“目前，我國水庫大壩的質量與安全總體上是過硬的，尤其經過大規(guī)模病險水庫除險加固，我國已進入世界低潰壩率國家行列。”中國大壩工程學會理事長矯勇5月10日在第七屆水庫大壩新技術推廣研討會上表示。

智慧為大壩筑起安全屏障

我國進入世界低潰壩國家行列與我國智慧化大壩建設技術的應用密不可分，大數(shù)據、云計算等智慧技術為大壩筑起一道安全屏障，保障了水庫大壩全生命周期安全可靠。

以國電大渡河流域水電開發(fā)有限公司為例，目前，已建立含地震等環(huán)境影響因素在內的9大類19614個庫壩運行風險測點，制定風險度量標準;全流域自建105個水情遙測站點，融合國家氣象中心、美國國家環(huán)境預報中心、歐洲中期天氣預報中心等外部氣象數(shù)據，形成水情氣象的大數(shù)據覆蓋。

國電大渡河流域水電開發(fā)有限公司總經理涂揚舉表示，大渡河流域庫壩安全風險預測預警難、流域防洪安全與電站群經濟運行矛盾突出、多類型發(fā)電機組族群健康狀態(tài)難以預測，而通過推進互通化建設，打造數(shù)據“大感知”體系，如今已構建成流域集中統(tǒng)一的大數(shù)據中心，數(shù)據“大存儲”平臺涵蓋9座大型水電站。

壩工界雖然在糯扎渡、溪洛渡等工程上已開始運用智慧建壩技術，但整個壩工行業(yè)在新一代信息技術應用方面還處于起步階段。比如，對于98000多座水庫大壩全面感知能力明顯不足，絕大多數(shù)中小水庫缺少監(jiān)測數(shù)據，更談不上互聯(lián)互通和數(shù)據共享。

據了解，水庫大壩具有很長的生命周期，從勘測設計、工程建設到運行管理，面臨著對自然對象認知不足的風險、工程建造質量隱患的風險、工程運行中地震、氣象等自然災害的風險、工程調度中人為失誤的風險等等。“消除或降低這些風險，不僅要通過新技術新工藝新方法解決各類工程難題，還要通過數(shù)字化、物聯(lián)網、人工智能等技術全面感知筑壩質量和大壩運行情況，通過大數(shù)據、云計算等技術系統(tǒng)分析大壩可能存在的質量安全隱患、氣象水文安全隱患、抗震安全隱患、運行調度安全隱患等。”矯勇說。

諸多建設環(huán)節(jié)有待加強

雖然我國通過大力發(fā)展智慧化大壩建造和管理技術，提高了水庫大壩的自身安全和綜合服務功能，也提升了壩工事業(yè)的現(xiàn)代化水平。但是，從高質量發(fā)展的要求出發(fā)，還需清醒認識到水庫大壩建設管理還有不少薄弱環(huán)節(jié)。

矯勇表示，從勘測設計的角度講，設計的理論基礎還有待完善。水庫大壩一般都建設在自然河谷中，一個基本的問題是人工結構的大壩與自然巖體結構的變形協(xié)調性。當前設計手段已經十分強大，但設計理論仍然存有缺陷。計算上可以解決變形和滲漏的相似性問題，即計算變形與實際變形十分相近，但還不能完全解決準確性問題。

從水庫大壩建設工況角度講，面臨的局面越來越復雜。隨著水利水電建設重心的西移，水庫大壩建設將面臨高海拔、高寒、高地震烈度、高邊坡、深厚覆蓋層等一系列復雜條件。“尤其對200米級以上的超高壩，強震的不可預測性、高邊坡處理技術的可靠性和耐久性、高寒地區(qū)建筑材料力學性質的穩(wěn)定性、深厚覆蓋層的基礎處理技術等，都帶有一定的不確定性。無論對勘測設計還是建設運行，都是嚴峻的挑戰(zhàn)，而這挑戰(zhàn)將伴隨水庫大壩的全生命周期。” 矯勇表示。

從工程的運行管理角度講，運行過程的氣象水文風險依然存在。我國水庫老壩多、土壩多，若遇漫壩的洪水條件，潰壩風險極大，上世紀淮河流域75.8大水中板橋、石漫灘水庫潰壩事件，均是因庫容不足漫壩引起。我國水庫中，調蓄能力強大的多年調節(jié)水庫僅占16.5%，年調節(jié)水庫占到63.4%，還有20.1%為季調節(jié)以下的水庫，尤其是調蓄能力不強的水庫大壩多為老壩和土壩，在氣候變化導致極端氣象事件增加的情況下，水庫生命周期中難免遇到超標準洪水，漫壩乃至潰壩的風險依然存在，2013年四川大水中涪江流域13座水庫發(fā)生漫壩險情，其中4座潰壩即是典型案例。

針對目前水庫大壩面臨的問題，矯勇建議，以創(chuàng)新為動力促進水庫大壩高質量發(fā)展。

一是解決水庫大壩全壽命周期中遇到的挑戰(zhàn)，消除或減輕各類安全隱患，壩工行業(yè)要在創(chuàng)新上下功夫。

二是解決點多面廣量大的水庫安全運行要靠創(chuàng)新。我國河流多、水庫尤其是中小水庫多，大量的小型水庫管理權限在鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級，專業(yè)力量薄弱。要加強管理體制創(chuàng)新，通過類似物業(yè)托管的方式，使大中型水庫管理單位及其他專業(yè)管理隊伍能夠實現(xiàn)對小型水庫的管理。

三是解決水庫大壩與江河生態(tài)系統(tǒng)和諧共生要靠創(chuàng)新。大力發(fā)展提升江河生態(tài)質量和穩(wěn)定性的新技術，通過不斷探索與實踐，建立系統(tǒng)成套的水庫大壩生態(tài)保護技術，助力水庫大壩與江河生態(tài)系統(tǒng)和諧共生。