地下工程读书报告

地下工程读书报告（精选6篇）

地下工程读书报告 篇1

地下铁道由那几个部分组成及其作用？ 绘简图说明地铁车站的站台类型？

画出人防工程进排风人员出入口部的防护要求平面示意图，要求画出防毒的要求，以及防护的门及染毒通道等？

请写出地下结构的抗核爆的土中压缩波计算、动荷载及等效静荷载的计算公式及各项物理意义。

画出地下封闭式框架结构的受力计算简图，写出都有哪些荷载 2014秋季学期《地下建筑与结构》读书报告 论《地面与地下建筑结构异同》读书报告

随着人类社会的城镇化进程和人口数量的爆炸式增长，城市的空间变得越来越拥挤；而无限扩张的城市面积势必蚕食有限的耕地和自然资源，因此，开发城市地下空间成为了缓解城市空间压力的必然选择。地下空间的开发离不开地下建筑与结构的设计，虽然许多理论同地面建筑设计一脉相承，但由于其功能、环境、空间位置等与地面建筑有诸多不同，所以具有与地面建筑截然不同的设计特点。

1、结构形式

地下建筑与地面建筑使用的材料类似，主要还是常用的混凝土、钢材和砖石砌体，基于同样的材料性能进行设计，因而地面结构采用的常规结构形式地下工程也可以采用。但通常考虑到地下结构的特殊作用，如地下交通隧道和战争防护等，较多的采用混凝土框架结构以及其他的如圆形结构、拱与直墙拱结构、薄壳结构、开敞式结构等特种结构。特别的是，地面结构的大跨结构与一般结构通常只是跨度大小上有所区别，设计方法上如果不采用特殊的结构形式一般差别也不大。地下结构中大跨度结构通常指地下公共建筑如商业街和地下广场等，一般使用框架结构；而小跨度结构则一般指军事用途的如机枪工事等，其区别主要不在于跨度大小而在于所使用的墙体或壳体结构厚度，大跨结构一般结构厚度相对较薄而小跨度结构出于防护要求结构厚度相对较厚。

地下结构与地面结构都面临超静定结构在温度、变形、振动等作用下的次内力和裂缝问题，都有必要采用变形缝或后浇带等措施加以解决。不同的是，地面建筑受温度和地震作用较大，变形缝要求较为严格；地下建筑一者是受温度变化和地震影响较小，一者是地下防水问题较难处理，所以应尽量避免设缝，必须设缝时必须处理好防水问题。

2、规划布局

地下建筑与地面建筑的规划设计同样遵循安全、适用、经济、美观的基本原则。一切设计都应以人为本，以方便人的使用、保障人的安全为根本，兼顾与环境的协调和资源的节约。在规划过程上，随着空间的日趋紧张，通常是地面建筑规划在先，地下建筑规划在后。这就导致了地面建筑的规划设计特别是在新规划的建筑用地上的新建建筑往往不考虑地下工程的因素，而地下工程规划在已有地面建筑的条件下，必须考虑地面建筑布局和建筑基础与地下室对地下空间的影响，往往地下工程都要适应于地面建筑的布局。另外，地面建筑通常不具有交通功能，而地下建筑特别是大型的地下综合体往往配置有齐全的地下交通设施，如地铁、地下高速公路、地下步行街等。这些交通设施与地下建筑融为一体，同为建筑的一部分，在规划设计上应统筹考虑。地下建筑还需要考虑市政管线的影响，在有特殊功能的如地铁、地下公路、步行街或地下工业建筑中，还需要规划专门的建筑空间供设备、电光缆、通风道等使用。相对于地面建筑对于城市外观的美学意义，地下建筑无需考虑外观而更为注重内部的装饰和空间的层次与错落感带给人的美学观感。

地面建筑的规划设计不考虑防护特别是战时防护，而地下工程由于其隐蔽和抗打击的特点，通常在设计之初就考虑了其战备功能，在规划设计上注重平战结合，具有三防的能力。

3、荷载分析

地面结构与地下结构的荷载都包括恒荷载、活荷载、偶然荷载等几部分，可以按概率极限状态设计法进行内力组合与验算，基本的表达式均为，其中表示结构重要性系数。其不同之处主要在于三点：（1）极限状态考虑的荷载组合不同，地面结构通常考虑的是恒荷载与活荷载中最不利的（如风荷载、雪荷载、积灰荷载和检修荷载）组合，而地下结构尤其是防护结构出于战争防护的考虑，主要承重结构除楼板外均按恒荷载+核爆动荷载进行最不利内力组合，而核爆动荷载按等效静载法转化为静荷载的形式加于结构体上。而且由于在核爆冲击波导致的土中压缩波作用下，结构从各个方向受荷，与恒荷载的竖向作用和风荷载、地震荷载的侧向作用有明显不同。

（2）地面结构抗力计算使用的材料强度是考虑95%保证率的可靠度统计出来的材料强度，而地下结构由于要抵抗如核爆动荷载这样数值巨大的动力荷载，可以考虑材料在短时作用的动荷载下的强化效应，材料强度设计值有所提高，公式如下：

式中：——动荷载作用下材料强度设计值(N/mm2)； ——静荷载作用材料强度设计值(N/mm2)； ——动荷载作用下材料强度综合调整系数。

（3）地面结构除了局部考虑塑性铰外基本不考虑材料进入塑性后的承载力，而地下结构考虑材料进入塑性后的承载力。

4、环境条件

地下工程读书报告 篇2

关键词：地下水资料,混合水位,突涌

1工程简介

某工程位于江苏省某市。该工程岩土工程勘测报告中对相关地基土与地下水简述如下:20m深度范围内地基土主要有层1素填土、层2硬塑的粉质黏土、层3软塑~可塑的粉质黏土夹粉土、层4-1稍密~中密的粉土、层4-3密实的粉土夹粉砂、层5软塑~可塑的粉质黏土夹粉土。场区典型工程地质剖面见图1。地下水类型可分为上部的孔隙潜水及中、下部的承压水。孔隙潜水主要赋存于上部的素填土及黏性土中, 承压水主要赋存于中上部的粉质黏土夹粉土中的粉土夹层、粉土、粉土夹粉质黏土及粉土夹粉砂, 对工程建设有影响的主要是孔隙潜水, 地下水位量测采用勘察工程结束后统一量测地下水位。

地下水稳定水位相关论述为:“勘测期间部分时段由于连续阴雨, 导致部分地段积水, 因此, 所测得的地下水水位埋深一般偏浅。地下水 (孔隙潜水) 稳定水位埋深一般为0.45~1.50m, 高程一般为2.06~4.11m, 根据调查访问, 厂址区常年孔隙潜水稳定水位的变化幅度一般在0.50~1.00m, 近3~5a及历史最高地下水水位埋深为0.50m。承压水水位埋藏一般较深 (≥3.00m) ”。

2图件及报告论述中的问题

1) 工程地质剖面图中, 提供的地下水 (孔隙潜水) 稳定水位皆位于层2硬塑的粉质黏土中, 不符合实际情况, 理论上也不符。层2属于相对隔水层, 赋存于层1素填土中的孔隙潜水应以层2顶面为界, 皆位于层1当中。同时, 未提供下部承压水的稳定水位等相关信息, 对深基坑坑底土体的突涌稳定性验算等造成不便。

2) 对工程有影响的主要为孔隙潜水。言下之意, 下部承压水对工程无影响或影响不大, 对于一般基础埋深较小的建构筑物在基坑开挖时, 其影响不大。就本工程地基土分布及电厂建构筑物特点, 从典型地质剖面上看, 层1素填土厚度较小, 赋存于层1中的孔隙潜水水量有限, 在基坑开挖时, 涌水量不会很大, 对工程影响有限。而下部承压水, 一般基础埋深较小的建构筑物在基坑开挖时, 由于其埋藏相对较深, 对工程影响可能不大。但对于开挖深度较大的地段, 如循环水泵房, 基础埋深约-7.0m, 下部承压水将对其造成很大影响。

3) 水位量测仅采用勘察工程结束后统一量测地下水位。这种测量方法不满足规范要求, 在《岩土工程勘察规范》第7.2.2条第3款有关规定, 对工程有影响的多层含水层的水位量测, 应采取止水措施, 将被测量含水层与其他含水层隔开[1]。因此, 就该工程而言, 应分层量测上部孔隙潜水和下部承压水的水位。

4) 地下水 (孔隙潜水) 稳定水位埋深一般0.45~1.50m。根据场地地基土分布及量测方法判定, 该稳定水位非孔隙潜水水位, 由于在钻孔中量测, 钻孔在施工过程中, 已将层2揭穿, 上部孔隙潜水与下部承压水混为一体, 因此, 该量测的水位应为混合水位, 而非孔隙潜水水位。

5) 承压水水位埋藏一般较深 (≥3.00m) 。由于具体量测数据, 如此表述, 相对比较草率, 在基坑渗透稳定性验算, 特别突涌稳定性验算时, 承压水头高度的不明确, 使得设计人员无法得出正确结果, 从而采取必要的设计方法。

该报告提供的地下水资料存在如上的问题, 关键数据的缺失, 将对设计造成一定的难度, 特别在基坑设计时, 对地下水控制是重中之重, 就该工程而言, 地下水对深基坑的影响很大, 在此, 鉴于场地内分布承压水和拟建建构筑物中有深基坑, 可以进行地下水对深基坑的突涌稳定性的判断。

3引用报告中稳定水位的影响

本工程场地设计标高为4.55m, 循环水泵房基础埋深7.0m, 循环水泵房基坑标高为2.45m, 以典型地质剖面1S58勘探孔的地层做为代表性地层, 报告中该钻孔的地下水位为2.66m, 由于报告未明确此处的承压水水位标高, 因此, 设计人员可能会误认为该地下水位就为承压水位, 在未用截水帷幕隔断其基坑内外的水利联系时, 进行坑底土体的稳定性验算, 突涌稳定性验算示意图见图2。根据《建筑基坑支护技术规程》 (JGJ120-2012) 附录C.0.1进行验算[2]。承压水作用下的坑底突涌稳定性应符合如下公式:

式中, Kh为突涌稳定安全系数, ≥1.1;D为承压水含水层顶面至坑底的土层厚度, m;γ为承压水含水层顶面至坑底土层的天然重度, k N/m3;hw为承压水含水层顶面的压力水头高度, m;γw为水的重度, k N/m3。

根据该勘察报告, 层3的重力密度γw为19.0k N/m3, D为1.44m, hw为6.55m, γw为10.0k N/m3, 上述公式计算结果, Kh=0.42, 远小于安全系数1.1。因此, 如果根据报告中给定的混合水位进行验算, 循环水泵房基坑在开挖过程中, 就必须采取通过截水、降压井降低承压水头或对坑底土体进行加固处理, 防止出现突涌的风险。

由于报告中未明确承压水的水位, 笼统的交代承压水埋深大于3.0m, 使得设计时无依据可言。通过进一步验算, 以1S58勘探孔地层及地下水位为代表, 临界承压水头在标高约-1.40m, 从现地表起计, 临界承压水埋深5.51m, 即如果承压水头埋深小于5.51m, 必须考虑坑底的突涌, 进而采用必须的抗突涌措施, 使得工程费用增加;如果承压水埋深大于5.51m, 将不需考虑坑底土体的突涌现象。

因为承压水埋深的不确定, 类似这种情况, 从工程实际出发, 往往只能根据最不利原则, 即采用勘察报告中提供的水位, 正如该工程实际情况, 就采取必要的抗突涌措施, 造成了不必要的浪费, 使工程造价增加。

4建议

地下水的勘察对于岩土工程勘察来说是至关重要的一环, 国家、行业、地方相关的岩土工程勘察规范规程都对地下水的勘察做了具体的规定。因此, 在外业勘察、内业整资时都应该对地下水问题加以重视。

1) 外业勘测地下水位测量时, 不能求方便, 简单的在外业结束时统一量测钻孔中的地下水位, 应根据场地下部地基土的特点采用不同的量测手段和方法。就本工程而言, 上部孔隙潜水可以通过场地内挖探坑或探井进行量测;下部承压水量测时应对上部孔隙潜水采取隔水止水措施, 干钻至含承压水含水层或湿钻后抽干钻孔内现存水, 按规范要求的间隔时间后进行量测。

2) 熟悉勘察场地的地下水类型, 加强与设计人员的沟通, 了解设计构思, 特别需要了解是否存在深基坑的情况, 从而正确判定含水层是否对工程有影响。

3) 内业整资过程中, 加强对地下水对工程影响的理解, 文字表达不可模糊笼统, 对工程有影响的各类地下水的相关信息都应该做到真实准确, 满足规程规范要求, 满足设计要求。

参考文献

【1】GB 50021—2001岩土工程勘察规范[S].

地下室人防工程主体质量自评报告 篇3

一、工程概况

工程名称：奥林匹克中心配套区工程B20#人防地库

建设单位：投资有限公司

设计单位：设计研究院有限公司

勘察单位：市地质工程勘察院

监理单位：工程建设监理技术咨询有限公司

施工单位：集团有限公司

工程地址：

本工程建筑结构的安全等级为二级，设计使用年限50年，建筑抗震设防类别丙类，地基基础安全等级甲级，建筑物抗震等级四级，抗震设防烈度7度，地下车库耐火等级为一级，地面出入口耐火等级二级，防护等级常6级、核6级，战时使用功能为甲类二等人员掩蔽部；建筑面积8005.87㎡，人防总面积为4984.1㎡，其中防护单元一：1187.2㎡、防护单元二：1200㎡、防护单元三：1180.8㎡、防护单元四：1416.1㎡。地下室底板上皮标高为-5.7m，层高为3.6m，混凝土强度等级：基础垫层C15，基础、外墙、地下室顶板为C35P6，内墙、柱、梁、楼梯为C35。

二、施工依据

本工程施工图纸、《人民防空地下室设计规范》GB50038-94、《人民防空地下室施工及验收规范》GB50134-2004、《人民防空工程质量检验评定标准》RFJ01-2002、《钢筋混凝土双扇防护密闭门、密闭门和门框墙选用图集》93RFM-13、《钢筋混凝土单扇活门槛防护密闭门、密闭门选用图集》97RFM等现行国家、行业、地方法规及施工技术规范、标准、图集。

三、工程施工情况

1、模板工程

本工程人防模板主要为基础梁模板、柱、剪力墙模板、顶梁、板模板。梁、板、柱、楼梯、剪力墙模板均采用多层胶合模板，木龙骨，散支散拆。各类模板按使用部位及计划投入。支撑主要采用扣件式钢管脚手架。地下室底板、墙及梁板结构以后浇带为分界划分流水施工段。

2、钢筋工程

本工程钢筋选用机械连接及绑扎搭接相结合的连接方式。直径≥18mm采用滚轧直螺纹连接技术。其他小直径钢筋采用绑扎搭接。

3、混凝土工程

地下室人防工程混凝土均采用了商品混凝土。先施工基础底板，再施工地下室人防主体结构的竖向墙体混凝土，最后浇筑水平结构梁板混凝土。混凝土全部采用汽车式输送泵浇筑。

四、工程质量控制

在地下室人防工程施工期间，我公司严格按照建筑法、合同法和质量管理条例实施现场工程质量管理和施工，以质量第一的方针，精心施工，严格过程控制，强化产品优良。在项目经理部的精心组织、精心管理、精心施工下，经过技术员、施工员、质量员的共同努力己顺利完成工程建设合同内的全部内容（包括设计图纸、图纸会审纪要、设计变更），工程质量达到验收标准。

1、分部分项工程质量情况

（1）、执行设计文件，规范质量控制：根据规划文件，确定建筑物位置、定位、放线，严格按照设计图纸、图纸变更及图纸会审纪要进行施工。充分理解设计意图和图纸内涵，积极参加图纸会审，根据设计的要求，全面贯彻执行设计精神和规范标准。以设计为依据，规范为准绳，标准为品质，进行施工材料质量控制、施工工艺质量控制、施工过程质量控制、施工产品保护控制、施工检查验收质量控制、施工技术资料（质量依据）控制。

（2）、原材料质量控制：工程使用的钢筋、焊条、钢筋连接件、人防门及其他辅助材料均有产品合格证、出厂合格证、检验报告。所检材料均由监理公司监理人员见证取样、送检，经检验合格后方投入工程使用。

（3）、钢筋工程质量：基础、主体钢筋工程各分项工程的钢筋规格、间距、制作均符合设计和施工规范要求，钢筋工程绑扎质量、锚固长度、搭接长度，钢筋连接、钢筋绑扎、骨架几何尺寸等均达到钢筋工程验收标准，人防门框安装符合要求，均通过隐蔽工程验收合格。

（4）、混凝土工程质量：基础、主体工程混凝土采用商品砼，混凝土结构实体振捣密实、表面平整，砼体的几何尺寸正确，无蜂窝麻面、露筋等现象，符合设计要求。经实测实量和检测，人防工程剪力墙结构墙、梁、板的混凝土强度等级，混凝土配合比、坍落度均符合设计及施工规范要求。

2、工程结构实体检测情况

本工程按技规范要求对混凝土结构安全的重要部位进行了人防工程主体检验，抽检的人防工程防护单元混凝土构件强度推定值符合设计强度等级要求，抽检的人防工程防护单元一、二主体维护结构梁类构件钢筋保护层厚度合格率94%，板类构件钢筋保护层厚度合格率94%；防护单元三、四及人防电站主体围护结构梁类构件钢筋保护层厚度合格率93%，板类构件钢筋保护层厚度合格率95%，且梁、板类构件钢筋保护层厚度最大偏差不大于规定允许偏差的1.5倍，按《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)中的规定检测结果判为合格。依据《人民防空工程防护设备产品质量检验与施工验收标准》（RFJ01-2002）及《人民防空工程施工及验收规定》GB50134-2004规定，对B20#车库人防工程防护密闭门门框、密闭门门框安装质量进行检测，总计检测门框66樘，符合设计及规范要求。

五、资料情况

本人防工程检验批的质量验收记录完整，质量控制资料完整、有效，经检测全部合格，钢筋原材料进场复试报告46份，混凝土标养试块110份，600°天试块24组，防水混凝土抗渗复试报告20份，钢筋滚轧直螺纹连接检验报告15份，防护门、防护密闭门、密闭门、防爆波活门出厂合格证1份，共计88樘，水电安装工程的预埋达到人防施工的验收规范要求，防爆地漏共20个，厂家资质、产品合格证、检验报告等资料齐全正确，施工质量防护设计及规范要求。

六、综合结论

我公司在对工程质量进行了严格检查评定后，确认该工程符合有关法律、法规和工程建设强制性标准，符合设计文件、施工规范和合同要求，各分部分项工程质量均达到合格标准，资料齐全、正确、完整、有效，本人防工程质量经企业自评为合格。特向建设单位申请组织备案验收。

集团有限公司

八期项目部

燃气工程读书报告 篇4

【摘要】本文通过对《八千里云和月：行走在西气东输的大地上》的解读指出，两千年后，天然气成为丝绸之路的新主角。21世纪是天然气的时代，本书是首度最完备的西气东输工程个人寻访之旅，由中国西部的新疆大漠起程，直抵东海之滨的上海。如果你没有足够的想象力，你无法想象一条长达4000公里的输气管道正在横跨中国的大陆，被中国政府称为改革开放以来对外开放程度最大的项目之一，将为中国能源问题的解决带来极大的帮助。人类史上规模空前的西气东输工程，犹如一道瑰丽的彩虹横跨大漠，水乡两端。

【关键词】西气东输、最大的项目、能源问题

一、引言

虞敏华的长篇报告文学《八千里云和月：行走在西气东输的大地上》似乎很轻松就越过了写国家大工程建设题材的难度标杆，既完成了这一题材特有的规定性主题的任务，又实现了作家富于个性的文学表达。行走文学更注重历史地理、人文风光、民俗民情，强调的是作家个人独特的体验，突出的是描述对象的传奇性、神秘感。它不是沿着自然地理行走，而是按照天然气输气管道的国家经济大动脉线路行走。这部书，是一首西气东输的壮丽史诗。它将这一项国家工程，从梦中幻影到眼前风物，从玉汝于成到功绩卓著，从国人称庆到举世瞩目，从现实功能到历史作用，如获至宝，如数家珍，欢欣喜悦，惊奇赞美，郑重谱写，深情吟诵。而且特别提示：输气管道，钻山穿岭，跨黄河，越长江，不惜花费，审慎行进，绕开动物保护区，维持文物原状态，的确是露天中却不显露身影的一道地下钢铁长城。“西出阳关千里之外的戈壁荒漠，常年执守着同样的使命和信念——开拓”，这是一位职员的诗句。他们表示：“我打心里敬佩建设西气东输的前辈，在生存条件极差的地方，建设起了这样一个举世瞩目的浩大工程，给了戈壁鲜活生命。”

二、西气东输的规划及意义

盘点过去十年我国的重点工程，无论从投资规模、地域跨度，还是惠及人口，西气东输工程都堪称之最。中国中西部地区有六大含油气盆地，包括塔里木、准噶尔、吐哈、柴达木、鄂尔多斯和四川盆地。根据天然气的资源状况和目前的勘探形势，国家决定启动西气东输工程，加快建设天然气管道，除了建成的陕京天然气管线，还要再建设3条天然气管线，即塔里木—上海、青海涩北—西宁—甘肃兰州、重庆忠县—湖北武汉的天然气管道，以尽快把资源优势变成经济优势，满足西部、中部、东部地区群众生活对天然气的迫切需要。从更大的范围看，正在规划中的引进俄罗斯西西伯利亚的天然气管道将与现在的西气东输大动脉相连接，还有引进俄罗斯东西伯利亚地区的天然气管道也正在规划，这两条管道也属“西气东输”之列。西气东输一线和二线工程，累计投资超过2900亿元，不仅是过去十年中投资最大的能源工程，而且是投资最大的基础建设工程；

一、二线工程干支线加上境外管线，长度达到15000多公里，这不仅是国内也是全世界距离最长的管道工程；西气东输工程穿越的地区包括新疆、甘肃、宁夏、陕西、河南、湖北、江西、湖南、广东、广西、浙江、上海、江苏、山东和香港特别行政区，惠及人口超过4亿人，是惠及人口最多的基础设施工程。规划中的“西气东输”管道工程，采取干支结合、配套建设方式进行，管道输气规模设计为每年120亿立方米。项目第一期投资预测为1200亿元，上游气田开发、主干管道铺设和城市管网总投资超过3000亿元。工程在2000-2001年内先后动工，于2007年全部建成。是中国距离最长、管径最大、投资最多、输气量最大、施工条件最复杂的天然气管道。实施西气东输工程，有利于促进我国能源结构和产业结构调整，带动东部、中部、西部地区经济共同发展，改善管道沿线地区人民生活质量，有效治理大气污染。这一项目的实施，为西部大开发、将西部地区的资源优势变为经济优势创造了条件，对推动和加快新疆及西部地区的经济发展具有重大的战略意义。西气东输这个词最早提出于上世纪90年代，那时候主要是为了配合西部大开发战略。真正科学的规划出一线二线是近十年的事情。一线工程开工于2002年，竣工于2004年。二线工程开工于2009年，今年底将修到香港，实现全线竣工。“西气东输作为一项伟大工程现在展现给世人的还仅仅是开始，未来三线、四线、五线工程建成后，我们将能完整地看到横贯祖国大江南北的这一能源大动脉的全貌，那时候我们就可以自豪地说，西气东输工程将是我们这一代人留给后人的一笔伟大的遗产”国家西气东输二线工程建设领导小组副组长、中国石油天然气集团公司董事长蒋洁敏在接受记者专访时激动地说。天然气进入千家万户不仅让老百姓免去了烧煤、烧柴和换煤气罐的麻烦而且对改善环境质量意义重大，仅以一、二线工程每年输送的天然气量计算，就可以少烧燃煤12000万吨，减少二氧化碳排放2亿吨、减少二氧化硫排放226万吨。西气东输管道工程是连接我国东西部的能源纽带，是重要的基础设施建设。通过实施西气东输，可以扩大内需，增加就业机会，促进经济发展，符合国务院关于进一步加大投入，加快基础设施建设的决策。据初步估计，西气东输整体工程需建设投资约 1200 亿元，上中下游工程每年可上缴国家税收约 45 亿元

三、工程背景

改革开放以来，中国能源工业发展迅速，但结构很不合理，煤炭在一次能源生产和消费中的比重均高达72%。大量燃煤使大气环境不断恶化，发展清洁能源、调整能源结构已迫在眉睫。中国西部地区的塔里木、柴达木、陕甘宁和四川盆地蕴藏着26万亿立方米的天然气资源，约占全国陆上天然气资源的87%。特别是新疆塔里木盆地，天然气资源量有8万多亿立方米，占全国天然气资源总量的22%。塔里木北部的库车地区的天然气资源量有2万多亿立方米，是塔里木盆地中天然气资源最富集的地区，具有形成世界级大气区的开发潜力。塔里木盆地天然气的发现，使中国成为继俄罗斯、卡塔尔、沙特阿拉伯等国之后的天然气大国。自20世纪90年代开始，石油勘探工作者在盆地西部的新月型天然气聚集带上，相继探明了克拉

2、和田河、牙哈、羊塔克、英买

7、玉东

2、吉拉克、吐孜洛克、雅克拉、塔中

6、柯克亚等21个大中小气田，发现依南

2、大北

1、迪那1等含油气构造，截至2005年底，探明天然气地质储量6800.45亿立方米，可采储量4729.79亿立方米。长庆气区是西气东输气源接替区，天然气资源量10.7万亿立方米。每年从西部向东部地区输送优质清洁的天然气120亿立方米，保证供气30年。中国政府对这一工程的建设和经营实行了全面的开放政策，通过多方谈判，中国石油和由壳牌集团、埃克森美孚、俄罗斯天然气等国际集团组成的联合体以及中国石化达成框架协议、共同投资参与西气东输的建设和经营，投资比例为50%、45%和5%。西气东输气田勘探开发投资的全部、管道投资的67%都在中西部地区，工程的实施将有力地促进新疆等西部地区的经济发展，也有利于促进沿线10个省市区的产业结构、能源结构调整和经济效益提高。西气东输能够拉动机械、电力、化工、冶金、建材等相关行业的发展，对于扩大内需、增加就业具有积极的现实意义。21世纪是天然气的时代，能源是国家经济命脉的根本。掌握了能源就掌握了话语权。对于能源的争夺，一直是近几十年来国际社会纷争不断最本质的原因。中东之所以成为战火不绝纷争四起的地区，这大概不得不归因于那里丰富的石油储量。对于世界经济的可持续发展而言，能源的重要性日益突出。尽管世界各国都在力争从每一份能源投入中榨取更多的经济产出，但对于能源的需求依然有增无减。

四、工程实施

西气东输工程从1998年开始酝酿。2000年2月14日，朱镕基同志亲自主持召开总理办公会，听取国家计委和中国石油天然气股份有限公司关于西气东输工程资源、市场及技术、经济可行性等论证汇报。会议明确，启动西气东输工程是把新疆天然气资源变成造福广大新疆各族人民经济优势的大好事，也是促进沿线10省市区产业结构和能源结构调整、经济效益提高的重要举措。2000年3月25日，国家计委在北京召开西气东输工程工作会议。会议宣布，经国务院批准成立西气东输工程建设领导小组，国家计委副主任张国宝任领导小组组长。2000年8月23日，国务院召开第76次总理办公会，批准西气东输工程项目立项。西气东输工程成为拉开西部大开发的标志性项目。2002年7月4日，西气东输工程试验段正式开工建设。2003年10月1日，靖边至上海段试运投产成功，2004年1月1日正式向上海供气，2004年10月1日全线建成投产，2004年12月30日实现全线商业运营。西气东输管道工程起于新疆轮南，途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏、上海以及浙江10省（区、市）66个县，全长约4000公里。穿越戈壁、荒漠、高原、山区、平原、水网等各种地形地貌和多种气候环境，还要抵御高寒缺氧，施工难度世界少有。一线工程开工于2002年，竣工于2004年。二线工程开工于2009年，2012年年底将修到香港，实现全线竣工。西气东输二线是当今世界最大的管道工程。在陆地上延伸近5000公里的西气东输干线，到了深圳将“钻”入海底，“潜行”29公里后，在香港上岸。目前深港海管的建设进展到26.2公里，还剩2.8公里全线贯通。这最艰难的2.8公里离不开上海交大水下工程研究所研制的“MP兄弟”，即MP系列高压喷冲式海底管线电缆埋设系统。该系统同时具有管线和电缆的埋设功能，可以通过喷冲技术将海底淤泥打碎，然后抽吸到两侧，从而形成埋设管线、电缆的深沟。此外，复旦大学材料科学系团队利用新型智能感温材料，研制出一种线缆式火灾探测传感器，具有抗电磁干扰能力。这一成果未来有望成为火场中的“生命守护者”。中外投资双方对生态环境保护问题都十分重视，在施工前进行了严格的环境和社会评价，建立健全了国际通用的“健康、安全、环保管理体系”，在设计和施工上处处强调了对环保的要求。为保护罗布泊地区的80多只野骆驼，专门追加了近1.5亿元投资，增加管线长度15公里；对管道埋入地下挖土回填的施工标准是要保证回填土上草类能够生长。按照这样的标准，管道全部铺设完毕之后对西部生态环境的影响是很小的。

一线工程沿途经过主要省级行政区：新疆—甘肃—宁夏—陕西—山西—河南—安徽—江苏—上海，一线工程穿过的主要地形区有：塔里木盆地―吐鲁番盆地—河西走廊—宁夏平原―黄土高原―华北平原―长江中下游平原

二线工程沿途经过主要省级行政区：新疆—甘肃—宁夏—陕西—河南—湖北—江西—广东，二线工程穿过的主要地形区有：准噶尔盆地—河西走廊—宁夏平原—黄土高原—华北平原—江汉平原—鄱阳湖平原—江南丘陵—华南丘陵—珠三角

三线工程途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、河南、湖北、湖南、江西、福建、广东等10个省（区），规划中的第三条天然气管道，路线基本确定为从新疆通过江西抵达福建，把俄罗斯和中国西北部的天然气输往能源需求量庞大的中部、东南地区。

五、结论

大漠戈壁流沙走石孤烟，黄土高原劲风浮尘漫天，江南水乡温润明媚柔婉„„其中有黄河之水天上来，滚滚长江东逝水，浩浩汤汤地流去了百代故事。亦有丝绸之路，流溢汉唐的丰韵华彩，目眩神迷了昔日世界，将醇厚的历史沉香沉淀在千年的古迹重宝和后人的怀古幽情之中。而今此间跃出一条伟大的长龙，纵开八千里的身躯将这些联结贯通。西气东输工程是贯彻落实党中央西部大开发战略的重要举措，是把西部地区资源优势转变为经济优势的一项重大的基础设施，是中国石油新的经济增长点。西气东输管道工程的建设，有利于提高沿途省市区人民的生活质量，改善生活环境，注入新的能源，促进当地经济建设。在如此别具一格的时空中，一路走来，一路记录，一路追溯，一路憧憬，于是西气东输工程不再只是一条冷硬的巨型管道，而它也不再仅属于某一个人。

参考文献

[1] 虞敏华.八千里路云和月：行走在西气东输的大路上[M].重庆：重庆出版社，2009.8 [2] 冉永平.科学发展成就辉煌 西气东输构筑能源大动脉[N].人民日报，2012-10-10 [3] 陈关升.西气东输三线工程开工 李克强作出重要批示[N].中国城市低碳经济网，2012-10-17 [4] 闫庆光、代维庆.科技与企业[J].2012年第17期

地下工程防水设计分析 篇5

1、膨胀剂的问题

目前, 地下工程中90%以上的混凝土采用添加膨胀剂的补偿收缩混凝土。关于膨胀剂, 第一个问题是膨胀剂的选用。如同前面提到的, 许多施工图中只是注明添加膨胀剂, 但对膨胀剂的类型并没有要求。其实, 膨胀剂在我国主要有三类:硫铝酸钙类, 如UEA、AEA、FS等;氧化钙—硫铝酸钙类, 如CEA;氧化钙类。这些膨胀剂种类不一样, 成分不一样, 使用条件也不一样。如氧化钙类膨胀剂, 其主要成分Ca O水化后会生成Ca (OH) 2, 虽然可以产生膨胀, 但Ca (OH) 2在水中容易溶解, 很不稳定, 如果用于地下工程就很容易出现质量事故。因此, 工程设计中需指明膨胀剂的类型。

第二个问题是膨胀剂的掺量。在大部分施工图说明中, 膨胀剂的掺量一般要求由厂家提供, 也有的规定为水泥 (或胶体) 用量的某个百分比, 如UEA为8%或10%等, 这种表示方法有一定问题。众所周知, 膨胀剂的主要功能是补偿混凝土硬化过程中的干缩和冷缩, 避免混凝土的开裂, 所以, 添加膨胀剂的混凝土又称为补偿收缩混凝土。混凝土的收缩是受工程的平面布局、结构形式、结构厚度、水泥品种、混凝土等级、是否设有后浇带或加强带等等众多因素影响的, 在这种情况下, 每个工程中膨胀剂的掺量都是一个相同的百分比是不科学的。从另一个角度来说, 由于原材料、工艺等原因, 不同企业生产的同一类膨胀剂的性能不可能完全相同, 即便是同一厂家生产的产品, 也有一定的质量波动, 从这一方面来说, 膨胀剂掺量按百分比标注也是不严谨的。正确的做法应该是, 设计单位根据《混凝土外加剂应用技术规范》 (GB 50119—2003) 的规定, 在施工图中明确标注混凝土的限制膨胀率。《混凝土外加剂应用技术规范》规定补偿收缩混凝土水中养护14d的限制膨胀率应大于等于0.015%。一般地下工程底板的限制膨胀率在0.02%~0.025%之间, 侧墙在0.03%~0.035%之间。当所选用的外加剂进场后, 外加剂生产厂家或施工单位将膨胀剂送有资质的试验室检测, 试验室根据设计单位提出的限制膨胀率确定外加剂的具体掺量。

2、柔性防水层问题

地下工程的柔性防水层是一个非常值得探讨的问题。首先谈一谈是否有必要保留柔性防水层的问题。《地下工程防水技术规范》规定, 防水等级在二级以上的明挖地下工程防水设防为两道, 一道为防水混凝土, 另一道为防水砂浆、防水卷材、防水涂料、塑料防水板、金属板中的一种。大部分工程都选择防水卷材或防水涂料, 即柔性防水层。但在实践中, 由于补偿收缩混凝土和加强带技术的大量应用, 有很大一部分工程去掉了柔性防水层, 认为仅靠结构自防水完全能够达到规定的抗渗等级, 因此, 是不是需要保留柔性防水层的问题经常引起争论。就笔者的经验而言, 补偿收缩混凝土从理论上讲完全可以达到抗渗的要求, 在实践中也有非常多的成功例子;但是应该看到, 补偿收缩混凝土要想达到理论的标准是非常困难的, 因为它受到膨胀剂的质量、膨胀剂添加量的准确程度、混凝土搅拌的质量、养护效果等多方面制约, 使用了补偿收缩混凝土后依旧产生裂缝的工程也比比皆是, 因此, 从确保工程防水质量的角度看, 柔性防水层还是应该保留的。

另一个问题是柔性防水层的选用和质量保证问题。由于工程防水设计深度普遍不够, 对柔性防水层, 施工图中一般只是注明有柔性防水层, 或者只是注明柔性防水材料的大类, 如SBS改性卷材等, 显得过于粗糙。其实每一种防水涂料或防水卷材都有它的最佳使用环境, 以防水涂料为例, 潮湿基层宜选用与潮湿基面粘结力大的无机或有机涂料;冬季施工宜选用反应型涂料, 如用水乳型涂料, 温度不得低于5℃;埋置深度较深或有较大震动的工程宜选用高弹性防水涂料。

3、防水设计的深度问题

《地下工程防水技术规范》 (GB50108—2001) 规定“地下工程必须进行防水设计, 防水设计必须定级准确、方案可靠、施工简便、经济合理”, 同时使用强制条文的形式规定, 地下工程防水设计必须包括以下5条内容:1) 防水等级和设防要求;2) 防水混凝土的抗渗等级和其他技术指标, 质量保证措施;3) 其他防水层选用的材料及其技术指标, 质量保证措施;4) 工程细部构造的防水措施, 选用材料及其技术指标, 质量保证措施;5) 工程的防排水系统, 地面挡水、截水系统及工程各种洞口的防倒灌措施。这就对地下工程防水设计提出了很高的要求, 也就是说, 地下工程的施工图文件中必须包括防水设计, 而且设计应该有相当的深度, 能够具体操作且能够保证质量。

但在实际中, 大部分地下工程防水设计都达不到这样的深度, 而且在有的工程设计中只是提出抗渗等级, 其他一无所有。地下工程防水设计深度不够造成的最大问题是施工图设计和防水设计两层皮。因为主体工程承包部门对设计单位的防水设计理念并不一定能够吃透, 而是按常规做法来操作, 难免出现这样或那样的问题, 进而容易造成设计、防水产品生产厂家和防水施工队伍之间的扯皮现象。同时, 由于防水设计过于简单, 甲方或监理单位对防水施工质量的管理也会出现一定的困难。针对这样的问题, 有的设计单位指出:目前国家规定设计单位在设计中不得指定材料、设备;而防水材料众多, 相互之间性能差别太大, 导致设计人员在设计中指定材料。其实, 国家的有关规定是防止设计单位指定某种品牌的材料或产品, 并没有限制对某类产品的指定, 如设计单位完全可以指定膨胀剂为UEA、AEA或其他类型防水剂, 然后在此基础上将防水设计进一步深化。

4、结束语

地下工程防水是一个系统工程, 需要方方面面的配合才能够确保质量。在这里面, 防水设计和防水材料质量是最为关键的。在防水设计方面, 设计人员要综合考虑各方面的因素, 科学设防, 并使设计达到应有的深度。在防水材料方面, 生产厂家应该自律, 严格按国标和行标生产产品。建设单位或施工单位应该严格选材标准, 按国家规定送检, 杜绝不合格产品在工程中使用。如果相关各方都严格按规定规范自己行为, 地下工程防水应该不会成为一个难以解决的问题。

参考文献

[1]李书山, 熊稚军, 邓天宁地下室底板柔性外防水层防水作用商榷中国建筑防水, 2004 (10) :20

[2]牛光全, 也谈地下室底板柔性外防水问题中国建筑防水, 2004 (12) :9

[3]郑志辉, 于英霞, 地下工程防水设计中应注意的几个问题山西建筑2004 (17) :71

地下工程读书报告 篇6

水利水电工程专业的主要课程包括：工程力学、水力学、河流动力学、岩土力学、工程地质及水文地质学、工程测量、工程水文学、工程经济学、建筑材料、钢筋混凝土结构和钢结构、建设项目评估与管理等。

21世纪初水利水电工程学科的前沿课题主要包括以下几个方面

1、固体力学方面

面临的课题：工程材料实际强度和目前的理论强度相差一至二个数量级。这个矛盾曾推动位错、裂纹等的重要物理、力学理论的建立。然而，至今这个根本矛盾依然存在。固体力学如今不仅限于计算微小应变和应力，而且要求判断变形局部化、损伤、寿命乃至断裂。更进一步的问题是如何将不同性能和功能的材料合理地配置在一起，形成某种特定的复合材料，以实现实用所要求的某种考虑如比重、刚度、强度、韧性、功能乃至价格等多种因素的优化组合，并促成材料设计科学。再进一步是将各种特定的制备和加工技术，如塑性成形、粒子束加工等工艺，也达到机理性的认识和优化控制。到那时，整个材料和制造业，将从所谓的“厨房中的化学”变为节省资源，节省能源，优化合理的产业。现在的各类复杂结构，包括桥梁、飞机，到人工器官的设计，还是不够科学的、优化的。带来的问题是火箭、飞机屡有失事；多数结构依靠过大的安全系数(如飞机为1.5)来换取安全，不必要地耗费了许多材料。即使如此，桥梁等建筑物的坍塌仍时有发生。如何优化设计各类复杂结构(如高速运输工具)，使其在各类载荷环境(冲击、循环载荷、潮湿、低温等)下可靠、舒适地运行，既是十分实际的工程问题，也属复杂系统响应这类前沿科学问题。地震是怎样发生的，泥石流和滑坡能否预测预报，作为大型土木工程(水坝，建筑物)基础的岩石和土在长时受载下的流变等一系列地质力学和岩土力学问题，仅靠目前的连续介质力学也是难以解决的，必须针对地学特点构筑新的力学模型，以作为地球动力学和工程地质学的基础。

发展趋势：经典的连续介质力学将可能会被突破。新的力学模型和体系，将会概括某些对宏观力学行为起敏感作用的细观和微观因素，以及这些因素的演化，从而使复合材料(包括陶瓷、聚合物和金属)的强化、韧化和功能化立足于科学的认识之上。固体力学将融汇力-热-电-磁等效应。机械力与热、电、磁等效应的相互转化和控制，目前大都还限于测量和控制元件上，但这些效应的结合孕育着极有前途的新机会。近来出现的数百层叠合膜“摩天大厦”式的微电子元器件，已迫切要求对这类力-热-电耦合效应做深入的研究。以“Mechronics”为代表的微机械、微工艺、微控制等方面的发展，将会极大地推动对力-热-电-磁耦合效应的研究。固体力学中压杆变形的分叉，曾是促进非线性动力学近代大发展的一个核心概念。随着固体力学把固体和结构视为含多个物质层次的复杂系统，并研究它在外载荷下的演化过程，可以预期非线性动力学，非平衡统计和热力学的概念和方法将会大大丰富起来。分子动力学等微观模拟方法和复杂结构的仿真将会随着计算机的飞速发展，更大规模地、更迅速地在固体力学和工程设计中得到应用与发展。目前工程界广泛应用的有限元法，就是计算机技术与固体力学相结合的产物，它曾极大地推动了本世纪工程科学的发展。过去，限于计算机的速度和容量，许多非线性问题不能很好解决。分子动力学模拟目前离实用还有很大距离。但在本世纪初，这种局面势必会有很大变化。固体力学的上述发展，无疑会推动科学和工程技术的巨大进步。

2、流体力学方面

第一个大问题是湍流。经过几代人的努力，对这一问题的认识已大为深化，这才有上述各项成就。绝大多数情况下，流体运动都处于湍流状态。目前计算这类问题的办法都带有经验的成分，因此计算结果不十分有把握，各种办法的普适性和预测能力均差，特别是对于超声速、高超声速流中的湍流，情况尤其如此。随着高新技术的发展，发现过去的经验局限性太大，因而亟待在湍流的研究上有所突破。各种物体如飞机、船舶等航行器在流体中运动特别是在作非定常运动时，会产生十分复杂的流场。其核心问题是各种涡系的生成、消长和流动分离的产生。有关机理的许多问题尚未弄清，因为其中包含复杂的非线性因素。这方面的研究成果将对未来空中及水中航行器的研制产生重大影响。本世纪初，空天飞机和新一代的超声速民航机的成功研制将首先取决于流体力学的进展。在有关的高温空气动力学中必须放弃原先的热力学平衡的假定。吸气式发动机中H2，O2在超声速流动状态下的混合、点火等，都是过去的理论和实践未能解决的难题。超声速流边界层的控制、减阻以及降噪控制等也带来一系列新问题。船舶除了向更大、更快的方向发展外，还提出了许多新型船舶，包括贴近水面航行、必要时可升空飞行或降在水面上的大型冲翼艇。这时计算各种航态和海况下的波载荷，将遇到极大的困难。由于波载计算不准而导致在恶劣海况下失事，即使对现代的常规船舶也仍是屡见不鲜的。80年代末至今已有10余艘船在北海失事。从流体力学的角度看，冲翼艇的困难主要在于有事先未定的自由表面，表面边界条件的非线性，波浪的随机性，水表层为湍流，以及流体与船舶运动相耦合等。风浪相互作用机制，至今尚未弄清，而它是天气预报这类全球性问题的重要环节，也是近年来正在探索的通过遥测水面波参数以测量近水面风速这一新技术的基础，这个问题的突破将大大改进收集全球气象数据的广度和精度。海面波浪参数的遥测数据还有可能用以探测潜航的潜艇及海流，但这要开辟传统波浪理论未涉及的有旋流对波浪的影响这一新的领域。为了尽可能多地开采地下油气，需要深入研究渗流机理并将其定量化。渗流的研究还有助于了解植物体内液体的运动规律，进而了解各种新陈代谢的宏观机制。化工流程的设计，在相当大的程度上可归结为流体运动的计算问题，包括多相流及非牛顿流。由于流动的复杂性，不少重要化工装置的设计带有很多经验因素，以致不能发挥最大效益。因而针对若干典型化工装置进行深入研究，将为化工设计提供新方法，实现可观的经济效益。在未来生物技术产业化的过程中，会遇到类似或更复杂的情况，因而这方面的研究是真正形成生物技术工业不可缺少的基础。由于复杂流场计算的需要，各种计算方法和理论还需大大发展，以期能精确捕捉激波和分辨旋涡运动、能够处理非线性自由表面及湍流问题等。由于计算量特别巨大，必须发展新的计算机硬件和软件，特别是并行机及其软件，并行计算软件的发展，也必须结合具体计算对象来研制。因而计算流体力学的发展，既是解决具体问题所需，也将对计算科学作出重要贡献。

3、水力学方面 理论上的新发展

(1)非经典介质理论。水力学中有均匀流与非均匀流，恒定流与非恒定流等，“非”字当头的研究内容比没有“非”字的要复杂得多。现代水力学理论的发展，又出现了一些以“非”字起头的新理论，如非经典介质理论，非线性理论，非确定性理论等。经典力学一般将所研究的流体介质视做连续均匀介质，这是经典力学的一项重要的基本假设。而实际流体往往掺杂有气体、固体或其它流体等各种杂质，它是一类尚未被现有力学理论适当描述的介质，可称之为非经典介质。无论是从发展力学理论的角度，还是解决真实介质流体的实际问题，开展非经典介质流动的研究都是十分必要的。如掺气水流，空化与空蚀，河流泥沙运动，污染物在水体中的运动等流动现象，它们都属于二相流，但过去往往不考虑相间作用力，而是采用一定假设，使问题得以简化。现代水力学应该着眼于实际流动现象，引进多相流体动力学理论，建立全新的知识体系。例如，研究高速掺气水流，其关键是如何确定水与气二相流体之间的相互作用力，而单相流体的假设很难反映这种相间作用力；现代渗流理论应建立在研究水与多孔介质之间、相互作用的基础上，因此，必须突破传统水力学的均匀连续介质的假定。

(2)非线性理论。非线性行为是近代力学基础研究的重要前沿课题。湍流和混沌理论是典型的非线性问题。描述水流运动的N-S方程是非线性的微分方程。过去的水力学计算，往往要用还原和叠加的方法对基本方程式作线性化处理，因而不能准确反映真实水流现象。随着现代科学技术的进步，非线性理论有了突飞猛进地发展。非线性理论是揭示具有非线性本质的各类水流现象的有力工具，也是开发非线性问题数学模型的有力工具。(3)非确定性理论——随机水力学。水流运动，特别是紊流，有大量的不确定性因素，水流脉动压力一般可以被视为完全随机的现象，紊流过程则具有混沌的特性。混沌是一种界于完全随机性现象与完全确定性现象之间的自然现象。传统水力学一般只研究确定性的水流现象，对于随机性水力参数，往往采用统计平均的方法加以处理，从而抹煞了水流运动的随机特性。现代水力学重视发展非确定性理论，动水荷载的设计方法将由定值设计法逐步转为可靠性设计法，概率理论和优化决策理论将在工程设计中广泛应用，风险分析的概念将作为规划、设计的重要理论基础。

(4)紊流力学。水利工程中的绝大多数流动现象都属于湍流（水力学中的习惯称谓为‘紊流’）。湍流是自然科学中的八大难题之一，由于其复杂性，全世界同行学者协力研究，历时长达百年，至今尚未攻克。湍流作为一种既典型又广泛存在的复杂流动，其非线性规律有超越力学范围的普遍性。我们知道，紊流是由大大小小不同尺度的漩涡组成的，漩涡尺度的量级差别很大。最大漩涡尺度的量级可达数公里，而最小漩涡的尺度不过几毫米，但不同尺度的漩涡在结构上往往具有自相似性，最近发现的标度律，反映了紊流现象的这种混沌特征。无论从基本理论，还是从实际应用考虑，湍流研究都是21世纪面临的紧迫课题。水利工程中的水流基本上都属于紊流。研究紊流特性，可简要归纳为以下几类问题：第一，边壁切变紊流；第二，漩涡与分离流；第三，分离再附流动；第四，流动稳定性问题。要大力开发紊流数学模型，用数值模拟方法逐步取代物理模型实验。

(5)细观水力学。传统水力学在自然尺度下研究水流的运动规律，现代水力学要突破传统水力学的常规尺度，从自然尺度向细观尺度延伸，发展细观水力学。一般地说，物理、化学的研究对象往往在其物质分子的尺度上，可称之为微观尺度，细观水力学的研究尺度虽然远小于自然尺度，但仍远大于水分子的尺度，故称为细观。传统水力学常采用总流的概念，它属于自然尺度，细观水力学深入研究水流内部的运动特性，水流与混掺其中的固体、气体、污染物等其它物质的相互作用，水流与固体边界的相互作用及空蚀、冲刷破坏机理等，使水力学的研究深度与现代科学技术相衔接。流场的精细数值模拟也可以视为细观水力学。多相流体与固体力学的交叉学科研究产生和形成了一些新的学科方向，界面力学就是其中之一。界面力学以界面的力学建模、界面区域应力分布规律以及界面结构强韧度研究与破坏分析为主要内容。界面层是裂纹和损伤等破坏容易产生并发展的区域，界面微区的力学问题研究需发展细观尺度与微观尺度的实验测试技术，近年来，界面力学的研究已越来越多地引起人们的关注与重视。

水力学数学模型的新发展(1)数值方法研究。有限差分法、有限元法、有限容积法是计算水力学的基本方法。近年来，为了提高计算精度，求解更复杂的水流现象，数值方法有很大发展。具有突变现象的流动，其解是间断的。不同间断现象的数值方法各有特点，这方面还有许多问题需要解决。水利工程中有大量的河渠浅水二维流，明渠或管道中的二维非恒定流问题，这类问题的数值模拟方法至今仍很不完善，其计算格式的优化，边界条件的处理，都有很多需要深入研究的课题，也已出现了许多新算法。

(2)流场可视化技术。流场可视化在工程应用中有重要意义。展现研究成果，无论是理论成果、实验成果，还是数学模型计算成果，都需要流场可视化技术。我国目前可视化技术的水平还比较低，需要大力发展。

(3)水力信息学。现代技术不断向综合化和智能化发展，大型水利设施的运行管理需要引进现代信息论的理论和方法。由此产生了一个新的交叉学科方向，水力信息学。水力信息学的研究内容和应用目标可简述如下：水力学数学模型与系统管理、控制方面的知识相结合，即可构成专门化的专家系统。应用现代计算机技术将这种集成化的专门知识变成动态的信息资源，就可以用来进行大型防洪系统的预报与调度，大型水利工程的施工组织，大型灌溉系统或水库群的运行调度。21世纪人类将全面进入信息时代，信息的获取、处理和传输是生产组织的主要任务。水力信息学的核心是相关水力学知识的集成、打包，以及集成知识的信息资源化。计算机多媒体技术是最普遍的信息处理技术，在水力信息学的发展中将发挥重要作用。信息资源化的主要手段是建立专业化的信息网络，但也可借助已有的信息网络。

水力学实验研究需解决的问题

(1)水力学模型相似率。目前，我国工程设计中的多数重大水力学问题仍是通过水力学模型试验解决。试验模型通常按重力相似准则设计。大量模型试验证明，水工模型能够预演大多数原型工程的复杂三元水流现象。但对高速水流问题，除重力相似外，还须考虑其他物理量的相似性。如高速水流的掺气与雾化、脉动压力与流体激振现象、输水道通气、岩基冲刷等问题，其模型相似率至今尚未解决。空化初生试验一般在减压箱内进行，以空化数相等为准。但最新研究表明，初生空化数和模型的大小与水流速度有关，不同的模型，既使水流空化数相等，空化初生现象也不一定相似。高速水流的模型相似率问题困惑着模型实验，是工程水力学急待解决的技术难题。在这方面已做了不少研究，如掺气与通气的相似性，水流脉动压强的相似性，雾化的相似性等，但至今尚无可靠的理论与方法。解决高速水流的相似率问题，一方面有赖于更深入的基础理论研究，而原型观测与模型试验进行对比则是更为实际、有效的方法。借鉴已有同类工程的经验，对解决待建工程问题具有重大意义。目前所开展的原型观测，已大量应用现代化的理论、方法及观测仪器，如应力、应变、位移、速度、掺气浓度等各种类型的传感器，当代最先进的信号分析测试仪器，卫星定位、遥感遥测技术等。据不完全统计，我国已在100多个大、中型水利枢纽中的近200个泄水建筑物上进行了原型观测，已积累了较丰富的观测成果，主要集中在泄洪雾化、空化空蚀、脉动压力、水流掺气与通气等方面。原型观测需消耗大量的人力、物力和财力，需要周密的预先设计和现场组织，也需要借助许多现代化的先进测试仪器。但为了提高水力学的研究水平，今后仍需大力开展原型观测工作。

(2)高速水流关键技术问题的基础研究。我国待建的大型水利水电工程多具有水头高、流量大、河谷狭窄的特点，高坝大流量泄洪消能是各项工程共有的技术难题。在这方面虽已做了大量研究，但工程中仍有许多技术难题，因其机理复杂，目前的方法仍难以准确预测实际情况，尚待进一步研究：①多股淹没射流流态结构与水垫消能机理。拦河筑坝必须保证洪水的正常下泄，为了防止高速水流的冲刷破坏，泄洪必须满足消能要求。泄洪水流的多余能量，绝大多数是在大坝下游的消能水体中（挑流消能水垫塘或底流消能消力池）通过水流的紊动混掺而消耗掉的。坝身多股泄洪在水垫塘内形成多股淹没射流。水垫塘内的流态结构与水垫消能效率及水流作用于水垫塘边壁动水荷载的大小有十分密切的关系。高速强紊动水流的消能效率高，但对固体边壁的冲刷破坏力也大，既要实现高效消能，又要防止冲刷破坏，其根本途径是优化消能水体中多股淹没射流的流态结构。消能机理的研究是创造新型消能工的源泉。为此，既要加强泄洪消能机理的基础理论研究，也要在消能工体型优化方面做出创新性的实用成果。②水流动力荷载与流固耦合振动。脉动压强研究的基本问题有：脉动压力产生机理，脉动压力随机分析方法，脉动压力的模型相似率，点、面脉动压强的转换等。不同的过水建筑物，其脉动压强的动力特性也有所区别。尽管过去对上述问题都做过研究，但其知识的系统性、可靠性都还不能满足工程应用的需要。水流诱发的结构振动，工程实例很多。但由于结构和水流条件的复杂性和多变性，振动型式和种类也非常复杂，实验模拟和数学模型计算都有很多困难。研究问题主要有：振动形成机理及激励力的分析，水弹性模型试验的理论与技术，工程流弹振动的仿真研究等。③高速水流的掺气与雾化。近年来，在减蚀掺气设施的掺气特性方面作了大量研究，如掺气空腔的水力特性、卷吸空气量、保护长度等。掺气对脉动压强及消能的影响至今说法不一，尚无定论。关于水气二相流的数值模拟计算，现已建立起理论严密的二相流运动方程式，但由于水和空气的密度相差悬殊，加之对水气两相之间的相间作用力尚无深入研究，成功的数值模拟结果很少。最近的大量原型观测表明，挑流泄洪的雾化问题对水工建筑物及河岸岸坡的安全有严重威胁，雾化问题的预测研究越来越受到重视。关于雾化问题的研究力度将会加强。④泄水建筑物的冲刷、空蚀与磨损破坏。挑流消能冲刷坑深度及大小的预测有重要工程意义，几十年来虽做过大量研究，但至今仍无成熟、可靠的解决方法。我国近年研究提出的能量法和岩块放大法使这方面的研究有了新的进展。对于高水头大流量工程，一般都要修建混凝土衬砌的水垫塘，关于混凝土水垫塘的冲刷破坏模式问题，尚待进行深入研究。高水头泄水建筑物的空蚀破坏在工程中屡见不鲜，含沙水流对过水建筑物的磨损给许多工程的运行维修造成很大困难。空蚀和磨损往往同时发生并相互促进，使破坏程度急剧增加。随着我国大量高水头泄水建筑物的建成运行，冲蚀、空蚀与磨蚀问题将会越来越多，并不断受到重视。

4、结构工程方面

结构工程学科的发展可直接为国家和地方经济建设服务，合理而经济的工程设计和施工可以节省大量的投资，并可缩短建设时间。面向二十一世纪，结构工程提出了很多新课题。(1)不同载荷作用下钢筋砼结构工况分析，结构抗振与减振措施研究，结构测试与可靠性分析；(2)钢结构新形式、载荷与抗力模型、设计计算理论与方法研究，钢结构疲劳损伤理论、计算方法及其工程应用研究，钢结构无损检测技术研究与工程应用；(3)以不同工程中的结构受力及其响应分析为背景，研究各种结构形式静态与动态应力与变形计算的数学模型、数值分析方法、计算机算法及软件开发应用；(4)现代工程、大型复杂工程的施工技术、施工工艺的研究，现代管理理论、方法在工程施工组织与管理中的应用研究；(5)研究运用计算机软件、硬件和自动控制技术进行土建工程的工程设计、检测分析、过程控制、信息管理等研究，进行相关软件与自动化、智能化产品开发。

5、水生态与水环境学科方面

应用基础前沿研究

(1)生物多样性与水利工程长期生态学效应。随着全球物种灭绝速度的加快，物种丧失可能带来的生态学后果备受人们关注，生物多样性与生态系统功能的关系成为当前生态学领域内的一个重大科学问题。当前研究的重点及前沿主要集中在：①长时间尺度上的物种多样性——生态系统功能关系，②非生物因素与多样性——生产力的交互关系，③营养级相互作用对于多样性——生态系统功能关系的影响，④物种共存机制在多样性——生态系统功能关系形成中的作用等方面。生态效应的逐渐显现使水利工程的长期生态环境影响受到高度重视。研究的前沿重点包括：①径流变化对水生生态系统及生物多样性的影响，②大坝拦截与调蓄对下游洪泛区生态系统及渔业生态系统的影响，③拦河筑坝导致生态系统扩大的次生环境效应，④流域梯级开发的累积效应，⑤减免水利工程对生态系统影响的措施，⑥失衡生态系统的修复与重建、水利工程对局地生态系统及其功能的长期影响等。其中涉及的难点是生态效应定量评估方法。

(2)河流生态系统健康与水利水电规划的生态环境影响评价。河流作为一种重要的生态系统，其生态系统的健康越来越受到国际上的广泛重视。尽管生态学家至今尚未就河流生态系统健康的内涵达成共识，但是国外众多评价方法已经在实际中得到运用。目前国际上的研究前沿包括河道萎缩形成和演变机理、河流生态健康评价指标体系、河流生态健康评价的尺度效应等。在国内，河流生态系统健康方面的研究还刚起步，代表性研究——国家重点基础研究发展规划(973)项目“黄河流域水资源演化规律与可再生性维持机理”探索了黄河水资源可更新和可再生性维持问题，为更系统深入地开展黄河健康生命研究奠定了基础。水利水电规划环境影响评价与河流生态系统健康评价密切相关。在这两方面我国目前还缺乏系统的理论、技术、方法以及标准体系。未来我国水电工程规划的生态环境影响评价迫切需从末端单项评价转向源头评价、从微观发展为微观与宏观相结合、从局部发展到局部与整体相结合、从单个要素发展到系统的综合性评价。为此，河流生态系统健康理论、区域开发与规划的生态评价指标体系、区域生态补偿理论、生态服务功能评价方法、自然资源价值核算理论与方法，生态影响评价方法、累积生态影响评价方法以及水资源开发生态环境风险评价方法等成为水利水电规划环境影响评价理论中需重点研究的内容。

应用技术与方法前沿研究

生态水利工程学的探索。近年来，国内学者借鉴国际上生态工程的理论，探索发展新的交叉学科——“生态水利工程学”。传统的水利工程学需要吸收生态学的原理和方法，改善水利工程的规划和设计方法。对于已建工程，研究和开发受损水域生态修复的方法和技术。对于新建工程，研究和开发对于因工程建设造成对于河流生态系统胁迫所应采取的补偿工程措施、生物措施和管理措施。

可持续发展相关理论前沿研究

(1)流域尺度的可持续发展。水生态及环境系统以流域尺度为基本单元，可持续发展在协调水生态环境和经济系统关系时，必须以流域整体思想为指导。恢复和逐步改善流域水生态环境系统的生机，是谋求可持续发展的必由之路。