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泥沙科学

[日期:2003-09-17] 来源:中国水资讯网:清华大学水利系  作者:周建军 教授 [字体: ]
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  泥沙,在我们每个人的认识里就像水和空气一样是再普通不过的东西了。然而,人们对以泥沙为对象的科学研究——泥沙科学的了解可能就不一定太多了。

  在我们生活的地球上,土和水是既普通又极其重要的基本资源。依靠它们,人类才得以创造出基本的和现代的文明。泥沙是在水和土相互作用,即所谓水土流失过程中产生的。在我国,由于国土辽阔,土地利用和自然等原因,几乎所有的河流都伴随着泥沙的流动。中华民族的母亲河——黄河,每年从黄土高原搬运大约1立方公里体积的泥沙到下游和海域;长江每年搬运出海的泥沙也达到5亿多吨。大家可以想象这是多巨大的数量级。

  由于江河搬运大量的泥沙入海,使我国长长海岸带成为淤泥质海岸,天然的深水港口非常奇缺,限制了我国远洋运输业的发展。泥沙在河道和水库淤积,限制了水库等工程的建设和大量水电资源的开发利用。比如:新中国成立后在黄河上建设的第一个大型水利枢纽——三门峡工程,就是由于对泥沙问题认识不足,不但造成了大量的浪费,而且对水库上游的渭、洛河流域产生了严重的不良影响,严重影响两岸人民的生活。黄河泥沙淤积,使黄河发展成世界闻名的地上河流。仅最近几十年,黄河下游平均每年河床淤积抬高就达到10厘米左右。黄河下游河床不断抬高,使洪水成为威胁两岸人民生存和发展的重要的潜在灾害。在江河污染条件下,由于泥沙颗粒对污染物的吸附作用,泥沙又成为污染转化为长期灾害的重要载体,污染底泥成为江河环境治理的顽症。

  但是,与此同时,河流泥沙也是重要的资源。泥沙淤积,造就了大片的国土。黄河下游千百年的淤积,形成了北起天津,南近长江的大片土地,成为中华民族生息繁衍的最富饶的地区。

  研究泥沙的产生、运动和归宿,对于江河的科学认识及其合理治理开发都具有重要的意义。这是形成泥沙科学的前提和背景。泥沙科学主要研究流域产沙、坡面冲刷、泥沙在河流和水体中的输运和转化、在水库、湖泊和海洋环境中的沉降、淤积和再悬浮规律,泥沙和重金属等污染物质的相互关系等。除此之外,泥沙研究在现代工业中也有重要的意义,比如:长距离的固体颗粒输送,在煤炭、化工和采矿等行业都有重要的应用。

  由于我国多沙河流众多,江河治理和水利水电开发等需要,泥沙研究在我国取得了举世瞩目的成就。特别是随着长江葛洲坝和三峡工程等世界水平的工程建设,在泥沙科研和结合解决工程实际问题而进行的实体模型试验、数学模型计算和原型资料收集等许多方面,都达到了世界领先的地位。由联合国教科文组织支持而建立的国际泥沙研究中心就在中国。

  由于泥沙研究的重要性,国内许多重要的科研单位,如中国水利水电科学研究院、南京水科院,长江和黄河水利委员会的研究院,以及清华大学、武汉大学和四川大学等著名学府都有强有力的研究队伍。许多科学家和工程技术人员,为了祖国河山的更加美丽,为了黄河和长江等更少的洪水灾害,正在默默无闻而富有成效的工作和奉献。

  年轻人是祖国的未来,也是泥沙科学研究的未来。泥沙研究中有许多没有解决的难题,有大量可以做出成就和实现价值的研究方向。希望广大的年轻人,树立远大的志向,加入到这一行列中来,为国家和人民做出实实在在的贡献。
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