认识更好的大坝丨保障水电站大坝安全运行|美国_新浪财经

9月24日-25日，中国大坝工程学会2024学术年会暨第五届大坝安全国际研讨会在湖北宜昌举办。大会主题为“建造安全韧性绿色的国家水网之结”，其中“大坝安全运行”是大会的核心议题之一。围绕保障水电站大坝安全稳定运行，院士、专家们纷纷建言献策。

施工质量是影响大坝安全的关键

在水利水电工程全生命周期视角下，大坝安全运行的前提是高质量完成施工建设。

中国大坝工程学会常务理事、三峡大学学术委员会主任李建林表示，大坝在建设过程中会涉及大量的岩体开挖，形成系列的高陡边坡、地下洞室和大坝基础等复杂的岩体工程。由于工程岩体赋存环境复杂，开挖岩体工程的安全稳定和变形控制成为制约工程建设与运营安全的关键难题。对此，李建林团队聚焦工程岩体开挖卸荷效应这一难题，系统地开展了设备研制、试验研究、理论分析和方法构建，提出了基于地应力释放和控制的开挖卸荷岩体变形控制方法，构建了考虑开挖卸荷效应的岩体工程全生命周期安全评价体系。

▲中国大坝工程学会常务理事、三峡大学学术委员会主任李建林发言本文摄影：陈臣

三峡集团水工混凝土工程技术研究室主任李文伟认为，大坝和泄洪洞是水电站两大主要建筑物，高质量建设是安全运行的根本。混凝土作为大坝和泄洪洞的主要建设材料，其抗裂耐久、抗冲耐磨是保障大坝和泄洪洞安全建设和运行的关键。

▲三峡集团水工混凝土工程技术研究室主任李文伟发言

李文伟团队在多年工程建设实践中形成了3项关键技术——200米级重力坝高耐久保障关键技术、300米级特高拱坝高抗裂保障关键技术、50米/秒级高流速巨型泄洪洞高抗冲耐磨保障关键技术。他表示，这3项关键技术，攻克了三峡、向家坝、溪洛渡、白鹤滩、乌东德等5座巨型水电站的世界难题，实现了大坝高耐久和特高拱坝全坝无裂缝的两次里程碑式的跨越，实现了巨型泄洪洞无裂无缺的重大突破。

库坝安全监测要协同地质、工程、力学三个视角

中国是世界上高坝大库最多的国家。目前，全球的高坝大库建设共同面临着在复杂、极端条件下库坝服役的性能和安全问题。

中国工程院院士、南昌大学教授周创兵表示，由于岩体结构的复杂性，库坝安全运行50%以上的风险来自于地下，因此，需要建立渗流场、温度场之间的耦合模型。这涉及岩块尺度、岩体尺度、裂缝面尺度等多尺度建模的问题。

▲中国工程院院士、南昌大学教授周创兵发言

周创兵认为，对岩体长期的稳定性演化和安全控制做出恰如其分的评价和监测预警，需要建立天空地一体化的监测体系。目前，库坝系统监测技术还无法满足对地下岩体大范围、高精度、智能化监测要求。因此，未来开发出针对性强、实用性好、精度高的监测体系十分重要。周创兵还表示，对库坝安全的研究，既要有地质视角、工程视角，还要有力学视角，三个视角要协同，不能偏废。

要实现全流域、变时空、多功能的水工程联合调度

我国高坝大库的建设规模非常巨大：100米以上的高坝有223座，在全球占比近1/4；200米以上的特高坝23座，占比1/3；250米以上的特高坝10座，占比近1/2。

中国工程院院士、国家大坝安全工程技术研究中心主任钮新强认为，我国迫切需要构建全流域、变时空、多功能的水工程联合调度格局。在理论方面，一要开展水文循环时空变异、流域水资源系统辨识、多目标协同竞争、多维目标时空演化调度基础理论研究；二要对流域防洪、水资源、水生态等多目标融合和协同互馈的调度关系进一步探索。

▲中国工程院院士、国家大坝安全工程技术研究中心主任钮新强发言

钮新强表示，在实操方面，要推进或者深化以水工程联合智能调度专业模型为核心支撑的数字孪生流域的平台建设。其中，最关键的是调度模型的突破。现在水工程联合调度是以水库为主体，目标是水库群，但是这个模型没有包括下游分蓄洪期的容量。他认为，真正的全面科学调度既要考虑上游的水库群，也要考虑中下游分蓄洪区的流量，要进行联合调度，才能实现合理决策。

开展广泛合作和安全教育培训很有必要

全球范围内，很多水电大坝陆续“老化”，甚至达到设计寿命。

对此，国际大坝委员会副主席、美国大坝委员会原副主席迪恩·杜基（Durkee Dean）分析了美国大坝安全管理的现状和挑战，认为监管标准和科技水平的不足会导致“老龄”大坝存在较大的安全风险，这需要负责管理大坝的各方通力合作，加大资金投入，提升监管标准，更新科创水平，实现大坝安全可持续发展。