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为泥沙寻出路 把安澜献黄河
——记黄科院副院长,总工程师江恩慧
 
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2020-11-19

江恩慧(左一)考察黄河濮阳段 黄河水利科学研究院提供

  □本报通讯员 王静琳 赵何晶

  黄河水利科学研究院副院长,总工程师江恩慧,从1986年大学毕业进入黄河水利科学研究院(以下简称黄科院),对黄河泥沙的研究长达30多年。从黄河下游游荡性河道整治,到水库群联合调度确保黄河防洪安全,再到黄河泥沙处理和资源利用。江恩慧矢志为黄河防洪安全构筑起一道科技长堤。

  初识泥沙:缘起黄河下游河道模型试验大厅

  江恩慧与黄河泥沙的不解之缘,要从黄科院的黄河下游河道模型试验大厅讲起。

  1988年春节前夕,刚参加工作不久的江恩慧接到一个棘手任务——利用模型试验,开展输水输沙及河道整治工程防护研究。黄河难治,根在泥沙。她深知,这对她来说是个挑战。

  接受这项挑战后,她和前辈们一道,把黄河河道“搬进”试验厅。在“小黄河”上,她观测花园口至东坝头河段在水沙运移过程中,下游河道沿线的水位,河势,含沙量,床沙变化和河道工情险情等。

  从初出茅庐的泥沙新兵,到独当一面的泥沙专家,黄河下游河道模型试验大厅里诞生的一系列科研成果,见证着江恩慧的一步步成长。

  新一轮河道整治方案在这里诞生。“微弯型”整治为主,突出“节点”工程,自上而下集中治理——新一轮河道整治工程建设原则提出的背后,凝结着江恩慧和同事5年的研究心血。他们利用“河性行曲”这一规律,在小浪底至苏泗庄河道动床模型上开展了长系列,多组次,长河段,大尺度的实体模型试验,对各个方案及节点工程布局进行依次检验,从而发现问题,调整工程布局参数,预测工程布局方案与河势演变的适应性。

  “洪峰增值”原理在这里探明。通过理论研究,水槽试验和数学模型验证,江恩慧带领研究团队从力学层面解释了洪峰增值的机理,并提出减小黄河下游洪峰增值的调控对策,被小浪底水库调度方案采纳。在随后的多次调水调沙试验中,她准确预报了下游河道的洪峰增值过程,为黄河下游防汛决策提供了重要参考。

  黄河“揭河底”奇观在这里复演。江恩慧凭着兴趣和执着,带领团队开展“揭河底”的机理研究,探明“胶泥块形成—逐渐淘刷—失稳揭出—翻出水面”动态过程,通过水槽试验成功复演了“揭河底”现象。在2017年汛前,她成功预报了黄河中游小北干流河阳河段“揭河底”的发生。

  探究泥沙:测算与试验托起黄河安澜无虞

  2020年端午节假期,本该和家人共度佳节的时刻,江恩慧却仍在试验大厅忙碌。为确保2020年防御大洪水实战演练平稳有序,安全可控而开展的“黄河下游小浪底至陶城铺河段洪水预演实体模型试验”正在紧张进行。

  时间回到1996年汛前。当时,黄河下游河床伴随着泥沙的淤积不断抬高,防汛形势日益严峻,水利部,黄委决定在模型上开展洪水预报试验。

  试验从1000立方米每秒流量开始放水,逐渐上涨。达到6000立方米每秒时,双井工程上首原阳高滩边沿的一个“路堤”开始破口,滩区大量进水。8000立方米每秒时,不一会儿,整个原阳高滩被淹。试验情况令人震惊。

  见此情景,江恩慧在试验过后又对结果进行了反复验证。此时,水利部,黄委都在等试验结果,她的压力可想而知。回顾整个操作过程和试验流程,每个步骤都是严谨的,不会有错。“没问题,就这么报!”她坚定地说。

  结果,当年的8月5日,黄河流域真的迎来大洪水,在洪峰流量达到6000立方米每秒时,原阳高滩真的漫滩了。洪水上滩的部位,漫滩的范围,有可能出险的控导工程及部位,出险的形式,都与模型试验结果高度相似!万幸的是,河南黄河河务局在洪水来临之前,已经按照模型试验结果,对几个关键工程进行了加高培厚,有效避免了一场洪灾。

  2020年汛前实战演练的这次模型试验结果,同样在原型黄河上得到了验证。

  “模型试验立了大功!”听到大家心悦诚服的夸赞,江恩慧心里非常满足,同时感到肩上的担子更重了。

  利用泥沙:开辟泥沙处理与资源利用新路径

  在对黄河泥沙的长期研究中,江恩慧的认识也在不断深化——不能无休止地在下游输沙入海,而要另辟蹊径,变被动为主动,把取之不尽的泥沙作为资源进行开发利用,并将其转化为产品,为治理黄河和国家经济建设服务,为人民造福。

  正是基于这种认识,江恩慧带领研究团队把视角转向了泥沙处理与资源利用的有机结合上来。近年来,她和研究团队在泥沙研究实践中提出了深水水库泥沙处理与利用有机结合的一系列新理念,新技术,建立了“测—取—输—用—评”全链条技术体系。

  在河南,安徽,新疆等地的多个水库,这套技术发挥了显著功效。研究团队在对水库库容进行测量后,利用环保清淤技术,对库底淤积泥沙进行吸盘式抽取,并利用黄科院研发的专用环保型固化剂,将抽出的泥沙制作成结构致密,强度高的烧结砖,抢险大块石等产品。此举在有效恢复水库库容的同时,满足了防汛和生产需要,可谓一举两得。

  对未来,江恩慧有着清晰的展望,不仅要积极践行黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略,转变思路,科学规划,更要做好泥沙处理与资源利用的顶层设计,把治水治沙与治滩有机结合起来,实现黄河的长治久安。

  来源:long8报 2020年11月19日

王静琳 赵何晶
责任编辑:尼冰琳
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