水库大坝智慧化改造需求迫切
“党中央国务院对病险水库除险加固始终高度重视”“必须用系统思维研究大坝安全中的不确定因素”“我国是世界上溃坝率最低的国家之一”“新发展阶段，坝工事业要牢牢守住大坝安全底线”……4月12日，中国大坝工程学会学术年会周在京开幕，期间，水库大坝安全相关话题引发热议。
作为调蓄水资源的重要基础设施，水库大坝在水旱灾害防御、水资源优化配置、江河生态保护治理等方面发挥着不可替代的作用。与会专家普遍认为，坝工事业发展到新阶段，要“牢牢守住安全底线”时刻不能放松。而智慧水利作为现阶段水利事业高质量发展最显著的标志，为水电工程建设与水库大坝安全管理提供了全新思路。
加固力度全球罕见 但溃坝风险仍不容忽视
相关数据显示，2021年我国在建水利工程投资规模超过1万亿元，重大工程累计开工149项，国家水网建设正有序推进。2021年是我国水电建设大年，新增装机2349万千瓦，成为史上水电装机增加最多的一年。白鹤滩、乌东德、两河口等一批巨型水电站大坝完工，相关电厂相继投产。
但与此同时，“去年汛期溃坝事件警醒我们，必须认真研究影响大坝安全的不确定因素。”中国大坝工程学会理事长矫勇表示，党中央国务院对病险水库除险加固始终高度重视，自河南“75·8”特大洪水灾害以来，持续的政策支持和投资力度全球罕见，推动我国成为首个对病险水库进行普遍加固的国家与全球溃坝率最低的国家之一。
水利部副部长刘伟平介绍，我国水库大坝具有“六多”的特点。一是总量多。我国现有9.8万座水库，是全球水库大坝最多的国家；二是小水库多。现有水库95%是小型水库；三是病险水库多。目前仍有1万余座病险水库待除险加固；四是土石坝多。据统计，我国92%的水库大坝是土石坝，而溃坝绝大多数正是土石坝；五是老旧坝多。80%水库大坝建于上世纪50年代至70年代；六是高坝多。200米以上的高坝，全球已建成77座，我国有20座，占26%，排第一位。全球目前在建的200米以上的高坝有22座，我国15座，占68%。
“固坝”关联因素诸多 系统思维不可少
不容忽视的是，虽然大坝总体安全，但因水库大坝下游人口密集，当前，我国仍是大坝单体溃坝后受到损害最大的国家。加之近年来极端暴雨洪水频发，给水库大坝安全带来严峻挑战。
例如去年汛期，内蒙古一座总库容约800万立方米的小i型水库和一座总库容约3800万立方米的中型水库，在一场强降雨过程中相继溃坝；河南省总库容近500万立方米的郭家嘴水库也出现漫坝险情。
“所幸预警、处置和转移及时，没有出现人员伤亡。但值得深思的是三座水库都在本世纪经过全面除险加固，且竣工验收，但都未经受住大自然的考验，需要认真反思。”矫勇坦言。
矫勇进一步指出，在江河上建设水库大坝是一项复杂工程，气候条件、水文过程、地质条件、勘测设计、施工质量控制、管理维护、调度运行等各环节不确定因素多，从而增加了水库大坝的安全风险。“因此，必须运用系统思维，尽可能全面考虑、研究影响水库大坝安全的各种因素及其相互关联，降低认知失误，排除安全隐患和风险。”
智慧水利提供新思路 数字孪生工程建设提速
当前，智慧水利已成新阶段水利高质量发展最显著的标志。数字孪生流域是智慧水利的核心和关键，数字孪生水利工程则是数字孪生流域的最重要组成部分。
“水利部已于今年2月印发了《数字孪生水利工程建设技术导则》。三峡、南水北调、小浪底、丹江口、岳城、尼尔基、万家寨、大藤峡等工程，都将先行建设具有预报、预警、预演、预案功能的数字孪生水利工程，有条件的水库大坝，都应加快推进数字孪生水利工程建设。”刘伟平指出。
智慧水利为水电工程建设提供了一套全新的管理思路。“通过将物联网、大数据、人工智能等前沿技术与工程质量、环保投资等业务深度融合，水电站正在努力建设成全生命周期的智能管理体系。”国电大渡河双江口工程建设管理相关负责人表示。
“科技创新是驱动坝工事业高质量发展的强大动力，也是保障大坝安全的有效手段。”刘伟平表示，坝工行业要继续加大新结构、新材料、新工艺、新方法的研究和创新，比如，加强采用新技术、新材料实现漫坝不溃、漫坝缓溃等实用技术研究，通过科技创新提高我国水库大坝的综合效益和抗御风险能力。
文章来源：中国能源报 记者：苏南
发布日期：2022年04月24日
