


張金良,男,1963年5月生,中共黨員,漢族,正高級工程師,博士生導師,黃河勘測規劃設計研究院有限公司首席科學家,黃河水利委員會首席專家,黃河實驗室(河南)總工程師,國家水利工程質量檢測檢驗中心主任,水利部水利領軍人才,大壩杰出工程師,河南省人民政府參事,政協第十三屆河南省委員會委員,中國科協委員,河南省科協第九屆、第十屆委員會常務委員,享受國務院政府特殊津貼。
張金良堅守黃河保護治理一線40年,是多沙河流水利工程設計與調控領域學術帶頭人。建立了黃河泥沙工程控制論,推動了多沙河流協調水沙關系的理論和關鍵技術進步;建立多沙水庫“蓄清調渾”運用新方式等系統創新成果,為黃河水沙調控、重大工程設計運用、重大戰略實施提供了重要支撐;主持編制了黃河流域生態保護和高質量發展水安全保障規劃,提出了南水北調西線、黃河下游三灘分治新方略、黃河古賢水利樞紐工程方案,并擔任黃河古賢、涇河東莊、南水北調西線等6項國家重大水利工程設計總工程師,是黃河調水調沙等4大原型試驗主要技術負責人之一;研發了防潰決多攔沙新型淤地壩成套技術,有效解決了淤地壩漫頂易潰和壩系連潰的難題。先后獲國家科技進步一等獎1項,全國創新爭先獎,省部級特等獎1項、一等獎11項;發表論文百余篇,出版專著16部,授權發明專利51項。
01
百煉水沙調控新技術,助力重大水工程設計
張金良帶領黃河泥沙工程創新團隊致力于多沙河流水工程“軟件系統”水庫運用方式研究,研發“深槽調沙、中槽興利、高槽調洪”淤積形態與庫容分布耦合設計、“小水攔沙,大水排沙,適時造峰,淤灘塑槽”灘槽同步塑造技術,破解定向控淤難題;發明“正常+非常”雙泥沙侵蝕基準面技術、研發“中常洪水分類分級、攔沙庫容動態配置”攔沙庫容多元化利用技術,破解庫容再生難題;研發“干流水庫調沙+支流水庫調水”水沙分置開發、“洪水排沙,平水興利”水庫汛期渾水發電技術,破解汛期興利難題。實現“蓄清排渾”到“蓄清調渾”升級換代,開啟多沙水庫設計運用新階段。
黃河下游是舉世聞名的“地上懸河”,面臨堤防決口、河流改道等重大防洪安全問題。張金良團隊創建“人工塑造異重流”排沙技術和調水調沙三種基本模式,參與建立了黃河水沙調控工程體系“網絡版軟件系統”黃河調水調沙理論與技術,并在治黃史上首次系統開展了調水調沙原型試驗和生產實踐。2002年以來實現下游河道沖刷泥沙32億t,河底全線下降3.1m,主槽過流能力由1800m3/s增加至5000m3/s,徹底扭轉了下游河道持續淤積抬高的險惡局面。
受泥沙問題制約,小浪底水庫調水調沙后續動力不足,超高(年均含沙量100~200kg/m3)和特高(年均含沙量200kg/m3以上)含沙量河流水庫設計無成熟技術。張金良帶領團隊以健全水沙調控體系為“基礎硬件”,先后擔任黃河古賢、涇河東莊等重大水沙調控工程項目設計總工程師,創建了高、超高、特高含沙量河流水庫淤積形態設計與控制、壩前雙泥沙侵蝕基準面構建、樞紐泥沙安全防護等新技術,破解了工程設計中多項世界級難題,開啟了含沙量百公斤級以上河流建設重大水工程的先河,促成重大樞紐工程落地,推進了黃河水沙調控工程體系建設進程。
02
攻堅泥沙控制新理論,革新淤地壩構建技術
張金良帶領黃河泥沙工程創新團隊從系統治理出發,以工程控制論為統領,構建四級泥沙控制子系統,建立系統控制指標體系,解析出泥沙信息“控制-傳遞-影響-反饋-再控制”作用機制,提出泥沙四級控制模式及策略。建立黃河泥沙控制鏈和控制網,明確了泥沙治理基本路線和實現途徑。構建泥沙總控、分級調控、信息反饋、系統評估控制模型,集成水沙運動模型體系,識別出泥沙控制系統的主控要素,明確調控思路、調控措施和工程布局,實現泥沙治理的總體控制和最優控制。
淤地壩是黃土高原水土流失治理最直接有效的措施,現行淤地壩為均質土壩,易漫頂潰決,常誘發壩系連潰,導致黃土高原攔沙防線脆弱、“頭頂庫”防洪風險大等問題。黃河泥沙工程創新團隊首創“為淤地壩穿上‘防護衣’、滯洪庫容用于攔沙”的設計新理念,在防潰決新型壩工結構、黃土固化材料及施工裝備、小流域高含沙洪水設計方法等方面取得技術突破,發明了一種集新理論、新方法、新結構、新材料、新工藝于一身的防潰決多攔沙新型淤地壩,實現淤地壩漫頂不潰、壩系長期安全穩定,守牢了“頭頂庫”防洪安全底線。
03
深思水網西線新方案,研發隧洞掘進新設備
南水北調西線工程是國家水網建設的戰略性工程,工程規劃總調水量170億m3,原工程線路方案由于調水比例偏高、宗教移民矛盾難協調等問題,導致前期工作一度停滯。作為設計總工程師,張金良帶領團隊研發流域發展質量綜合評價技術,優選出西線新方案。全面研究了金沙江、雅礱江、大渡河等河流調水壩址、可調水量、工程布局、生態影響等問題,精選出數十組調水方案。構建流域發展質量綜合評價指標體系,研發流域發展質量、河流健康、生態環境、經濟社會發展指數模型,評價不同方案對河流-生態-經濟社會巨系統影響,優選出葉巴灘-兩河口-雙江口-洮河聯合自流方案,實現江河聯通、多源互濟、高水高用。
傳統TBM遭遇超硬巖時存在“破巖難、掘進慢、磨損高”三大世界級難題,長期制約交通、鐵路、水利等領域隧道工程建設進程。張金良團隊提出了“高壓水劈裂-部分圍壓解除-壓-剪-拉”破巖新機理,主持研制新型高效破巖TBM,為西線工程實施提供裝備儲備。原創“高壓水劈裂濺射-巖石部分圍壓解除-壓-剪-拉”TBM破巖新原理,成功研制首臺超高壓水刀-滾刀耦合高效破巖TBM,掘進效率提高30%以上,為西線工程實施提供了裝備儲備,實現由中國制造到中國創造的轉變。
04
開創生態治河新模式,謀劃黃河發展高質量
下游河道為“二級懸河”不利形態,漫灘洪水易直沖大堤,威脅灘區190萬人和堤外防洪保護區1.3億人的安全。張金良團隊創新提出“三灘分治”下游河道治理新方略,拓展了調水調沙調度空間。創建斷面形態重構等技術,提出“洪水分級設防、泥沙分區落淤、三灘分區治理”生態治理新方略,構建下游河道空間新格局,解決人水沙生矛盾。20多年調水調沙技術應用,下游全線沖刷,河底平均下降3.1m,徹底扭轉“千里懸河”堤防加高與河床抬高賽跑的被動局面。
張金良團隊積極謀劃黃河保護治理頂層設計,主持編制黃河流域生態保護和高質量發展水安全保障規劃,以實現“讓黃河成為造福人民的幸福河”為目標,提出了保障黃河長治久安、水資源節約集約利用等規劃布局和措施,為當前和今后一個時期指導黃河流域水安全保障提供了綱領性文件。相關成果已納入《黃河流域生態保護和高質量發展規劃綱要》。
來源?| 云上新野客戶端
編輯 | 董潔?紀曉琳
審核 |?閆 ? 亮
簽發 | 王 ? 銳
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