附件二-清华科研院

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1、推荐国家科技进步奖项目公示项目名称泥沙、核素、温排水耦合输移关键技术及在沿海核电工程中应用推荐单位教育部项目简介：近年来我国核电发展迅速，已有大亚湾、岭澳、秦山、田湾、福清、阳江、宁德、方家山、红沿河、防城港和昌江等11个滨海核电厂的34台机组投入商运，还有海阳、石岛湾、三门、台山等滨海核电厂的22台机组在建，核电滨海式布局已经形成。我国滨海地区泥沙构成在世界上最复杂，泥沙运动强度又大，占世界5%的水量输运了30%的泥沙，泥沙与核素的耦合关系复杂难解，影响到泥沙、核素、温排水的准确分布和核电工程的安全与环境安全。因此研究泥沙、核素、温排水耦合输

2、移是确保核电工程安全和环境安全的关键技术，决定了核电工程立项和设计的可行性。该项目组在国家自然科学基金和核电企业的资助下，经多年研究和实践，取得如下创新成果：1.构建了全三维水沙两相流变密度湍流模型，解决了螺旋流输沙等真实三维水沙计算难题；提出了工程泥沙计算的斜对角笛卡尔坐标方法，克服了河口及海岸工程大尺度泥沙计算中复杂边界的困难。该技术全面提升了水沙模拟的准确性和可靠性，是解决核电工程取、排水口头部、取水泵房内部泥沙冲淤的关键，为核电工程的安全运行提供了保障。2.首次提出了包含泥沙颗粒表面形貌信息的数学泥沙概念，基于数学泥沙确定了泥沙颗粒表面

3、非均匀电荷分布规律，量化了核素与泥沙表面形貌之间微观作用机制，建立了泥沙输移和床面变形过程中核素迁移转化的物理-化学过程模式，使水-沙-核素-床面之间的静态模型变为动态模型，该技术大幅提升了核素在海域分布和积累模拟结果极值包络范围的合理性，给出了保护环境敏感区域和生态红线的设定方法。为核电工程环境安全设定阈值和条件提供了保障。3.提出了采用比尺模型分析物理模型试验比尺和变态率的研究方法，使物理模型试验比尺和变态率的取值由定性变成了定量；揭示出模型试验中水动力垂向和横向速度误差远大于纵向速度误差的规律，即沿海核电工程不同的水动力海域应采用不同的比

4、尺的模型，进而提出基于我国不同海域特点的远排差位式和交错分列式核电工程取排水优化布置方式，保证了核电工程的取排水安全和环境安全，并大量降低了工程投资运行成本。经教育部组织专家鉴定“该项目在泥沙-核素-温排水耦合迁移转化、系统模拟方面创新突出，项目整体达到了国际领先水平”。该项目累计发表学术论文146篇，其中SCI论文52篇，引用1033次，授权发明专利16项，软件著作权6项，出版专著2部，支撑4项国家行业规范，相关技术成果获得2009年教育部科技进步奖一等奖和2016年教育部科技进步奖一等奖。研究成果已经在我国大亚湾、秦山、田湾、红沿河等核电工

5、程中得到应用，还被日本、马来西亚等国际工程中所采用，解决其泥沙输移和水工排放口优化布置的问题。研究成果为我国核电工程运行的工程安全和环境安全提供了重要的技术支撑，推动了核电行业的科技进步。客观评价：一、项目鉴定意见教育部组织鉴定专家认为项目的主要创新为：“构建了二、三维数学模型的床面边界条件，给出了以切应力和挟沙能力两种控制条件以确定底部含沙量；提出了处理复杂边界条件的斜对角笛卡尔坐标方法，该方法具有正交格式和较高计算精度；在泥沙-温排水与在建立了泥沙-核素-温排水耦合迁移转化、模拟系统；建立了温排水物理模型试验不同紊流模式对于比尺关系的影响；

6、提出针对我国沿海海域特点的差位式、分隔式和重叠式的取排水口布置形式，项目整体达到了国际领先水平。”二、学术评价所构建的三维工程紊流计算模式及方法已由国际水利学会(IAHR)会刊JHR主编Garcia编撰，美国ASCE出版的泥沙手册推荐为工程泥沙计算模式之一。所采用的三维工程紊流计算模式及方法被美国UniversityofMissippi教授WuWeiming在Taylor&Francis出版社出版的专著《ComputationalRiverDynamics》中整段采用和介绍，共计2页文字，2个图形等。在泥沙输移与核素等重金属的迁移方面，比利时布

7、鲁塞尔大学水文与水利工程系的WillyBauwens教授等在论文（J.Environ.Radioactiv.,2015,149:81-89）引用中肯定了项目组研究成果极大地改善了对水体中放射性核素迁移过程的认识与定量化”（otherstudiesdemonstratethattheinclusionofadsorption-desorptionprocessesbymeansofakineticapproachdrasticallyimprovestheunderstandingandquantificationoftheradionuclid

8、etransportinaquaticsystems）。项目建立的核素等重金属迁移转化模型被国内外同行广泛认同和采用。例如，印度国际大学生态模拟实验室