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水库大坝安全保障关键技术研究与应用
日期:2017年04月18日 15:04:55点击数:字号:【

我国现有各类水库9.8万座,在保障国家水安全中具有不可替代的作用。多数大坝建于上世纪50-70年代,安全问题突出。1950年以来,已溃决大坝3500余座,损失巨大。2000年以来我国实施的病险水库除险加固效果显著,但溃坝仍时有发生,大坝安全风险管理相对薄弱。

为此,意甲被万博赞助、中国水利水电科学研究院等10家单位依托“十一五”国家科技支撑计划项目“水库大坝安全保障技术研究(2006BAC14B00)”和国家重点自然科学基金和国际科技合作项目等,围绕水库大坝安全保障关键技术,针对溃坝与洪水、大坝风险、除险决策、应急对策四大科学问题,历时10余年开展攻关研究。

一、主要创新成果

本项目取得的系列创新成果,与国内外同类技术比较,在多项技术指标和理论方法上有重大突破,填补了国内空白。

1、溃坝试验与模拟技术

创建了国内外试验坝高最高的实体溃坝实验场,坝高9.7m(国外最高6.0m),研发了实体溃坝试验多要素动态精细测量系统。发现了土石坝溃决过程中的新现象,获得了土石坝溃决过程的新认识,揭示了土石坝溃决“剪剥式”冲蚀、“双螺旋流”淘刷、溃口边坡间歇性失稳坍塌的新机理;建立了土石坝漫顶溃决模型相似准则和溃口发展预测方法。完善和丰富了溃坝理论和模拟方法。

2、大坝基础数据库及数据挖掘技术

首次研发建设了全系列、全要素全国水库大坝基础数据库;建立了水库大坝信息采集技术标准;系统挖掘了病险水库成因及演变机理,建立了大坝老化评估模型和评估指标体系;揭示了我国溃坝事件时空特征和规律,构建了多参数溃坝特征统计模型。

3、大坝风险管理技术

首次构建了个人风险承受能力概化模型,建立了中国水库大坝风险标准体系,编制了《水库大坝风险等级划分标准》、《水库大坝风险评估导则》;创建了病险水库除险加固“优先排序-关联决策-方案优化-效果量化评价”全过程决策方法和评价模型;提出了水库降等与报废判别准则,建立了水库报废拆坝生态环境影响与修复网络层次分析模型,编制了《水库降等与报废标准》。

4、大坝安全监测与预警技术

提出了大坝隐患典型图谱及数据解析新方法;研发了大坝安全监测数据可靠性识别和安全预测新模型,以及基于人工智能技术的大坝安全综合分析推理系统;首次提出了水库大坝突发事件预警等级划分标准,建立了水库大坝突发事件预警指标体系。

二、学术产出和第三方评价

本项目学术产出丰硕,共获得专利技术22项(发明专利11项、实用新型专利11项),编制行业标准和规范性文件24项,出版专(译)著14部,发表论文315篇(SCI检索43篇、EI检索87篇),研制软件系统17套,2014年通过水利部组织的鉴定,结论为:“项目研究成果整体达到国际领先水平”,成果荣获2015年度国家科学技术进步一等奖和2014年度大禹水利科学技术唯一特等奖。

通过项目研究,主要完成人员1人入选中国工程院院士,多人入选“百千万人才工程”国家级人选、水利部5151人才工程部级人选、水利部青年科技英才、江苏省“333高层次人才培养工程”人选等,培养硕、博士研究生100余人,建设了水库大坝安全保障技术自主创新研究基地。

三、应用推广和综合效益

成果已成功应用于小浪底、小湾、丹江口、丰满等50余座大型水库,在全国病险水库除险加固、水利普查、水库突发事件应急处置中发挥了重要作用,推动了行业科技进步。本项目成果受到世界银行、瑞士能源署、荷兰皇家工程院等,国家防办、水利部、国家能源局等,地方水行政主管部门,设计单位,水库运行管理单位等高度评价。项目成果可推广应用于我国近10万座水库大坝安全管理,推广应用前景极为广阔。 

成果主要服务于全国水库大坝安全行业管理与实践,安全效益、社会效益、经济效益和生态环境效益巨大。项目成果应用于全国水库大坝除险加固工程,仅2012-2014年创造经济效益约134亿元。社会效益更加显著,可使全国溃坝概率大幅度降低,且基本无溃坝生命损失。

 

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