破并直接应用于实际工程，研究成果积极为工程发挥作用和效益服务，为我国经济建设发挥重要作用，产生巨大的经济效益和明显的社会效益。 “十五”期间争取获得国- 16 -家与省部级以上科技进步奖 5 项，发表高水平学术论文 450 篇以上，国际三大检索机构收录的论文 80 篇，出版专著教材 10 部。承接科研项目总经费 5000万以上，获得 15 项具有社会经济价值的国家专利，成果转化形成 1 亿元以上的经济效益。通过本项目建设，形成具有高水平的科研和教学队伍。造就出在国内外一定影响的学术带头人 45 名，培养博士后、博士硕士研究生 350 多名，成为培养岩土工程一流水平的高层

36、次专门人才的基地。四、建设总经费“十五”期间，本项目建设所需总经费为 1000 万元。其中 100 万元用于人才培养、学术交流、交叉学科建设等，900 万元用于添置设备：1. 堆石体、软土与特殊土的工程性质 250 万元2. 岩石力学特性及长期稳定性研究 255 万元3. 岩土工程现场测试与应用新技术研究 167 万元4. 环境岩土工程与地质灾害防治 228 万元五、项目已有的优势和特点1. 综合的学科优势 河海大学岩土工程学科是国务院首批博士点授予点之一，1988 年被评为国家重点建设学科点，1994 年被岩土工程实验室评为水利部重点实验室，1996年列为国家“211 工程”重点建设学科，1

37、999 年被教育部确定为“长江学者奖励计划”特聘教授设岗学科，2000 年被批准成立江苏省交通基础工程研究中心。2001 年被教育部重新确认为国家重点学科点。1997 年被评为江苏省优秀学科梯队。经过多年的建设，形成了岩土工程领域具有特色的 5 个研究方向：土的基本特性及土与结构相互作用；土动力学与工程抗震；软土地基处理与基础工程；岩石力学与工程；岩土渗流理论与测试等。目前已拥有结构合理的学科梯- 17 -队、坚实的研究基础和一流的研究设施。在“九五” “211 工程”项目支持下，本学科建设了一批先进的试验研究设备，包括与日本共同研制的全自动多功能振动扭剪三轴仪、英国进口的非饱和土三轴仪、岩石

38、力学伺服测试系统和应力路径大型三轴仪等大型精密仪器以及岩土渗流同位素示踪测试仪器等，其中部分设备达到国际一流水准，这将为本学科开展基础理论创新及应用研究提供最好的科研条件。2. 高水平的学术队伍目前，以岩土工程研究所为主体形成了 43 人的强大学科梯队。其中教授 18人，副教授 12 人，讲师 13 人，具有博士学位者 20 人。梯队平均年龄为 39 岁，并且多数是来自国内外著名大学的年轻博士，能够博采和融合各家所长，具有很大的发展潜力。学科梯队中有国内著名学者，2000 年又聘请了中国工程院王思敬院士为学科顾问。3. 培养人才的高质量 近 5 年来培养了 100 多名博士和硕士研究生。其中多

39、数成为所在单位的学术骨干。4. 特色鲜明的科学研究本学科以研究水利水电工程中岩土工程问题为特色。在国家“六五”至“九五”期间，研究了三峡、小浪底、天生桥等 10 余座特大型水利水电枢纽中的岩土工程问题，如大坝、高边坡、地下洞室中的应力、变形、渗流、稳定、流变、抗震等。同时在高速交通工程方面，也取得了丰硕的成果，如解决沪宁高速公路中软基加固关键技术问题，为国家经济建设作出了重大贡献。5. 国际国内学术交流本学科长期与欧、美、日本及东南亚等国家有着广泛的合作交流。2002 年与法国里尔科技大学（USTL）合作组建了中法国际环境岩土力学研究中心- 18 -（CF-Geomech） 。与香港理工大学土

40、地测量系合作进行地址灾害预测预报研究。与澳大利亚新南威尔大学、加拿大卡尔加里大学和新加坡南洋理工大学定期交流研究成果，并进行广泛的学术探讨。“岩土工程与地质灾害防治” 建设项目总投资为 1000 万元，其中中央专项资金为 700 万元（国家计委 350 万元，财政部 350 万元） ，全部用于购置仪器设备；学校自筹资金为 300 万元，180 万元用于购置仪器设备，120 万元用于学术交流、学科队伍以及网络、图书等建设。本子项目具有代表性仪器设备名称如下：大型堆石体流变三轴剪切试验机、大型堆石体真三轴仪、岩土体微细结构测试系统、全自动岩石流变三轴仪及剪切流变仪试验系统、全自动多功能 CPTU

41、车载测试系统一套、卫星定位地面接收监测系统。- 19 -重点学科建设项目论证报告（之三）水工结构工程一、项目定义项目名称：水工结构工程所属领域：本项目属基础产业中的土建、水利领域，承担本项目的主干学科是水工结构工程，支撑学科有工程力学、材料学和结构工程。二、项目背景1. 项目意义国家“十五”及2015年远景规划中明确提出了南、中、北三条“西电东送”工程和东、中、西三线“ 南水北调” 工程的宏伟建设计划；同时，全国有 27000多座病险坝需除险加固。这些都对水利水电工程建设的支柱学科-水工结构工程学科提出了发展、创新的新要求。项目将针对水工结构安全工程，特高坝建设，高边坡的综合治理，超大型地下洞

42、室和超长深埋高压输水隧洞的修建，水工结构工程的新材料、新技术、新工艺的开发与应用等领域面临的一系列科学技术难题进行重点建设，由此，形成国内具有显著特色和先进水平的学科队伍，建立涵盖整个学科领域的高层次人才培养和高水平科学研究基地，以适应国民经济建设发展的迫切需要。建国以来，我国共修建8万多座堤坝，高15m以上的大坝有1.8万余座，水- 20 -库总库容约500Gm 3以上，水电总装机约80GW，总供水量500 Gm3以上，灌溉面积8.2 亿亩，并保护下游亿万人民的生命财产安全，是我国国民经济发展的重要基础设施，在国民经济建设和社会安全中起到了巨大作用。然而由于多种原因，在全国3100多座大中型

43、水库大坝中有1248座大坝、在8万多座小型水库大坝中有36%存在不同程度的病险问题；其他大坝，尤其是七十年代以前修建的大坝，也存在老化和病变等问题，可预料21世纪将是老坝加固和处理的高潮。同时，随着西部大开发和西电东送的开展，三峡、溪洛渡、小浪底、向家坝、小湾、锦屏、龙滩和糯扎渡等高坝水库将越来越多，南水北调工程也将启动，这些工程规模巨大，技术十分复杂。在承受各种荷载作用或受到地震、洪水、暴雨等自然灾害侵袭以及遭受人为破坏时，水工结构工程安全是关系到国计民生的大事，安全监测、预警、防灾减灾等方面的研究已引起了各国的高度关注。为解决水工结构工程的安全问题，评价和提高工程的安全承载能力，提高和发展

44、安全监控技术乃是当务之急，特别在安全分析评价和馈控理论、高新监测设备研制和应用、工程安全远程监控技术、结构损伤病变仿真和检测、工程健康诊断和寿命评估、工程风险评价等方面，急需加强试验研究，以促进理论研究发展。上世纪八十年代前，模型试验在大型水工建筑物设计中起了主要作用，八十年代则是模型试验和数值分析并重，而进入九十年代后由于计算机技术的迅速发展，数值分析已成为复杂大型水工建筑物设计的主要手段。但是数值分析结果的精度依赖于数学模型及材料特性模拟的精度，目前除弹性分析较可靠外，大部分数值分析结果只能供工程设计人员参考。其主要原因是对水工建筑物及其地基材料特性认识还不足。因此模型试验、现场观测、数值

45、分析作为科学研究的三个重要方法，仍然是水工结构学科发展缺一不可的手段。水电产业是国民经济的基础产业。随着大规模水利建设的蓬勃开展，大量基础性、机理性课题亟待解决，如水工建筑物的抗震、减震和控震、水工混凝土温控及裂缝防治、土石坝等散粒体稳定和破坏机理、300m以上超高坝的工作性态等，均还需通过物理模型研究，取得理论上的验证和突破性进展。- 21 -在混凝土坝的动力分析中，当强震作用时，重力坝的坝顶和坝踵部位将出现较大拉应力，而难以满足设计规范中有关基本不出现拉应力的要求；拱坝的地震拉应力值更大，也将超过设计规范中基于经验性给出的允许应力值的安全标准；大量动力分析结果表明，混凝土的抗震强度验算中，

46、拉应力值常起控制作用。因此，在混凝土水工建筑物的抗震计算中，应明确规定混凝土抗拉强度的标准值及其相应的安全准则。现有规范规定实际上是基于国外早期少量试验研究成果所确定，难以反应实际情况和对大坝结构真实安全度做出有效判断，在高烈度地震区将有一大批混凝土高坝要建设，迫切要求对大体积混凝土动态特性进行研究。随着科学技术的发展，许多先进的分析方法和更加符合实际情况的计算理论对水工结构的应用成为可能。但目前的设计理论和计算方法显得滞后。为了优化设计，在确保安全的条件下节省工程造价，研究新的计算理论、完善现有的设计方法、并付诸实际工程应用，将具有重要的理论意义和实际应用价值。水工材料的劣化是关系到水利工程

47、安全性、使用寿命和工程效益的重要问题。已有的水工材料劣化理论大都基于单因素作用下的研究结果，与实际水工材料在常规和非常规荷载、温度变化、气体和液体介质等多因素协同作用下耐久性与劣化行为不符。研究水工材料的劣化行为和测评技术对按服务年限要求合理设计水利工程、准确评估工程的使用寿命、保证工程安全性、对工程的修补、加固作出科学决策具有重要意义。另一方面，已建的水工结构工程普遍面临着由于材料劣化而导致的结构耐久性问题，面广量大的已建结构需要维修、加固和改造，修复新材料、新技术的研究极为迫切。目前在水工结构工程的建设中，大体积混凝土结构尤其是大坝混凝土的裂缝问题仍然没有得到很好解决，从普通水闸工程到高达

48、200300m的混凝土重力坝或拱坝工程，几乎没有一个工程在施工期间是不裂的，施工期大体积混凝土的裂与不裂几乎成了工程施工质量评定的一个最为主要和直接明了的指标。混凝土的裂缝如何防止，是工程业主非常重视的问题，并往往投入大量经费专- 22 -门立项研究，但仍难以避免裂缝的产生，如三峡大坝。坝基岩体的渗透特性和灌浆处理也是目前国内外坝工界了解相对很少的工程问题，在工程渗控设计和灌浆处理的工作中主要是凭借以往的工程经验，造成很大的浪费。水工建筑物的施工在基本建设中占有重要地位，它关系到工程质量及社会安全。由于施工过程涉及的影响因素很多，所需的理论也来自于不同的基础学科，施工中存在着许多不确定性因素，难以用单一的数学模型和单一的目标进行管理和优化。因此，将软科学理论应用于工程施工，在施工过程的优化方面强调重视和利用以往工程经验，用系统分析方法、全局优化方法和综合智能方法等进行施工系统仿真和优化，对节省工程造价、缩短施工周期、提高工程质量和工程管理水平均具有重要意义。2. 国际水平在水工建筑物安全检测、监测和控制方面，意大利、法国、奥地利以及美国、日本等国家开展研究较早。目前，安全监测分析和评判已由一维单测点向三维多测点方向发展，由离线人工进行管理和分析，逐步向在线自动实时或及时综合评判发展，同时在安全风险分析评判中更多地注重对生态环境以及社会各方面的影响