兰州理工大学学科介绍：水利工程

兰州理工大学学科介绍：水利工程

  兰州理工大学水利工程（一级）学科是甘肃省重点学科、兰州理工大学红柳扶持学科，具有水利工程（一级）硕士点，能授予该学科下的五个二级学位，即水文学及水资源、水力学及河流动力学、水工结构工程、水利水电工程、港口海岸及近海工程。至今为止该学科经历了从创办、发展和再建设三个主要阶段：

  一、学科创办，建成甘肃省第一个水利工程学科

  兰州理工大学水利工程学科主要依托水利水电工程本科专业，为甘肃省开创了水利类本科生人才培养的先河，虽然本科生培养始于2001年，但是水利水电工程专业溯源于我国第一个水力机械专业，积累了水轮机和水泵等机组设备设计、安装、维护及改造升级的主要经验的同时，提出并解决了围绕机组为中心服务的水电站和泵站等水工建筑物的规划、设计、施工和机组安装的研究课题，于2003年申报并获批水利水电工程二级学科硕士点（在甘肃省开启了 水利类研究生培养的先河）。随着专业和学科人才培养经验的积累和对行业及地方经济社会发展的贡献的影响增大，2010年申报并获批了水利工程领域硕士点。

  二．学科发展，初步形成学科特色和学科优势

  2010年获批水利工程领域硕士点后，结合水利水电工程二级学科方向人才培养的积累，学科团队结合行业发展趋势和社会经济发展的需要，凝练学科特色，并重新开始规划学科发展方向，在2014年3月～7月期间，将本学科发展过程中的阶段成果进行了梳理，并确立了本学科的特色方向和学科优势：

  1、复杂条件下水工结构工程的研究

  （1）复杂条件下水工结构设计及可靠度研究

  （2）寒旱区水工结构施工与可视化研究

  （3）基于耦合响应的水工结构破坏机理研究与仿真

  2、水力学与水生态安全研究

  （1）灾害防治与生态环境保护中的水力学问题研究

  （2）西北城镇水力学与洪涝特性研究

  （3）水电站开发对生态环境效应与水电站优化运行研究

  3、西北荒漠化生态修复与水资源高效利用

  （1）水资源调控理论与优化配置

  （2）节水灌溉与新技术

  （3）大规模土壤改良工法的研究

  三 ．学科新出发，成为甘肃省重点学科

  在学科团队的努力下，在确立学科发展特色和优势后，加强建设和攻关，取得了标志性和突破性建设成果。2017年，获批水利工程（一级）学科硕士点学位授权点；2018年，水利工程（一级）学科列为兰州理工大学红柳扶持学科；同年，水利工程（一级）学科评为甘肃省重点学科。在重点学科建设的指引下学科的特色和优势进行了第二次整合提升：

  1．干旱区水土资源利用

  本学科方向以水土资源演变－调控－利用－保护研究为核心，紧密围绕西北寒旱内陆区水资源开发利用与环境安全等问题展开研究，并在内陆河流域水资源调控理论与优化配置、寒旱区水土资源高效利用以及寒旱区大规模土壤改良工法等方面展开系统研究，结合重大水利工程，解决寒旱区生态水利工程中的关键科学技术问题。

  近五年该学科方向已承担国家自然基金6项，其他省部级和横向课题10余项。

  本方向拟解决的关键科学问题：

  1）内陆河流域水资源调控理论与优化配置

  针对西北内陆地区水资源短缺和生态环境脆弱等问题，主要开展了内陆河流域水资源合理配置模式、水权交易及水资源管理制度、水资源优化调度、内陆河流域径流模拟等方面的研究，并取得了一系列成果，这些成果对协调当地经济和生态环境发展，创建人水和谐，实现流域水资源可持续利用奠定了科学基础与技术保障。

  2）寒旱区水土资源高效利用

  针对西北寒旱区节水灌溉工程田间水利用效率低下的问题，重点开展水肥一体化、节水灌溉技术及其对设施土壤环境的影响机理，旱区免耕保护性节水技术、土壤水盐运移机理等方面的研究，把工程节水、生物节水和管理节水有机结合并集成创新，为寒旱区水资源高效利用及水分生产效率提高提供理论技支撑。

  3）寒旱区大规模土壤改良工法

  针对西北寒旱区降水量少、蒸发量大、太阳辐射强烈的环境特点，开展压砂覆盖物的蒸发和入渗、防风措施下土壤水分蒸发、覆盖砂石种植、微润灌的固沙植物生长动态及灌溉模式、层状土膜孔灌技术、基于保育砖的生态修复技术等方面的研究，为西北寒旱地区大规模土壤改良提供理论基础。

  2．寒旱区水工程与新材料

  本方向主要研究内容：

  本学科方向紧密围绕西北内陆河流域中的河流动力学和水工程中的工程水力学、水工结构设计及可靠度、水工结构破坏机理、水工新材料等问题开展研究，以解决河流灾害防治、水利水电工程中的高速水流、水工混凝土结构的开裂损伤、钢筋锈蚀的时变过程和材料耐久性与寿命等问题，并在河流动力学、水工水力学、水工结构优化设计及水工混凝土结构及新材料方面形成自己的特色与优势。。

  本学科方向近五年已承担国家自然基金4项，其他省部级和重大横向课题30余项。

  本方向拟解决的关键科学问题：

  1）水利水电工程中的高速水力学

  以解决水利水电工程中的高速水流问题为首要目标，主要研究泄洪消能及新型消能技术、泄水建筑物掺气减蚀新技术、空化空蚀的预测和控制、泄水建筑物优化设计的理论与技术等，在旋流消能工、环形掺气坎等新型消能及掺气技术研究方面已形成了自己的特色。

  2）河流动力学

  以解决河流灾害防治问题为首要目标，主要研究黄河上游宽级配推移质泥沙运动规律、实体和数值河流泥沙模拟技术及其应用、山洪泥石流形成与防灾对策研究等方面，在黄河上游沙漠宽谷段粗沙推移质泥沙运动方面已形成了自己的特色。

  3）水信息学与水利新技术

  以支撑水利水电工程智能化运行为首要目标，主要研究水利水电工程中复杂水流现象的数值模拟技术、梯级水电站优化调度理论与技术、雨洪资源高效利用等，在梯级电站联合优化调度系统研究方面已形成了自己的特色。

  4）复杂条件下水工结构设计及可靠度研究

  以水工建筑物，尤其水电站和泵站等为研究对象，开展高扬程泵站管道流激振动、水力机组性能及振动、水工混凝土结构的开裂损伤机理及仿真等方面的研究，并在大型泵站压力管道流激振动分析与损伤识别、水工建筑物检测与健康诊断、离心泵浮动叶轮自动平衡轴向力技术基础理论方面形成了自己的特色和优势。

  5）水工混凝土结构及新材料

  以水工混凝土结构为研究对象，开展水工混凝土结构的开裂和损伤机理研究、材料的特性与本构模型、开裂和损伤的仿真分析模型、水工结构配筋的新方法、混凝土侵蚀破坏与钢筋锈蚀的时变过程和材料耐久性与寿命等方面的研究，并在上述方面形成了自己的特色和优势。

  3．寒旱区水工程生态效应与调控

  本方向主要研究内容：本研究方向以水利工程生态环境问题为核心，围绕寒旱区城市水灾害与水安全、高扬程梯级泵站节能降耗与健康诊断、水环境综合治理与生态水力学以及水工建筑物侵蚀机理与防护等方面展开系统研究。解决寒旱区水工程的生态效应与调控中的关键科学问题，从而在寒旱区水灾害与水安全、大型泵站诊断、水环境综合治理等方面形成自己的特色与优势。

  承担国家自然基金2项，其他省部级和横向课题20余项。

  本方向拟解决的关键科学问题：

  1）水力机械节能技术与应用

  为了克服水电站在建设和运行过程中存在选型不良及设备潜能不能充分发挥等问题，以大型泵站和水电站的水力机械为研究对象，开展液体余压能量回收液力透平、液体能量回收透平内气液两相非定常流动机理和水力学特性、高扬程梯级泵站能耗评估及节能降耗技术、水电站增减容及优化运行技术、水电站综合改造技术、水电站机电设备系统优化及安装技术等方向的研究，并在上述方面形成了自己的特色和优势。

  2）抽水蓄能及新能源开发技术

  为了促进西北地区能源结构的转型升级，围绕风电、太阳能等新能源基地及负荷中心合理布局，开展新能源—抽水蓄能联合系统模型分析、静动态效益评估、运行方案等研究，在风电—抽水蓄能联合系统研究方面形成自己的特色和优势。

  3）水利水电工程管理

  在水利水电工程管理方面开展水利水电工程建设管理模式、施工仿真数字化技术、施工管理信息系统等研究，并在水利水电建设项目管理与评估、水利水电工程造价与控制、水利水电工程造价程序开发应用、地下水超采区控制技术软件开发等方面形成自己的特色和优势。

  4）水工程生态效应与调控

  以解决水利水电工程环境保护问题为首要目标，主要研究水利水电工程对生态环境的影响与生态修复、河流生态需水与水电站生态调度的理论与应用等，在内陆河流域水电梯级开发的生态环境影响研究方面已形成了自己的特色。

  **招生二级学科方向

  1．水文学及水资源

  水文学及水资源隶属于水利工程一级学位学科点，挂靠在水利水电工程系。长期以来，高度重视学科建设，不仅注重提高研究生等高层次人才培养的质量，而且通过多种途径大力开展了高层次学科平台和高水平学科梯队建设。

  在学科建设中，以“立足甘肃，服务西北，走向全国”为目标，坚持“水利基础科学引领、实际应用拓展驱动”宗旨，长期以来致力于水文水资源科学基础研究与应用基础研究，取得了包括微润灌、压沙保肥，沼液灌溉等多项重要创新性成果，已逐步形成覆盖水资源调度、水肥渗流、地下水运移、高效节水节肥等西北荒漠化生态修复与水资源高效利用的特色研究方向，形成了一支理论基础深厚、实践经验丰富的学术骨干的人才梯队。该学科地域优势团队，主要集中解决科学问题主要包括：

  （1）水资源调控理论与优化配置

  （2）节水灌溉与新技术

  （3）大规模土壤改良工法的研究

  2．水力学及河流动力学

  水力学及河流动力学学科隶属于水利工程一级学位学科点。挂靠在水利水电工程系。长期以来，高度重视学科建设，不仅注重提高研究生等高层次人才培养的质量，而且通过利用兰州理工大学能源与动力工程60多年来形成的“大流体工程”学科优势，不断开展人才培养和科学研究。

  在学科建设中，以“立足甘肃，服务西北，走向全国”为目标，坚持“水利基础科学引领、实际应用拓展驱动”宗旨，形成了水工水力学、掺气水流及多相流、水力机组运动机理与仿真、计算水力学、水力机械流动理论、节水灌溉理论与技术等优势特色方向。该学科地域优势团队，主要集中解决科学问题主要包括：

  （1）灾害防治与生态环境保护中的水力学问题研究、

  （2）西北城镇水力学与洪涝特性研究

  （3）水电站开发对生态环境效应与水电站优化运行研究

  3．水工结构工程

  水工结构工程隶属于水利工程一级学位学科点，挂靠在水利水电工程系。长期以来，高度重视学科建设，不仅注重提高研究生等高层次人才培养的质量，而且通过利用兰州理工大学能源与动力工程60多年来形成的“大流体工程”学科优势，不断开展人才培养和科学研究。

  在学科建设中，以“立足甘肃，服务西北，走向全国”为目标，坚持“水利基础科学引领、实际应用拓展驱动”宗旨，形成了基于理论基础研究、模型试验研究和计算机数值模拟研究为支撑的复杂条件下水工结构工程的特色研究的方向，主要分为以下三个方向：

  （1）复杂条件下水工结构设计及可靠度研究

  （2）寒旱区水工结构施工与可视化研究

  （3）基于耦合响应的水工结构破坏机理研究与仿真

  4．水利水电工程

  水利水电工程隶属于水利工程一级学位学科点。挂靠在水利水电工程系。长期以来，高度重视学科建设，不仅注重提高研究生等高层次人才培养的质量，而且通过利用兰州理工大学能源与动力工程60多年来形成的“大流体工程”学科优势，不断开展人才培养和科学研究。

  在学科建设中，以“立足甘肃，服务西北，走向全国”为目标，坚持“水利基础科学引领、实际应用拓展驱动”宗旨，形成了主要研究方向有：（1）水轮发电机组动力学——水电机组振动、强度、振动故障诊断和水力机械计算流体动力学。（2）水工水电站建筑物施工新方法及其优化设计。（3）大型复杂结构物施工控制与施工仿真。

  5．港口、海岸及近海工程

  港口、海岸及近海工程隶属于水利工程一级学位学科点，挂靠在水利水电工程系。长期以来，高度重视学科建设，不仅注重提高研究生等高层次人才培养的质量，而且通过利用兰州理工大学能源与动力工程60多年来形成的“大流体工程”学科优势，不断开展人才培养和科学研究。

  虽然本学科属于我校新的学科方向，在学科建设中，以“立足甘肃，服务西北，走向全国”为目标，坚持“水利基础科学引领、实际应用拓展驱动”宗旨，开始关注水道及港口水工建筑、河岸建筑工程、内陆工程水文、内陆河流通航及航道工程等科学问题，并利用一级学科下的研究成果进行拓展创新地开展科学研究和人才培养。