自古以来，水利工程建设都与国计民生紧密相连，随着现代技术的发展，十九大报告将坚持人与自然和谐共生纳入新时代坚持和发展中国特色社会主义的基本方略，更把水利摆在十九大基础设施建设之首。打造“民生水利、生态水利、资源水利、智慧水利、平安水利”，成为各地区水利建设的重点。我国很多科学工作者长期在水利战线默默耕耘，奉献聪明才智和心血，中国水利水电科学研究院教授级高级工程师杨开林就是其中的典型代表之一。
默默耕耘，探索创新
我国水资源时空分布极不平衡，随着我国城镇化进程的加快，以及生态环境的恶化，通过修建长距离调水工程，甚至跨地区、跨流域的调水工程解决城市和生态环境用水是一种必然趋势。
现代输水工程的特点是流量大、距离长，可达几十公里，甚至上千公里，其水力学条件复杂，存在发生管道泄漏、爆管、机组破坏、决堤、溢流等事故的危险。因此，为保证系统设计经济、运行安全和高效，迫切需要一门新的跨学科理论，作为分析和解决问题的工具。
要创新，就要耐得住寂寞和孤独，从基础研究做起，不浮躁，才能取得真正的成果。杨开林教授及其研究团队默默耕耘，探索创新，经过十几年的理论研究、模型试验及工程实践，系统地提出了现代调水工程的水力控制理论体系，揭示了有压无压转换、急流缓流过渡、气液两相流与冰水两相流复杂流动水力瞬变的主要机理和演变规律；提出了管网和渠网瞬变流建模的图论原理及数字仿真方法；发展了明渠和管道阻力系数及闸阀特性等关键参数的动态系统辨识理论和不确定度分析方法；提出了基于自适应模糊神经网络的冰情预报方法、变速泵前池水位的自动调节数学模型及控制参数整定方法、管道泄流检测的全频域方法等。研究成果《现代调水工程水力控制理论及关键技术研究》获水利部2010年度大禹水利科学技术一等奖，《长距离输水工程水力控制理论与关键技术》获2016年度国家科技进步二等奖。研究成果已在南水北调、山西省万家寨引黄入晋工程、广东省东江－深圳供水工程、吉林省引松供水工程等得到应用。
不畏艰险，探索冰情预报及灾害预防新技术
近年来，每到4月，黑龙江冰情严重江段都会实施防凌冰下爆破，场面壮观，激起千米“冰瀑”，在业界反响巨大。而这一项目的技术负责人正是杨开林教授。
黑龙江是中国和俄罗斯的界河，黑龙江省便是以该江命名。那里气候寒冷，最低气温在–50°C以下，冰盖厚度超过1m，每年4月份左右，开江时就可能发生严重的冰坝洪水。俄罗斯希望与中国合作，共同预防冰凌洪水的发生。
杨开林教授主持的水利部专项研究“黑龙江冰情预报及灾害防治研究”始于2014年，做好黑龙江防凌减灾的必要充分条件是：做好顶层设计，即长期的系统规化，包括如何进行冰情观测站布点；开发先进实用的冰情观测技术和预报方法；采取积极主动的防凌减灾措施，例如开江前在黑龙江一些冰坝易发江段实施冰下爆破，人为地让冰盖提前融化，以避免开江时发生冰坝洪水，保证江岸居民的生命财产安全。
针对黑龙江封冻期长、冰塞厚度大、开河过程剧烈的特点，杨开林教授课题组开发出以100MHz和1500MHz雷达为基础的冰水情一体化双频雷达测量系统，该双频雷达测量系统不仅测量精度高，而且测量效率高，利用该系统一天8h可获得10km以上冰厚和水深（河床）的纵向和横向分布。同时，研发了用于定点冰情测量的冰雪情自动检测成套系统，用于冰厚、雪厚、温度、风速、风向、太阳辐射等参数的测量，包括：R-T（电阻-温度梯度）冰情自动检测系统，利用空气、冰与水物理特性差异实现冰盖和雪层厚度变化的连续测量，测量数据可通过GPRS模块实时发送到远程采集系统；温度梯度式冰情自动检测系统，用于测量空气、冰盖和水体的温度梯度变化；积雪深度自动检测系统，用于测量影响冰情发展的降雪过程；风速及太阳辐射自动气象观测系统，测量影响冰块运动过程和厚度变化的风速和太阳辐射；GPRS河道定点冰凌图像遥测系统，用于自动获取河道冰面的静态图像，进行短时冰凌图像录制，采集的视频和图像数据可实时传输到采集系统。
在黑龙江上实施冰下爆破是一项复杂的系统工程，首先是爆破时间和地点的选择，然后是爆破江段爆破点的布置，炸药类型和用药量的优化，以及爆破队伍的组织与协调。同时，冰上作业，不仅艰苦，而且充满危险，常常面临意外滑到，甚至发生冰盖垮塌身陷冰窟窿的危险。为了改善黑龙江关键江段冰下爆破防冰坝洪水的效果，自2014年以来，每年的4月上旬，杨开林教授与课题组成员都要在江上顶风冒雪作业，利用先进的测量仪器测量冰盖厚度和水深分布，为爆破江段、爆破点的布置和用药量选择提供科学依据。在黑龙江水利厅、省防汛抗旱保障中心和水文局及相关市县水利部门的支持下，冰下爆破防冰坝洪水的效果显著，自实施以来没有再发生严重的冰坝现象。
不断进取，开发新能源利用和水力控制的新技术
新能源的开发和输水系统的安全运行，不仅需要理论支撑，而且需要开发新的设备和装置。
近年来，杨开林教授与研究团队一起发明了两种海洋波浪能和超低水头能源利用的设备：环保型消音水锤泵和水能-气动空气涡轮机。环保型消音水锤泵是一种自动抽水机械，利用流水的动力使两个止回阀周期性地自动交替启闭产生的水锤效应将低水头能转换为高水头能，不用油不用电，水能利用效率最高可达75%以上，目前世界最大的环保型消音水锤泵站已经在云南省大理市剑川县马登镇建成并投入运行。水能-气动发电是一门新兴的高效利用超低水头和海洋波浪能的新技术，首先将水能转换为气能，然后利用涡轮机把气能转化为旋转机械能以实现发电。目前，水能-气动空气涡轮机技术正在完善定型。
杨开林教授长期从事输水工程安全运行的水力控制研究，非常了解现有各种水力控制装置和设备的性能特点，发明了液位控制双向自补水阀控调压室与无能耗自补气压力罐的方法及装置。液位控制双向自补水阀控调压室的结构特点包括：调压室的高度、容积与承担类似防输水管道负压的单向调压室完全相同；但是，在输水管道发生正水击时，容许输水管道通过所述自动补水阀向调压室补水并消减输水管道水压的升高，当调压室水位升高到指定临界值时，自动补水阀开始缓慢关闭，直到调压室水位达到正常运行设计水位时才完全关闭。无能耗自补气压力罐的工作原理：在机组事故断电情况下，一旦通气管底部压力小于大气压，则真空破坏阀立刻向罐内补气，压力罐就像双向调压室一样给输水管道补水，以消减水压的下降速度，防止管道发生液柱分离现象，同时空气上浮在压力罐顶部形成气室；然后随着输水管道水压的升高，罐内水位上升，当通气管底端压力超过大气压时，则真空破坏阀迅速关闭不排气，最后，随着管道水压的升高或下降，气室压缩或膨胀，以消减水击危害。与传统单向调压井和气囊式压力罐比较，水力控制设备具有投资少、可靠性高、水击防护性能好的优点。
从世界范围来看，近几十年来，美欧等发达国家和地区很少修建水利工程，我国已经是世界上建设水利工程实战经验最为丰富的国家，在科学技术水平上已经达到了国际先进水平。现有的工程设计中不仅融入了现代先进的设计理论和传统的可取经验，还采用了很多国际上高端的通信和自动控制技术，这充分展示了我国水利工程的先进性及在世界上的领先地位。我们相信，在我国有许多像杨开林教授一样的水利科学工作者正在默默奉献，中国的水利事业必将迎来更加辉煌的明天！
