自加速异重流基础研究领域重大突破 打破六十年理论悬案

自加速异重流基础研究领域重大突破 打破六十年理论悬案。近日，黄河水利科学研究院的“多沙水库多目标优化调控”水利人才创新团队与清华大学水利系傅旭东团队合作，联合国内外多方力量，在“自加速异重流”基础研究领域取得重大突破。这是全球首次从原型尺度上证实了困扰流体动力学界近60年的“自加速异重流”理论预言，打破了“自加速仅存在于陡坡或高速流体环境中”的传统认知，为全球水库减淤与深海灾害预防提供了关键预测工具和中国方案。

异重流是流体密度差驱动的水下重力流，也是河湖库区及深海长距离输送巨量泥沙的关键。早在20世纪60年代，流体学界就提出了理论预测：若有侵蚀性的异重流能冲刷河床，获取更多泥沙，其自重的增加会转化为更强的驱动力，进而形成“侵蚀—加速—更强侵蚀”的正反馈循环。如果这一理论被证实，意味着水库来的泥沙越多，对水库的冲刷就越强，清淤效果越好，从而大幅优化水库排沙工作。但这种暗流发生隐蔽、随机性强，还往往藏在深水底部，半个多世纪以来，全球科学家始终未能获得直接确凿的原位野外观测证据，相关研究也一直停留在实验室模拟和理论模型推算阶段。

为了验证这一理论，研究团队选择小浪底水库作为研究对象。该水库异重流频发、河床演变剧烈，成为研究水动力学规律的理想场所。2018年至2025年，研究团队在小浪底库区连续开展了多次高强度野外原型观测，构建起一套创新的“水—沙—床”耦合观测体系。通过这些观测，团队实现了日尺度的水库地形高精度测绘，完整收集了真实水域自加速异重流沿程的流速、含沙量变化及对应的河床演变数据，为揭示其动力学机制提供了坚实的数据支撑。