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吴保生

     

  

主要研究方向为水力学及河流泥沙运动力学、河床演变学、工程泥沙、泥沙数学模型、河流生态环境等。

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  • 姓名:吴保生
  • 目前身份:
  • 担任导师情况:
  • 学位:
  • 学术头衔:

    博士生导师

  • 职称:-
  • 学科领域:

    水力学

  • 研究兴趣:主要研究方向为水力学及河流泥沙运动力学、河床演变学、工程泥沙、泥沙数学模型、河流生态环境等。
个人简介

吴保生,河南安阳人,男,1959年11月生,博士,清华大学水利系教授。清华大学河流海洋研究所所长,兼任《International Journal of Sediment Research》副主编,是国际水力学会冲积水力学专业委员会委员、美国土木工程师学会会员、世界泥沙研究学会发起会员、中国水利学会会员。
  研究领域:主要研究方向为水力学及河流泥沙运动力学、河床演变学、工程泥沙、泥沙数学模型、河流生态环境等。
  学术成果:(1)工程泥沙问题-三门峡水库泥沙控制与水库运用方式研究。潼关河床作为渭河下游河道的侵蚀基准面,近年来居高不下,对渭河下游的防洪及社会经济带来严重影响,成为人们关注和争论的焦点。通过大量实测资料分析和数学模型计算,①发现入库水沙条件和坝前水位是影响潼关高程和库区泥沙淤积的两个主要因素,提出了潼关高程与水流能量的关系;②深刻揭示了库区河床演变的滞后现象,即潼关高程较库区泥沙淤积的滞后以及库区泥沙淤积较入库水沙条件和坝前水位的滞后;③提出了水库非汛期运用影响潼关高程的临界坝前水位315m;④定量分析计算了改变运用方式对降低潼关高程的作用以及对渭河下游防洪的影响程度;⑤提出了水库合理运用方式。研究成果得到广泛认可和称赞,在水利部调整水库运用方式的决策中发挥了关键作用;部分主要成果发表在《科学通报》(2004年),部分主要成果已提交《中国科学》。(2)黄河含沙量高,河床演变规律复杂,围绕黄河下游的河床演变和泥沙输移开展了系统研究。①根据黄河含沙量较高的特点,考虑了含沙量对水流粘性和泥沙沉速的影响及非均匀沙的代表沉速计算,提出了适合于黄河的输沙能力计算公式,已在实际中广泛应用。②根据河床演变学的基本原理,提出了由于小浪底水库改变了进入下游的水沙条件,黄河下游游荡性河道将向弯曲方向发展,这一结论已成为目前黄河下游游荡性河道整治方向的指导结论。③参与开发了能够同时模拟河床纵向与横向变形的平面二维水沙数学模型,该模型可以真实地反演实际河流河床演变的整个物理过程,具有重要的理论意义与实际应用价值。以上成果作为"游荡性河流的演变规律、模拟技术及工程应用研究(排名第3/17)"的主要内容,专家鉴定认为"具有创新性,总体达到国际先进水平,部分达到国际领先水平",并已推荐上报教育部提名国家科技进步一等奖。(3)输沙能力是河流动力学的基础理论,围绕输沙能力计算方法开展了深入研究,取得了突破性的研究成果。①从能量平衡出发并采用阻力公式替代能坡,提出了新的适合于天然大中河流的输沙能力计算公式,避免了依赖实验室资料和比降的缺陷,发表在《Journal of Hydraulic Research》(2001年),作为主要成果获2004年教育部提名国家科技进步一等奖(排名第6);②按照输沙能力级配法的思路,以能量平衡观点的输沙能力公式为基础,提出了新的非均匀沙分组输沙能力计算方法,发表在《Earth Surface Processes and Landforms》(2000年),在BRI-STARS等模型中应用。③从理论上论证了河床泥沙的非均匀性对河流输沙能力的影响机理,提出了将均匀沙计算公式应用于非均匀沙计算的修正方法,发表在《Journal of Hydraulic Engineering》(1998、2004年)。(4)留美工作期间作为负责人之一参与了美国联邦高速公路局的河流桥渡冲刷通用流管模型(BRI-STARS)的开发研究,主要负责输沙能力计算、非均匀沙计算方法、不平衡输沙计算方法、河宽变化模拟方法等。经过不断改进和提高,BRI-STARS模型具有广泛的适用性和可靠性,已在桥渡冲刷计算中大量采用,并被美国桥渡冲刷评价手册"Evaluating Scour at Bridge"和流域模拟手册"Model Drainage Manual"推荐使用。

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