一、 水工水力学问题研究

该项研究是在南科所解放前开展最早、解放后结合“治淮” 开展研究最多的研究方向之一。包括软基冲刷研究、水电站枢纽布置研究、大坝深孔泄水道体型及其水力和空穴特征的研究、闸门水力学和闸门振动研究、高速水流的空化研究、溢流坝及泄水孔口数学模型的研究等方面。具体项目有：

1957—1966年，先后进行了水闸工程试验10余项，输水道，溢洪道试验近20项，以及海涂围垦等试验10余项。这一时期工作重点已逐渐转移到水电站方面，如富春江、新安江、长江三峡水利枢纽，柘溪、建溪等大中型水电站的溢流坝、施工导流、泄洪洞、调压井，以及抽水站和阀门水力学等方面的试验项目。此外，对三峡电站日调节不稳定流方面也开展了试验研究工作。

1970年以后，主要针对大中型水电站的高速水流问题进行试验研究工作。其中包括水电站枢纽整体（如西津、东江、水口等水电站），泄洪洞（如碧口、乌江渡、故县、鲁布革等水电站），溢洪道（如鲁布革水电站）、底孔（如安砂、潘家口水电站），双曲拱坝中孔泄洪（如红岩、二滩水电站），闸门振动（如黄坛口、嶂山、皎口以及长江三峡、柘溪等）。主要研究泄水建筑物合理体型、掺气减免空蚀措施、出口消能布置、闸门振动等，还对红岩和乌江渡等水电站进行了原体观测工作。

围绕中低水头水工建筑物水力学问题，进行了天生桥低水头引水枢纽和调压井、南水北调穿黄工程以及坦桑尼亚、塞拉里昂和马耳他等几项援外工程水力学试验研究任务。

在此基础上，专业组开展的有6个方面理论和规律研究：

1、软基冲刷研究

总结分析了40个冲刷模型试验的资料和江苏省一些水闸的调查资料，给出冲刷坑上水流沿水平方向的动量方程式，并结合水面微分方程式以及起动流速和切应力之间的关系推导出冲刷深度关系式。考虑到不同消能工形式的影响，又列出流态参数和单宽流量的不均匀系数，使公式的使用计算更切合实际。后来又进一步采用等价粒径概念代表松散体粒径，把闸坝下游局部冲刷公式推广应用到粘性土地基上。还提出对于消力池中扩散水跃及其辅助消能工、海漫长度、翼墙角度等的计算公式和设计方法，在精度上根据多年来的工程实践经验和调查资料做了分析和修正，给出各种土基上适宜的闸坝过水单宽流量，可以在设计闸坝时作为选取不致发生严重冲刷的最小过水宽度的准则。

该项研究中由毛昶熙执笔编写的“水工建筑物下游局部冲刷综合研究”一文，作为南京水利科学研究所研究报告第一号（单行本），1959年6月由水利电力出版社正式出版，以后正式出版社出版的研究报告还有不少，突出彰显了南科所乃至该项研究在当时的社会影响。

2、水电站枢纽布置研究

中低水头水电站的枢纽布置（如富春江和西津两水电站的溢流坝）大都采用面流消能形式，虽然混凝土工程量小，但从整体运行和经济价值来看，却有值得探讨之处。经过模型试验，测定了面流的水力特性和保证面流流态的运行条件，提出了运行方式与要求。由于这种布置形式的消能部位是在建筑物下游之外，依靠下游水体旋滚和水流沿程消能，当较大流量运行时，面流主体对下游两岸形成较强的波浪冲刷；如果没有保证面流流态运行时，则枢纽建筑物下游又将造成局部冲刷；特别是溢流单宽流量设计过大，其问题也更为显著。这两项工程经过多年运行实践，证明了运行方式如不保证面流流态则将造成流态恶化，加剧了建筑物下游的局部冲刷和较长范围的岸坡冲刷。在富春江溢流坎的鼻坎上（在闸墩线下游），由于闸门开启运用不当造成空蚀破环就是一例。这两项工程都重新修订闸门操作规程和要求，保证了安全运行。

水口水电站的泄流量大，上下游水位落差小，溢流坝的消能形式有两个方案，通过模型试验提出了保证挑流水舌下充分通气的措施，可以得到稳定的流态，为满足宣泄常年洪水时下游河床中能出现正常的三元流态，试验提出了闸孔操作要求，以及必要、合理的局部布置设计，保证了电站和通航的正常运行。

3、大坝深孔泄水道体型及其水力和空穴特征的研究

在工程试验的基础上补充进行了系统的水工模型试验，对大坝深孔的进口短压力段、检修门槽及明流段等部位的水力和空穴特性进行了综合分析探讨，提出了一些有关大坝深孔泄水道体型各种水力参数的设计计算方法。

4、闸门水力学和闸门振动研究

进行了对低水头援坦农场渠道溢流坝自动翻闸门和国内石享桥水力自控翻板门的模型试验，并对各类闸门的运行情况进行调研分析，总结了各种低水头类型的水力自控闸门的优缺点和适用条件。

在高水头闸门水力学中，研究动水对闸门的作用力，特别是缝隙高速水流导致的脉动和振动特性。在对浙江皎口水库底孔闸门空蚀振动进行原体观测和模型试验时，提出了导致空蚀和振动的原因及改善措施，并分析了空穴区的压力脉动和噪声波强度。

5、高速水流的空化研究

提出了与水工泄水建筑物有关的空穴流噪声谱，从次声区至超声区的宽频带上均提出了意见，试验和使用了组合法测量宽频带噪声，取得一些初步成果，并对频谱的频率和幅值特征进行了一些初步分析。

对水工泄水建筑物水力设计中常用的空穴指数，结合实际工程设计与运用情况进行了探讨，指出在空化起始与空化发展过程中存在着不能忽视的“速度效应”。

在水洞、减压箱和高水库大气模型中针对不同工程类别开展了降噪减蚀问题的研究。对非自由掺气或通水改善空穴流问题，进行了初步研究，提出了水力设计的估算方法。

溢流面不平整突体的试验研究。在水洞内曾结合塞阻试验对紊流边界层内三种典型突体量测了突体初生空穴和发展空穴的情况。在原体观测及其资料分析中，注意到了由于空穴流动而引起泄水建筑物包括支撑建筑物的振动，提出了空穴流在次声区的频段内是一个主要的振动源，而且在某些水工建筑物的设计中是一个不容忽视的因素。

关于高速水流溢流面抗冲耐蚀材料性能的研究。在近年研制成的50米/秒流速级缩放型水工空蚀发生装置中，结合龙羊峡等高水头泄水建筑物工程进行了各种护面材料的试验。

6、溢流坝及泄水孔口数学模型的研究及应用

自1975年开始，研究开发了应用有限元法计算溢流坝及泄水孔口水流的数学模型。其后，又提出应用有限单元法求解具有未知流量的二元孔口水流的数学模型。

在开展技术咨询工作方面，进行了万家寨引黄工程的可行性研究，为保证引水和泥沙处理的水库运行方式以及取水工程措施等提出了建设性意见。1984年春，该项工程的可行性研究方案得到采纳。

二、水工通航和过鱼建筑物水力学研究

船闸水力学研究始于抗日战争期间。1958年，南科所水工研究室成立了水工通航过鱼建筑物水力学专业组。研究工作包括船闸输水系统布置、船闸阀门水力学、船闸输水系统布置、升船机水力学、过鱼拦鱼建筑物水力学等方面的研究。

先后承接的生产试验研究有：

1958—1966年，除承担大运河工程中宿迁、朱码头、刘老涧、淮阴、邵伯、谏壁等十多座船闸，以及黄河青铜峡、富春江七里垅、广西西津、沅水五强溪等船闸外，重点配合长江三峡枢纽工程，进行临时通航和永久通航船闸水力学以及进出口水力条件等试验工作。参加了广东渠化工程总结工作。此外，还对高水头船闸输水阀门水力学进行较系统的试验研究并总结了头部输水系统的一些水力计算方法。

1958年，南科所开始承担浙江新安江水电站枢纽升船机水力学试验研究任务。60年代又先后进行了柘溪、陆水、高啃、寿县等升船机水力学试验。

1959年，南科所首先在国内开展了过鱼建筑物—富春江水电站鱼梯工程水力学试验。1966年以后，进行了江苏斗龙港、太平闸、团结河闸、浏河闸、利民河闸、东偏泓漫水闸、安徽裕溪闸、巢湖闸、枞阳闸、湖南洋塘等鱼道以及长江葛洲坝水利枢纽过鱼建筑物等有关项目的科研工作，除其中一部份进行模型试验外，有的分别参加了初步设计或原体观测工作。

1966年，专业组内半数人员抽调到四川宜宾西南水运科学研究所工作。

1967年，南科所开始进行大型船坞灌泄水水力学模型试验以及虹吸排水管的水力学试验，先后有广州文冲船坞、天津新港船坞以及援建马耳他三十万吨船坞等。

1971—1978年，南科所以较多力量，投入了长江葛洲坝枢纽1号、2号大型高水头船闸水力学试验研究，同时还进行了江西万安、福建水口、湖南五强溪等船闸水力学模型试验。参加了西津、七里垅等船闸的原体观测工作。另外对船闸水力计算运用数学模型制定了有关计算程序，为设计部门所应用。

1984年，开始承担长江三峡永久通航多级船闸、施工通航船闸以及升船机等有关水力学的试验研究工作。

在此基础上，专业组开展的有6个方面理论和规律研究：

1、船闸输水系统布置研究方面

我国已建船闸绝大部分是采用闸首集中输水系统，分散输水系统的船闸数量很少。其中有许多船闸是经过南科所水工模型试验论证的，分散输水系统船闸数量虽少，但试验中进行了较多的方案性比较，也曾对有关布置细节进行过专题研究，并做过一些有关问题的总结。还结合“船闸设计规范”输水系统篇的编写工作，对全国船闸的情况作了调查与观测，并收集了国内外有关资料，对船闸输水系统布置进行了较全面的总结，阐述了各种输水系统的性能、水力特点、以及各部分的布置原则，并提出了输水系统选择的指标。

南科所在长江葛洲坝通航船闸试验中提出的纵、横支廊分散输水系统的布置方案，既可满足开挖少，又能使水流分散均匀，水面平稳，很好地满足了船队的停泊条件，获得好评。

2、船闸阀门水力学研究

60年代初开始对高水头船闸输水阀门进行水力学试验研究，其具体对象为平板阀门。研究内容为在不通气条件下，降低阀门后负压的措施，获得了一定成果。70年代初葛洲坝工程引进了反弧形输水阀门，这种输水阀门在国内首次采用，为配合设计，进行了多年试验研究，对反弧门前后的流态，阀门门体形状、阀门的输水廊道形状选择及起吊杆焊件的合理尺寸，均取得了一定成果，并为设计单位所采用。葛洲坝工程原型观测成果表明，阀门运行的状况与国外同类阀门相比是令人满意的。

3、船闸水力计算研究

50年代对短廊道帷墙消能的头部集中输水系统型式进行了专题研究，给出了计算停泊于闸首附近船舶所受到的水流局部作用力的公式。通过对苏北大运河一系列船闸的委托试验研究，总结了头部集中输水系统的一些水力计算方法，如闸室泄水时船舶所受水流作用力的计算等。60年代通过对三峡船闸及其它分散输水系统船闸的试验研究，给出了与输水系统、船舶大小以及停泊位置等因素有关的波浪力系数。通过对廊道复合管水力学的专题研究，给出了计算分散输水系统廊道出水孔段的总阻力系数的公式。70年代以后通过对葛洲坝船闸等的试验研究，给出了考虑模型缩尺影响时的糙率校正计算方法。近几年来进一步对复合管道水力学进行了研究，建立了相应水力计算的数学模型，制定了计算程序，从而可对闸室输水水力特性曲线、出水孔口的流量分配以及阀门后负压以及空穴数等进行数值计算。此外还对输水阀门后水流收缩断面的廊道最低压力值，进行了综合分析，给出了相应的计算公式。还提出了两种常用门型（平板门及反弧门）在闸室充水初期的流量增率计算公式。上述的有关水力计算方面的研究成果己普遍用于许多工程委托试验项目（如葛洲坝、五强溪、水口、沙溪口等船闸）中，并被交通部的“船闸设计规范”采纳。

4、升船机水力学研究

我国过去兴建的升船机不多，因此在水力学方面研究也较少。南科所自l958年开展升船机水力学研究以来，先后翻译出版了有关国外科技文献12篇，研究成果及工作总结等13篇。通过对新安江等升船机的模型试验和寿县升船机原型观测，研究内容扩展到升船机水力学的许多方面，其中包括斜面升船机运转过程中的船厢水力学，船舶（队）进出船厢几乎涉及到升船过程中的厢内水动力学，船厢出入水时动力学以及船厢卧倒门开启过程中的水力学等。通过这些研究，相应得出一些定性和定量的分析结论，对升船机的设计、运行和进一步研究都有一定参考价值。

5、过鱼建筑物水力学研究

八个模型试验，进行了六个鱼道的原体观测，参加了五个鱼道的初步设计。对修建过鱼建筑物的必要性与合理性、鱼道容许流速、鱼道隔板形式和鱼道布置有了比较深入的认识。负责了“水利电力部农林部水利工程过鱼设施经验交流会” 的筹备与资料汇编工作。主编了《鱼道》一书。 承担了《船闸设计规范》输水系统的主编任务以及《水工手册》、《水工模型试验》、《水工建筑物的水力学原型观测》中有关《鱼道》章节的编写工作。受水电部委托，作为牵头单位负责水库拦鱼措施的试验研究工作。

6、拦鱼建筑物水力学研究

南科所从1981年开始拦鱼课题研究。我国当时有水库八万多座，可养鱼水面积达3000万亩，约占全国淡水可养鱼水面积的40％，是我国发展淡水渔业的一个重要基地。那时我国水库渔业单产还很低，其主要原因之一是拦鱼防逃设施很不完善。每到汛期，水库中放养的鱼类，大量地被泄流带往下游或农田。如新安江水库1966年第一次泄洪就逃鱼100万斤以上，河南南湾水库1983年一次逃鱼13万斤。因此，解决拦鱼防逃问题，是发展水库渔业的普遍的、关键的课题，也是科研直接面向经济建设的课题。

受水电部委托，由南科所牵头，成立了一个由水产部门、高等院校、科研机构参加的“协作攻关课题组”。主要研究成果有：收集国内外各种拦鱼设施的现状及适用性的资料，编写了国外进水口拦鱼设施综述性资料；大型水库泄洪道前汛期鱼类动态的调研及大型脉冲发生仪的研制。选择湖北、江西两座大型水库为试点，完成了两台大型脉冲发生仪的安装调试工作；1984年主持了在福建举办的电栅拦鱼讲习斑，有21个省市学员参加。此后，完成了安徽省两座水库电栅的设计，并研制脉冲发生仪五台。为江苏、北京，天津，安徽等八省的水库拦鱼规划、设计提出了技术咨询服务。

三、水工建筑物渗流和地下水开发利用研究

中央水工试验所时期的第一篇渗流理论性文章发表于1939年，1948年开始结合生产实际开展了试验研究。新中国成立后，这项研究才逐步充实发展起来。50年代后期，在现水工研究所内正式成立了渗流专业组，建造了七百多平方公尺的试验室及办公楼。并陆续添置了砂槽模型、粘液模型、导电液模型、电阻网模型、管涌试验仪、给水度试验仪、潜水蒸发仪等各种成套试验研究设备。能够承担大型水利水电工程、港口航道工程、地下水开发利用和农田排水中的渗流计算、模拟试验、土的渗透特性以及大坝渗流安全分析等方面的研究任务，己形成综合性的专业队伍和理论、技术基础。

先后承接的试验研究有：

1956年及其以后，南科所采用分割模型试验技术，以后又在模型材料配制、隔板制作以及弱透水帷幕（夹层）、曲面不透水层等模拟技术方向上有创新，使任何复杂的轮廓和介质都能进行模拟。

1958年，开展了无粘性土的渗透变形试验研究。

1960年，开展了农田地下水排水试验研究。

1961年南科所在国内首先采用不稳定电解液模型及电阻网络模型的试验方法，求解地下水排水问题。

1964年，在农田地下水排水试验研究的基础上，进行了理论分析，并首先在国内外考虑非线性补给条件下，解决了地下水二元不稳定流动的理论问题。

1973年，开始有限单元法在稳定渗流计算中应用的研究。1976年又开展了非稳定渗流数值计算研究，先后研制了适用于多种坝型的土坝二向、三向稳定渗流、土坝非稳定渗流及坝坡稳定分析、区域性地下水渗流、平面及三向井的渗流等10多种通用有限元计算程序。

从理论和规律研究的角度，可以归结为5个方面成果：

1、水工建筑物的渗流计算和模拟试验

南科所的水工建筑物渗流计算和模拟试验，在当时是在国内同行中开展得最早、任务最忙、成果也是较多的。1956年采用分割模型法以来，为非均质地基的三向渗流试验开辟了新的途径，解决了国外认为无法解决的多座大型水利枢纽的非均质地基三向导电液模拟试验，获得了全国科学大会的奖励。测量仪表也不断革新，先后研制成位势百分比数字显示仪（1976）、空间坐标仪数显装置（1981），并配有数据输出打印设备，使电位测量精度提高到0.1%，坐标测量精度由原来0.1毫米提高到0.01毫米。

在解答非均质和非稳定渗流问题方面，电阻网模拟比导电液模型更具有优越性。继1956年研制成67×35个结点的稳定电阻网络之后，为适应生产中日益增多的非稳定渗流研究的需要，于1974年在水利系统中首先研制成19×38个网络结点、400个时差结点的R—R式非稳定渗流电阻网络。还结合试验研究进一步总结提高，对改进水工建筑物渗流计算方法做了不少工作。例如“闸坝地基渗流近似计算”（1976），提出了阻力系数改进法，具有较高的精度，能适应较复杂的地下轮廊。“闸坝地下轮廓线的设计新方法”（1980），指出了W.G.Bligh、E.W.Lane和P.P.Чyraeв等人的渗径长度理论的不合理和不可靠性，提出水平接触冲刷是控制闸坝地基渗流的主要关键，并制定了水平渗流坡降和渗流出口坡降的允许值。随着电子计算机的普及和发展，南科所从1973年开始了有限单元法在渗流计算中应用的研究。继研究稳定渗流数值计算之后，1976年又开展了非稳定渗流数值计算研究。在近十年间，已结合工程任务研制出十余种较为通用的有限元法计算程序，包括：多种坝型的土坝二向、三向稳定渗流，土坝二向非稳定渗流及坝坡稳定分析，区域地下水渗流，平面及三向井的渗流，混凝土坝的三向稳定渗流和非达西定律的岩石裂隙渗流等。有些程序还具有自动剖分单元的功能，使人力和时间大为减少，受到许多设计研究单位的欢迎。有限单元法应用的研究，也促进了数值解法的发展。“渗流作用下的滑坡稳定分析”(1977)，可将渗流计算积滑坡计算一次完成。有限单元法计算井的渗流中奇异点的处理（1982）和“用排水沟代替排水井列的有限单元法分析”(1983）等，分别提出了修正井（或沟）水位和修正井（或沟）周围渗进系数的方法，使水平在和三向离散化数值模型中难以解决的“奇点”问题得到了较好的处理。在上述程序和计算方法的成果中，有三项成果分别荣获水电部和江苏省的重大科学成果奖。

2、渗透变形和滤层防护的试验研究

南科所自1958年起开展无粘性土的渗透变形的研究。有渗透变形试验室200余平方公尺，配备有截面积为100至800平方厘米的系列垂直管涌仪，20×20厘米和25×25厘米的水平管涌仪，700×30厘米的砂槽设备，给水度试验仪，以及原状土管涌试验仪等成套仪器设备，能够进行从粘土到砾卵石各种粒度土料的渗透变型和渗流参数的测定试验。紧密结合生产实践，先后完成过多项工程的试验研究任务。

通过对非粘性土的试验研究，在渗流基本规律和试验操作技术方面也取得了一定的进展和经验，在大量试验研究的基础上，提出了计算流土（1963）和管涌（1977）临界坡降的公式以及判别渗透变形类型的方法。这些成果计算方便，精确度好，已为设计施工部门采用，其中有不少成果己被选入有关手册和规程中。
    在粘性土的渗透变形方面，对于粘土与粗粘土的接触流土和接触冲刷（1965、1977）、粘土与混凝土建筑物或与基岩裂隙间的接触冲刷（1977、1978）以及粘土铺盖裂缝冲淤（1980）等问题，结合工程实际进行了试验研究，并取得一定的成果。近几年来，还用有限单元法把渗透力和土体的应力应变结合起来考虑，对粘土铺盖的渗透固结变形和裂缝成因进行计算分析（1982)，为进一步研究粘性土渗透变形和渗透破坏机理提供了新的手段。

采用排水滤层是渗流安全控制的一项重要措施，除以往结合工程完成了一般沙砾石地基用的天然料排水滤层和人工无砂混凝上滤管的选择性试验研究外，对化纤织物在堤坝工程中应用的研究，也取得成果（1983)，经现场试验，效果良好（1984)，从而为防护滤层应用新材料、新技术开辟了新的前景，受到许多工程单位的重视和欢迎。

砂槽模型非稳定渗流试验与土壤给水度的测定也取得一定的成果（1980-1982）。试验发现，土壤的给水度μ除与土的类型和物理性质有关外，还与释水时间的长短有关。

3、大坝安全的渗流分析研究

遵照科研面向生产、理论与实践相结合的方针，南科所曾多次派员深入华东、华北、华南、中南和西北等地区的十余省、市、自治区，对工程中存在的渗流问题进行了广泛调查研究。还与工程单位密切协作，通过室内和现场试验研究，对尼山、岳城、新路岙、龙河口、洪门、白龟山、花凉亭、松涛等十余座大型水库的渗流安全问题进行分析研究。其中有些水库还结合同位素观测手段互相验证，为渗流病库的除险加固和发挥效益提供了科学依据和建设性意见，受到了国家农委和国家科委的奖励。另外，为普及推广渗流研究的有关成果，提高国内广大工程管理人员的专业管理水平，还积极协助水电部工程管理培训中心举办过多期土坝渗流研究班，由南科所研究人员编写出了近30万字的教材《土坝渗流分折》，较系统地向学员介绍了渗流基本理论、土坝渗流安全监测、渗流问题的分析和处理等知识，取得良好效果，并受到广大工程管理部门的欢迎。随后，各省地相继举办大坝安全渗流分析讲习班，采用南科所编写的教材或聘请南科所科技人员前往讲课，培养出更多掌握渗流分析方法的人才，为大坝监测和保证大坝安全创造了有利条件。

4、农田地下水排水研究

南科所于1960年初开始进行农田地下水排水试验研究。主要通过现场试验、室内模拟试验、理论分析及数值计算等多种方法，相辅相成地进行研究。早在1961年的所学术讨论会上，首次提出了采用不稳定导电液模型及电阻网络模型的试验方法求解地下排水问题，在国内是最先采用电模拟研究地下水排水问题的科研单位。不久后又组织科技人员赴现场深入调查研究，搜集资料，在此基础上，提出了三麦生长的适宜地下水位及三级排水系统布置方案。根据苏南圩区排水沟间距的研究成果，因其间距甚小，必须考虑暗管排水布局以节约土地。在调查研究的基础土，为了长期摸索影响地下水排水问题的各种影响因素，揭示其内在规律，于1962-1963年间还在江苏昆山农田水利试验站蹲点观测，与该站建立协作关系，投资兴建了潜水蒸发地下观测室，配备了全套观测设备，进行地下水位和土壤含水率的观测，并采用放射性同位素测量等方法测量搜集了不少第一手资料，为研究苏南低洼圩区渍害问题创造了条件。为了摸清滨海盐土改良，1965年与中科院土壤所、植物所等单位一起在苏北新洋试验站长期蹲点，进行现场多学科的综合试验研究，认识到盐土改良必须考虑水、土、肥等的综合治理，而治本措施在于水利改良。

在现场观测、调查研究及室内模拟试验研究的基础上，对农田排水这一地下水运动的理论问题，进行了深入而系统的探讨，从1964年至1983年，先后共发表了研究论文和试验报告20多篇，其中1964年发表“考虑蒸发和入渗时地下水向排水网的二维流动计算”一文，在国内外首次采用变量蒸发来研究二维不稳定流动问题。1982年发表的“论多重补给下的地下水二元流动”一文入选意大利“国际地下水资源应用新方法会议”，在会上交流。

在研究地下水饱和区运动的同时，还开展了非饱和区土壤水运动的研究，不论在野外观测设备和观测技术方面或者在室内试验及分析方面都做了不少工作。在潜水蒸发观测方面，改进了马里奥特容器，创造了微流量测定仪，这在精度上和操作上都较现行的观测仪器为佳。通过室内试验及理论分析，对毛管水的上升高度和速度提出了计算方法。对粘性土的吸附结合水含量提出了“容量法”来测定。

后来，随着计算机的广泛运用，数值解也日渐于解决地下水排水问题。首先采用有限单元方法和边界元方法，对铅直平面内地下水在多重补给条件下向两侧边排水沟流动进行计算，结果表明精度很好。

从1960年起，在农田排水这一课题方面，无论是模拟技术、模拟方法或者是理论分析和数值求解等各个方面都做出了不少贡献，这对发展国内农田排水科学研究创造了条件。

5、地下水开发利用的研究

先后近二十年，接受过地质、国防和水利电力等部门提出的城市供水、厂矿供水和农业灌溉用水等问题，进行过多种手段的试验研究。例如，对内蒙古昆都仑河谷洪积扇水源地，研究了群井方案开采地下水问题。对地表水和地下水相互交替补给的辽宁和黑龙江某地的河漫滩水源地，研究了水平集水管取用地下水问题。对宁夏某地含水层，研究了大口井水平辐射管取用地下水的问题等。通过研究，为各水源地的储量评价、降深预报、井点布局和开采方案的选择等问题都提供了科学依据。此外，对于矿床地下水疏干问题以及大面积施工场地的排干问题等方面的研究，也解决了一些生产问题。

值得一提的是随着电子数字计算机的推广应用，对地下水开发利用的研究，已由过去的电模拟试验发展到能计及蒸发、入渗和越流补给等多因素影响的非稳定过程预报的数值计算研究，并建立和编制了相应的数学模型和电算程序。其中与南京大学合作研究的“反映井附近对数流态的新的有限无插值方法”(1978)，采用曲边三角形单元和对数插值模式，既反映了井径的大小，又反映了井附近的对数流态，使计算成果更接近实际情况，获得江苏省重大科研成果奖。

1980—1983年，编著了《电拟试验与渗流研究》专著，基本上包括了多年来的渗流研究成果。编印了《土坝渗流分析》一书，为各工程部门参考。1983年，还编著了《农田地下水排水计算》一书，这是国内第一本专门论述农田排水的著作。

据不完全统计，从1950年到1984年，共提出研究论文、试验报告以及仪器研制报告160余篇，其中有四个项目的12篇成果先后荣获国家、部委和省级重大科技成果奖，有13篇获本院优秀成果奖，还有2篇参加过国际性学术交流。个人或集体编写的渗流专著有8部。此外为了了解国际上先进研究水平，翻译了英、俄、德、法、日等文种的渗流论文260余篇，出版了12辑《渗流译文汇编》。

四、核技术在水利水运工程中的应用研究

南科所1959年开始进行核技术在水利水运工程中应用的研究。1963年设置同位素应用研究课题组，1967年建立了同位素试验室，1975年组建为同位素应用研究组，从事核技术在水利水运工程上的应用研究和推广。

1963—1964年，应用γ—透射法在江苏昆山农田水利试验站进行水蒸发观测，研究降雨、土壤蒸发、人工排灌等对农田土壤含水量的影响。

1964—1965年，应用γ—散射法进行沙土密度研究以及检测混凝土浇灌过程中的施工质量。

1965年，应用γ-透射法观测上海张华浜万吨级码头破坏原因，测出泥面下空心混凝土桩挠曲倾斜是码头结构发生沉降破坏的根本原因，并据以采取工程措施加以修复。

1973—1985年，研究成功了病险水库应用放射性示踪技术以探索水库土坝渗流。先后完成了安徽龙河口、河南白龟山和鲇鱼山、新疆乌拉泊、黑龙江龙凤山、辽宁柴河、甘肃南营以及湖北温峡口等8个水库的土坝渗流观测，为消险加固处理提供了可靠的依据。

1976—1981年，与上海航道局应用高浓度γ—射线测沙仪，测定长江口航道疏浚泥浆浓度扩散和浮泥密度。

1976—1977年，与上海航道局合作，利用荧光示踪沙对长江口南槽航道的南北两抛泥区的底沙运动去向进行了现场观测，提出了合理抛泥地的具体建议。

1980年8月，成功地应用放射性示踪沙观测了镇江港港区航道的底沙运动，这在国内还是第一次。

1982年又分别在镇江港、上海石化总厂码头航道和长江口鸭窝沙航道进行了放射性示踪沙现场观测，研究底沙运移情况和规律。

期间，开展了放射性示踪技术的应用、射线技术的应用等方面的研究，多次获奖。“γ-法测定泥面下空心混凝土桩挠曲倾斜的研究”作为其重大科研成果，1966年7月由中华人民共和国科学技术委员会发表。还开展了γ-测沙仪的研制和应用、γ-射线土方产量仪的研制、高速水流掺气仪的研制、γ-射线法的研究以及中子-γ射线表面式湿度密度仪的研制等工作，得到了推广应用。