水庫大壩智慧化改造需求迫切
“黨中央(yang)國(guo)(guo)務院對病險水庫(ku)除險加固始(shi)終高度重視”“必須(xu)用系統思維研究大(da)壩安(an)全(quan)(quan)中的不確定因素”“我國(guo)(guo)是世界上潰壩率最低的國(guo)(guo)家之一(yi)”“新發展(zhan)階段，壩工事業要牢牢守住大(da)壩安(an)全(quan)(quan)底線(xian)”……4月12日，中國(guo)(guo)大(da)壩工程學(xue)會學(xue)術(shu)年會周在京開(kai)幕，期間(jian)，水庫(ku)大(da)壩安(an)全(quan)(quan)相關(guan)話題引發熱議。
作(zuo)為(wei)調蓄水(shui)(shui)資源(yuan)的(de)(de)重要(yao)基礎設施，水(shui)(shui)庫大壩(ba)在水(shui)(shui)旱災害防御、水(shui)(shui)資源(yuan)優化配置、江河生態(tai)保護治理等方面發(fa)揮著(zhu)不(bu)可替(ti)代(dai)的(de)(de)作(zuo)用。與會專家普遍(bian)認為(wei)，壩(ba)工(gong)事業(ye)發(fa)展到新(xin)(xin)階段，要(yao)“牢(lao)牢(lao)守(shou)住(zhu)安(an)全(quan)底(di)線”時刻(ke)不(bu)能放松。而智慧水(shui)(shui)利(li)作(zuo)為(wei)現(xian)階段水(shui)(shui)利(li)事業(ye)高質量(liang)發(fa)展最(zui)顯著(zhu)的(de)(de)標志(zhi)，為(wei)水(shui)(shui)電工(gong)程(cheng)建(jian)設與水(shui)(shui)庫大壩(ba)安(an)全(quan)管理提供了(le)全(quan)新(xin)(xin)思路。
加固力度全球罕見 但潰壩風險仍不容忽視
相關數據顯示，2021年我國在建(jian)水利工程投(tou)資(zi)規模超(chao)過1萬億元，重大工程累計(ji)開工149項，國家水網(wang)建(jian)設正(zheng)有序推(tui)進(jin)。2021年是我國水電建(jian)設大年，新增裝(zhuang)(zhuang)機2349萬千瓦(wa)，成為(wei)史上水電裝(zhuang)(zhuang)機增加最多的一(yi)(yi)年。白鶴(he)灘、烏東(dong)德、兩河口等(deng)一(yi)(yi)批巨(ju)型(xing)水電站大壩完工，相關電廠相繼投(tou)產。
但與此同時(shi)，“去(qu)年(nian)汛期潰壩事件警醒我(wo)們，必須認(ren)真研究影(ying)響(xiang)大(da)壩安全(quan)的不確定(ding)因素(su)。”中國(guo)大(da)壩工程(cheng)學會理(li)事長矯(jiao)勇表示，黨中央國(guo)務院對病(bing)險(xian)水(shui)庫除(chu)險(xian)加固(gu)(gu)始終(zhong)高(gao)度(du)重視，自河(he)南“75·8”特(te)大(da)洪(hong)水(shui)災害以(yi)來，持續的政策支持和投(tou)資力度(du)全(quan)球(qiu)罕見，推動我(wo)國(guo)成為首個對病(bing)險(xian)水(shui)庫進行(xing)普遍加固(gu)(gu)的國(guo)家與全(quan)球(qiu)潰壩率最低的國(guo)家之(zhi)一(yi)。
水(shui)利部副部長(chang)劉偉(wei)平(ping)介紹，我(wo)國(guo)水(shui)庫(ku)(ku)大壩(ba)具有(you)(you)“六多”的特點。一是(shi)(shi)總量多。我(wo)國(guo)現(xian)有(you)(you)9.8萬座(zuo)水(shui)庫(ku)(ku)，是(shi)(shi)全球(qiu)水(shui)庫(ku)(ku)大壩(ba)最多的國(guo)家(jia)；二是(shi)(shi)小(xiao)水(shui)庫(ku)(ku)多。現(xian)有(you)(you)水(shui)庫(ku)(ku)95%是(shi)(shi)小(xiao)型水(shui)庫(ku)(ku)；三(san)是(shi)(shi)病(bing)險水(shui)庫(ku)(ku)多。目前仍(reng)有(you)(you)1萬余(yu)座(zuo)病(bing)險水(shui)庫(ku)(ku)待除(chu)險加固；四是(shi)(shi)土石壩(ba)多。據統計，我(wo)國(guo)92%的水(shui)庫(ku)(ku)大壩(ba)是(shi)(shi)土石壩(ba)，而潰壩(ba)絕大多數正是(shi)(shi)土石壩(ba)；五是(shi)(shi)老舊壩(ba)多。80%水(shui)庫(ku)(ku)大壩(ba)建于上(shang)世紀50年代(dai)至70年代(dai)；六是(shi)(shi)高(gao)壩(ba)多。200米以上(shang)的高(gao)壩(ba)，全球(qiu)已建成77座(zuo)，我(wo)國(guo)有(you)(you)20座(zuo)，占26%，排第一位(wei)。全球(qiu)目前在(zai)建的200米以上(shang)的高(gao)壩(ba)有(you)(you)22座(zuo)，我(wo)國(guo)15座(zuo)，占68%。
“固壩”關聯因素諸多 系統思維不可少
不容忽(hu)視的(de)是(shi)，雖然(ran)大(da)壩(ba)(ba)(ba)總體(ti)安全(quan)，但(dan)因水(shui)(shui)庫(ku)大(da)壩(ba)(ba)(ba)下游人(ren)口密集，當前，我(wo)國仍是(shi)大(da)壩(ba)(ba)(ba)單體(ti)潰(kui)壩(ba)(ba)(ba)后(hou)受到損害(hai)最大(da)的(de)國家。加之近(jin)年來(lai)極(ji)端暴雨洪水(shui)(shui)頻發，給水(shui)(shui)庫(ku)大(da)壩(ba)(ba)(ba)安全(quan)帶來(lai)嚴(yan)峻挑戰。
例如去年汛期，內蒙古一座(zuo)總庫(ku)容(rong)約800萬(wan)立(li)(li)方(fang)米的小I型水(shui)庫(ku)和一座(zuo)總庫(ku)容(rong)約3800萬(wan)立(li)(li)方(fang)米的中型水(shui)庫(ku)，在一場強降雨(yu)過(guo)程中相(xiang)繼(ji)潰壩(ba)(ba)；河(he)南省(sheng)總庫(ku)容(rong)近500萬(wan)立(li)(li)方(fang)米的郭家嘴水(shui)庫(ku)也出現(xian)漫(man)壩(ba)(ba)險情。
“所幸預警、處(chu)置(zhi)和轉移及時，沒有出現人員傷亡。但(dan)值得深思的(de)是(shi)三座水庫都在本世(shi)紀經(jing)過全面除險加(jia)固，且(qie)竣工驗收，但(dan)都未經(jing)受住大自然的(de)考驗，需要認(ren)真反思。”矯勇(yong)坦言。
矯勇(yong)進一(yi)步(bu)指(zhi)出，在江河上(shang)建設(she)水(shui)(shui)庫(ku)大(da)壩(ba)是一(yi)項復(fu)雜(za)工(gong)程，氣候條件(jian)、水(shui)(shui)文過程、地質條件(jian)、勘測設(she)計、施工(gong)質量控制、管理維護、調度(du)運行等各環節不確定因(yin)(yin)素多，從而增(zeng)加了(le)水(shui)(shui)庫(ku)大(da)壩(ba)的(de)安(an)全風險。“因(yin)(yin)此，必須運用系統思(si)維，盡可能(neng)全面考慮、研究影響水(shui)(shui)庫(ku)大(da)壩(ba)安(an)全的(de)各種(zhong)因(yin)(yin)素及其相互(hu)關聯，降低認知(zhi)失誤，排除安(an)全隱患和風險。”
智慧水利提供新思路 數字孿生工程建設提速
當前，智慧(hui)水利(li)已成(cheng)新階段水利(li)高質量發展(zhan)最(zui)(zui)顯著的標志。數(shu)字孿(luan)生(sheng)流域是(shi)智慧(hui)水利(li)的核心和關鍵(jian)，數(shu)字孿(luan)生(sheng)水利(li)工程則是(shi)數(shu)字孿(luan)生(sheng)流域的最(zui)(zui)重(zhong)要(yao)組成(cheng)部(bu)分。
“水利(li)(li)部已(yi)于(yu)今年2月印(yin)發了《數(shu)字(zi)(zi)孿生(sheng)水利(li)(li)工(gong)程(cheng)建(jian)設(she)技術導則》。三(san)峽、南水北調(diao)、小浪底、丹江口、岳城、尼爾基、萬家寨、大(da)藤(teng)峽等工(gong)程(cheng)，都(dou)將(jiang)先行建(jian)設(she)具(ju)有(you)(you)預報、預警(jing)、預演、預案功(gong)能的數(shu)字(zi)(zi)孿生(sheng)水利(li)(li)工(gong)程(cheng)，有(you)(you)條件(jian)的水庫大(da)壩，都(dou)應(ying)加快推進數(shu)字(zi)(zi)孿生(sheng)水利(li)(li)工(gong)程(cheng)建(jian)設(she)。”劉偉(wei)平指出。
智慧水(shui)利為水(shui)電(dian)工(gong)程建(jian)設(she)提供了一套全(quan)新的(de)管(guan)理思路。“通過將物聯網、大(da)數據(ju)、人(ren)工(gong)智能(neng)等前沿技術(shu)與工(gong)程質量(liang)、環保投資(zi)等業務(wu)深度融合，水(shui)電(dian)站正在努力建(jian)設(she)成(cheng)全(quan)生命周期的(de)智能(neng)管(guan)理體系(xi)。”國電(dian)大(da)渡(du)河(he)雙江口工(gong)程建(jian)設(she)管(guan)理相關負責人(ren)表(biao)示(shi)。
“科技(ji)創新(xin)(xin)是(shi)驅動(dong)壩(ba)工事業高質量發展的(de)強大動(dong)力，也是(shi)保障大壩(ba)安全(quan)的(de)有效手段(duan)。”劉(liu)偉平表示，壩(ba)工行業要(yao)繼續加(jia)大新(xin)(xin)結構、新(xin)(xin)材(cai)料(liao)、新(xin)(xin)工藝、新(xin)(xin)方法(fa)的(de)研究和創新(xin)(xin)，比如，加(jia)強采用新(xin)(xin)技(ji)術、新(xin)(xin)材(cai)料(liao)實現漫壩(ba)不(bu)潰、漫壩(ba)緩潰等實用技(ji)術研究，通過科技(ji)創新(xin)(xin)提(ti)高我國(guo)水(shui)庫大壩(ba)的(de)綜合效益和抗(kang)御風險能力。
文(wen)章來源(yuan)：中國能源(yuan)報 記者：蘇南
發布日(ri)期：2022年04月24日(ri)
