智能大壩技術(shù)標準體系構(gòu)建

Technical standards framework for smart dam

盛金保，李宏恩

（1.水利部大壩安全管理中心，210029，南京；2.水利部 交通運輸部 國家能源局南京水利科學研究院，210029，南京）

摘要：智能大壩建設是發(fā)展水利新質(zhì)生產(chǎn)力、推動水利高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵舉措，對提升大壩韌性、防范極端風險具有重要意義。然而現(xiàn)行水利技術(shù)標準體系主要面向傳統(tǒng)工程管理，在智能設計、建造、運維等環(huán)節(jié)存在明顯短板。系統(tǒng)分析了水庫大壩技術(shù)標準現(xiàn)狀：雖已形成覆蓋全生命周期的標準框架，但面向智能大壩“透徹感知—智能分析—自主饋控—自我學習”的核心技術(shù)，仍缺乏系統(tǒng)性支撐。基于智能大壩核心技術(shù)特征，從智能設計、智能建造、智能感知、智能預警、智能監(jiān)管5個方面梳理技術(shù)標準需求，提出構(gòu)建基礎共性標準、關(guān)鍵技術(shù)標準、應用場景標準3層標準體系。為推動智能大壩技術(shù)標準體系建設及推廣，建議從5個方面開展工作：加強頂層設計，制定“急用先行”標準；依托試點工程強化示范引領；健全資源投入與動態(tài)評估機制；深化科技創(chuàng)新與標準協(xié)同；創(chuàng)新標準宣貫模式。

關(guān)鍵詞：智能大壩；技術(shù)標準；需求分析；建設路徑

作者簡介：盛金保，正高級工程師，主要從事大壩安全與風險評估工作。

DOI：10.3969/j.issn.1000-1123.2025.16.010

水庫大壩是國家水安全的基石，是水利基礎設施的重要組成部分，在保障防洪安全、供水安全、糧食安全、能源安全、生態(tài)安全中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。加快推進智能大壩建設是水利高質(zhì)量發(fā)展的迫切需要，是發(fā)展水利新質(zhì)生產(chǎn)力的重要標志，也是實現(xiàn)水利現(xiàn)代化的關(guān)鍵舉措。新一代信息技術(shù)的階躍式發(fā)展為水庫大壩安全管理數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化變革提供了重要契機，開展智能大壩建設和對已建大壩開展智能化改造是提升水庫大壩工程韌性、有效防范各類極端事件風險的重要路徑，智能大壩建設已逐步成為壩工技術(shù)進步的制高點、未來水庫大壩安全管理的新范式及高質(zhì)量發(fā)展的新引擎，發(fā)展?jié)摿Υ?，應用前景廣。

根據(jù)《水利部辦公廳關(guān)于開展智能大壩建設試點工作的通知》（辦建設函〔2025〕117號），目前水利部已統(tǒng)籌安排12座工程開展智能大壩建設試點工作，以期通過試點建設形成內(nèi)容全面、功能完善、可推廣復制的智能大壩建設方案。智能大壩建設以有效提升大壩智能設計、智能建造、智能運維水平為目標，通過水庫大壩應用場景創(chuàng)新推動新技術(shù)迭代升級，有效推動水利工程建設管理提質(zhì)增效，助力更多創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化為新質(zhì)生產(chǎn)力，為水利高質(zhì)量發(fā)展注入強勁動力，為保障我國水安全提供有力支撐。

標準是經(jīng)濟活動和社會發(fā)展的技術(shù)支撐，標準化在國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化建設中發(fā)揮著重要作用。隨著我國智慧城市、智能電網(wǎng)、智能交通、智能醫(yī)療等領域的快速發(fā)展，各行業(yè)漸趨完善的技術(shù)標準體系為支撐相關(guān)產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展奠定了堅實基礎。技術(shù)標準也是推動智能大壩建設與傳統(tǒng)大壩智能化改造工作的重要支撐，是引導智能大壩規(guī)模化應用和技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)集群有序發(fā)展的關(guān)鍵基礎，為充分發(fā)揮技術(shù)標準的導向性、引領性、推動性、基礎性作用，以構(gòu)建面向發(fā)展水利新質(zhì)生產(chǎn)力的技術(shù)標準體系為目標，加強衛(wèi)星遙感、智能巡檢、無人機與水下機器人等新技術(shù)應用，在水利部修訂的《水利技術(shù)標準體系表》（水國科〔2024〕148號）中，將水利信息化、智能監(jiān)測、數(shù)字孿生水網(wǎng)建設等技術(shù)標準納入，但水利行業(yè)現(xiàn)有標準體系仍主要聚焦于傳統(tǒng)建設與運行管理模式，針對智能大壩建設涉及的關(guān)鍵技術(shù)標準尚存短板，科學、合理、可行的智能大壩建設與智能化改造技術(shù)標準體系亟待加速建立。

本文以建設智能大壩為總目標，以提升對空間基礎信息、安全監(jiān)測信息、服役環(huán)境信息等的全方位透徹感知和智能識別能力，提升數(shù)字賦能水平，提升隱患識別、智能診斷、預測預警能力為核心，在系統(tǒng)梳理水庫大壩建設與安全管理相關(guān)技術(shù)標準現(xiàn)狀基礎上，分析構(gòu)建智能大壩技術(shù)標準體系的必要性，通過梳理智能大壩建設中的水利技術(shù)標準需求，提出構(gòu)建能夠有效支撐智能大壩建設管理的現(xiàn)代化水庫運行管理法規(guī)制度技術(shù)標準體系的路徑與建議。

水庫大壩相關(guān)技術(shù)標準概況

在現(xiàn)行《水利技術(shù)標準體系表》（水國科〔2024〕148號）中，通過采用“專業(yè)門類+功能序列”的二維框架（15類專業(yè)門類、13項功能序列）對水利行業(yè)技術(shù)標準進行分類，共收錄644項標準，為指導標準動態(tài)制修訂、統(tǒng)籌全鏈條技術(shù)協(xié)同、支撐水安全與綠色發(fā)展、促進技術(shù)創(chuàng)新與國際接軌等提供系統(tǒng)性、前瞻性、約束性技術(shù)指導。對《水利技術(shù)標準體系表》（水國科〔2024〕148號）中水庫大壩相關(guān)標準進行統(tǒng)計，共計96項，涉及規(guī)劃設計、調(diào)度運用、安全管理、維修養(yǎng)護、數(shù)字孿生等多方面。相較于2021年版《水利技術(shù)標準體系表》，最新版中將數(shù)字孿生水利列為獨立的專業(yè)門類，并提出了面向水利全行業(yè)的70項技術(shù)標準，內(nèi)容包括數(shù)據(jù)分類與編碼、傳輸交換、數(shù)據(jù)存儲、水利網(wǎng)絡安全、信息系統(tǒng)建設與管理、數(shù)字孿生水利建設等方面。據(jù)統(tǒng)計，截至2025年8月，該70項標準中已頒20項、待修訂10項、征求意見階段15項、擬編25項。已頒標準包括《水利對象分類與編碼總則》（SL/T 213—2020）、《水利信息分類與編碼總則》（SL/T 701—2021）、《水利水電工程通信設計技術(shù)規(guī)范》（SL 517—2013）以及最新發(fā)布實施的《數(shù)字孿生水利數(shù)據(jù)底板地理空間數(shù)據(jù)規(guī)范》（SL/T 837—2025）等。水庫大壩相關(guān)部分代表性標準如表所示。

水庫大壩安全管理主要技術(shù)標準

從標準對水庫大壩全生命周期覆蓋情況看，我國水庫大壩標準體系已形成覆蓋規(guī)劃、設計、施工、運行、退役5個階段的全生命周期閉環(huán)管理。其中具有代表性的行業(yè)標準包括：工程規(guī)劃階段的《防洪標準》（GB 50201—2014）和《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL 252—2017）、設計階段的《碾壓式土石壩設計規(guī)范》（SL 274—2020）、竣工驗收階段的《水利水電建設工程驗收技術(shù)鑒定導則》（SL 670—2015）、運行維護階段的《土石壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（SL/T 551—2024）、退役階段的《水庫降等與報廢標準》（SL 605—2013），這些行業(yè)技術(shù)標準有力支撐了水庫大壩全生命周期安全管理。

從標準規(guī)范對象覆蓋情況看，針對土石壩、混凝土壩等傳統(tǒng)壩型建立了從設計施工到安全監(jiān)測的完整技術(shù)標準體系，如《混凝土拱壩設計規(guī)范》（SL 282—2018）、《混凝土重力壩設計規(guī)范》（SL 319—2018）、《混凝土壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（SL 601—2013）等；針對大壩附屬設施及關(guān)鍵建筑物均通過專項標準進行規(guī)范，如《溢洪道設計規(guī)范》（SL 253—2018）、《水工隧洞設計規(guī)范》（SL 279—2016）、《水電站廠房設計規(guī)范》（SL 266—2014）等；針對地下水庫工程等新型結(jié)構(gòu)，通過《地下水庫工程設計導則》（SL/T 838—2025）等填補了專項技術(shù)標準空白。

從標準技術(shù)功能覆蓋情況看，當前標準體系的功能序列分為通用、勘測、規(guī)劃、設計、施工與安裝、監(jiān)理、驗收、運行維護、質(zhì)量與評價、安全與監(jiān)督、監(jiān)測預報、材料與儀器設備、試驗與檢驗檢測等13個類別，基本覆蓋了大壩工程關(guān)鍵功能需求。以《水庫大壩安全評價導則》（SL 258—2017）為例，該標準于2000年發(fā)布，2017年進行了全面修訂，為全國水庫大壩安全鑒定工作有序開展和7萬余座水庫除險加固工作的科學決策提供了重要的標準支撐，獲得中國標準創(chuàng)新貢獻獎；《水庫大壩安全管理應急預案編制導則》（SL/Z 720—2015）、《水庫大壩風險等級劃分與評估導則》（SL/T 829—2024）等標準為推進我國水庫大壩從工程管理向風險管理轉(zhuǎn)變起到了重要的引導和推動作用。

通過分析可以看出，我國大壩安全相關(guān)技術(shù)標準為保障水庫大壩設計施工質(zhì)量和安全運行提供了堅實保障，完整的標準體系框架為進一步構(gòu)建智能大壩技術(shù)標準體系打下了良好基礎。然而《水利技術(shù)標準體系表》（水國科〔2024〕148號）雖已將數(shù)字孿生水利相關(guān)的70余項技術(shù)標準納入，但尚未形成面向智能大壩建設的完整體系框架，特別是面對智能大壩建設過程中提升大壩透徹感知、智能分析、自主饋控、自我學習能力的迫切需求，現(xiàn)有標準體系尚存短板，核心標準缺失，加快構(gòu)建系統(tǒng)完備、層級合理、技術(shù)先進的智能大壩建設技術(shù)標準體系仍任重道遠。

智能大壩建設技術(shù)標準需求分

1.智能大壩技術(shù)特征

智能大壩是以大壩工程物理實體賦存環(huán)境數(shù)字體為基礎，通過移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)，以及智能傳感器、衛(wèi)星遙感、高效算法、信息融合、自動控制等前沿技術(shù)與水庫大壩專業(yè)知識深度融合，基于數(shù)據(jù)—機理—知識三元驅(qū)動，以透徹感知、自主分析、自主饋控為基本運行模式，全面實現(xiàn)水庫大壩全生命周期安全與風險的智能感知—融合—診斷—預警—決策—防控的新型基礎設施。智能大壩的核心目標是保障大壩建設與運行管理安全底線并充分發(fā)揮工程效益，有效提升水庫大壩工程韌性。智能大壩建設“SMART”特征如圖所示。智能大壩具備智能感知、智能仿真、智能診斷、智能預報、智能預警、智能調(diào)度、智能饋控、智能維護、智能處置、智能管理等典型功能，其完整的功能體系涵蓋感知層、分析層、決策層、應用層4個層級。

智能大壩建設“SMART”特征

智能大壩功能體系層級

2.智能大壩建設進展與技術(shù)標準需求分析

利用新一代信息技術(shù)升級改造傳統(tǒng)水利基礎設施，促進水利新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展是當前國家和行業(yè)重點推進的工作任務。2023年5月印發(fā)的《國家水網(wǎng)建設規(guī)劃綱要》中明確要求，全面推動水網(wǎng)工程數(shù)字化智能化建設，提升調(diào)度管理智能化水平，打造全覆蓋、高精度、多維度、保安全的水網(wǎng)監(jiān)測體系。水利部也相繼印發(fā)《水利部關(guān)于加快構(gòu)建現(xiàn)代化水庫運行管理矩陣的指導意見》（水運管〔2023〕248號）、《關(guān)于推進水利工程建設數(shù)字孿生的指導意見》（水建設〔2024〕9號）、《水利部辦公廳關(guān)于開展智能大壩建設試點工作的通知》（辦建設函〔2025〕117號）等系列文件，以提升水利工程建設全要素、全過程的數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化管理能力。近年來，通過積極推進水利信息化、智慧水利、數(shù)字孿生水利建設等相關(guān)工作，在大壩智能建造、智能感知、智能預警、智能監(jiān)控等領域取得明顯進展，通過多種前沿技術(shù)在智能大壩建設與大壩智能化升級改造過程中的實踐應用，智能大壩建設技術(shù)標準體系構(gòu)建需求漸趨明晰，部分關(guān)鍵技術(shù)標準已具備編制發(fā)布條件。

（1）智能設計

水庫大壩建設規(guī)模擴大、地質(zhì)條件復雜化，亟須提高前期規(guī)劃設計智能化水平。智能設計以無感化數(shù)據(jù)采集為基礎、智能協(xié)同設計為核心，為實現(xiàn)“短周期、優(yōu)成本、高質(zhì)量”目標，需要在標準化建設方面取得突破。首先，需建立貫穿“數(shù)據(jù)采集—智能設計—仿真驗證”全流程的閉環(huán)協(xié)同標準，明確多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的采集精度、模塊化組裝接口規(guī)范及動態(tài)過程管控響應機制，保障設計方案的實時優(yōu)化與協(xié)同效率；其次，需統(tǒng)一數(shù)字孿生模型、BIM組件的數(shù)據(jù)格式及分析軟件接口協(xié)議等技術(shù)規(guī)范，打通數(shù)值分析、總裝集成等設計系統(tǒng)間的協(xié)同壁壘，實現(xiàn)技術(shù)模型互操作；再次，需制定融合“大數(shù)據(jù)推算、傳統(tǒng)計算、模擬仿真”三算一體的設計質(zhì)量驗證標準，規(guī)范算法閾值設定與結(jié)果交叉驗證邏輯，確保設計成果的科學性和可靠性；最后，需規(guī)范從設計到運維的全鏈條數(shù)據(jù)移交機制，建立模塊化設計成果的編碼規(guī)則與知識庫存儲標準，保障數(shù)字孿生模型及其核心數(shù)據(jù)在全生命周期的無縫延續(xù)和有效復用。

（2）智能建造

隨著大壩工程建設規(guī)模、壩址復雜程度、施工難度逐漸加大，數(shù)字化、信息化和智能化的工程建設管理需求日趨迫切，逐漸形成了“感知—分析—控制”閉環(huán)控制理論，通過實時監(jiān)測與仿真融合實現(xiàn)大壩性態(tài)動態(tài)調(diào)控，提升安全性與風險預控能力，融合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)構(gòu)建施工全過程可視化平臺，實現(xiàn)材料生產(chǎn)、澆筑振搗、灌漿等環(huán)節(jié)的智能質(zhì)量評估與動態(tài)決策支持，智能碾壓、振搗機械及溫控裝備集成環(huán)境感知與算法反饋實現(xiàn)了施工參數(shù)自動優(yōu)化，相關(guān)技術(shù)在烏東德、白鶴灘等工程中成功應用。基于大壩智能建造在理論閉環(huán)化、技術(shù)數(shù)字化、裝備智能化的工程實踐，其技術(shù)標準需求聚焦4個層面：在智能施工組織設計層面，需要制定“感知—分析—控制”閉環(huán)流程標準，明確數(shù)據(jù)采集精度、仿真模型閾值及控制響應延遲等關(guān)鍵指標，支撐實時性態(tài)調(diào)控；在技術(shù)裝備互通層面，需制定專門標準統(tǒng)一數(shù)字孿生模型深度、數(shù)據(jù)同步頻率及裝備通信協(xié)議，實現(xiàn)各類智能監(jiān)控系統(tǒng)與施工機械的互聯(lián)協(xié)同；在施工質(zhì)量控制層面，建立振搗壓實、溫控防裂等工藝參數(shù)的智能判定標準及集成至質(zhì)量評估系統(tǒng)的標準技術(shù)要求；在全生命周期數(shù)據(jù)管理層面，需要相關(guān)技術(shù)標準規(guī)范建設期至運維期的關(guān)鍵數(shù)據(jù)移交，構(gòu)建多源數(shù)據(jù)編碼規(guī)則與存儲機制，保障大壩建設期數(shù)字孿生模型在運維期的有效延續(xù)使用。

（3）智能感知

多源信息透徹感知是實現(xiàn)水庫大壩數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化運行管理的基礎。近年來水利部大力推進覆蓋水庫上下游、左右岸的“天空地水工”全天候動態(tài)監(jiān)控體系構(gòu)建，衛(wèi)星遙感、無人機、無人船、水下機器人等信息感知裝備得到廣泛實踐應用，窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）、5G等新一代物聯(lián)通信技術(shù)及智能感知、控制執(zhí)行和精準計量等設備應用加強，顯著提升了傳統(tǒng)安全監(jiān)測手段自動化、智能化水平。此外通過數(shù)字孿生建設，匯集工程基礎數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)、業(yè)務管理數(shù)據(jù)以及跨行業(yè)共享數(shù)據(jù)的水庫全要素信息數(shù)據(jù)底板不斷豐富完善?！稊?shù)字孿生水利數(shù)據(jù)底板地理空間數(shù)據(jù)規(guī)范》（SL/T 837—2025）、《水利重要數(shù)據(jù)安全保護要求》（SL/T 846—2025）、《數(shù)字孿生水利工程建設技術(shù)導則（試行）》等技術(shù)標準導則已相繼發(fā)布，《大壩安全智能監(jiān)測技術(shù)導則》等技術(shù)標準納入《水利技術(shù)標準體系表》（水國科〔2024〕148號），并已啟動編制。基于大壩智能感知技術(shù)實踐現(xiàn)狀，如何通過多維度、多層級的技術(shù)標準規(guī)范各類智能感知儀器設備應用仍需深入思考：在裝備性能層面，衛(wèi)星遙感、無人機、深潛設備等裝備的精度、環(huán)境適應性及安全防護等級都需要相關(guān)技術(shù)標準進行規(guī)范，以確保儀器裝備在復雜工況下的可靠感知；在通信與互聯(lián)協(xié)議層面，“天空地水工”多源異構(gòu)數(shù)據(jù)體系的傳輸協(xié)議、多端數(shù)據(jù)接口等問題需要專門技術(shù)標準進行統(tǒng)一；在監(jiān)測感知閾值確定方面，需要新增標準或?qū)σ延写髩伪O(jiān)測技術(shù)標準體系有序修訂，將各類新型感知儀器裝備的智能預警算法標準與傳統(tǒng)監(jiān)測感知手段協(xié)調(diào)融合。

（4）智能預警

在大壩多源信息透徹感知基礎上及時發(fā)現(xiàn)工程潛在的風險和異常情況，進一步預測并預警可能發(fā)生的險情，并實現(xiàn)風險智能預警，是智能大壩實現(xiàn)自主應急決策的關(guān)鍵路徑。通過構(gòu)建雨水情監(jiān)測預報“三道防線”，在數(shù)字孿生場景中接入并疊加展示雨量和洪水預報成果的功能不斷得到完善，融合工程全生命周期內(nèi)“天空地水工”全天候智能監(jiān)控系統(tǒng)匯集的全要素信息，大壩安全性態(tài)的數(shù)據(jù)-機理雙驅(qū)動智能融合及診斷方法與模型得到快速發(fā)展；通過構(gòu)建全過程、多情景模擬仿真預演體系，對預報場景進行前瞻預演，同時具備正向—反向—正向推演功能，為調(diào)度方案優(yōu)選、應急預案制定提供科學依據(jù)，數(shù)字化、矢量化、結(jié)構(gòu)化應急預案的研發(fā)為快速應急搶險調(diào)度動態(tài)模擬和迭代優(yōu)化提供了有效的決策支持。智能預警是保障工程安全運行的關(guān)鍵，其技術(shù)標準需求包括：在預報數(shù)據(jù)融合方面，衛(wèi)星遙感、雷達測雨等多源數(shù)據(jù)在數(shù)字孿生平臺的接入格式、空間精度及實時性均需規(guī)范，以確保洪水預報成果動態(tài)疊加展示的統(tǒng)一性；在智能診斷模型構(gòu)建方面，需明確大壩壩體安全性態(tài)的數(shù)據(jù)-機理雙驅(qū)動建模規(guī)則，并規(guī)范數(shù)值模擬（如水力-結(jié)構(gòu)耦合模型）與知識推理（如歷史險情案例庫）的交互接口，以支撐機理、數(shù)據(jù)、知識驅(qū)動預警；在仿真預演性能與數(shù)字化預案層面，洪水正反向推演模型的可靠性、多災種場景的覆蓋度、結(jié)構(gòu)化應急預案要素編碼及迭代優(yōu)化流程等均需要專門技術(shù)標準規(guī)范。

（5）智能監(jiān)管

通過透徹感知、智能分析及自主饋控實現(xiàn)大壩全生命周期智能監(jiān)控，基于大壩智能監(jiān)管平臺集成實時監(jiān)測、預警預報、智能決策及信息共享等功能，為智能防控突發(fā)事件大壩風險提供技術(shù)支撐是智能大壩建設的核心目標。通過持續(xù)推進全國大型和中小型水庫大壩安全監(jiān)測監(jiān)督平臺建設，大壩智能監(jiān)管模式不斷完善，通過建立信息分類標準及模型，如《水利數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)及標識符編制總則》（SL/T 478—2021）、《數(shù)字孿生水利數(shù)據(jù)底板地理空間數(shù)據(jù)規(guī)范》（SL/T 837—2025）等標準，實現(xiàn)監(jiān)管信息的標準化管理；建立全國水庫大壩安全信息采集上報與共享體系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、分析、應用和水庫大壩安全管理的規(guī)范化、精細化、智能化；在大壩安全智能監(jiān)管模式框架下，基于監(jiān)管異構(gòu)信息標準化成果，建立適用于不同階段、不同風險等級的大壩智能動態(tài)監(jiān)管方法。基于水庫大壩智能監(jiān)管工作實踐，其技術(shù)標準需求包括：在監(jiān)管數(shù)據(jù)治理方面，需要進一步完善大壩信息采集標識符相關(guān)標準，規(guī)范變形、滲流等異構(gòu)數(shù)據(jù)的字段定義、傳輸格式及存儲架構(gòu)；在平臺互聯(lián)與功能規(guī)范方面，監(jiān)督、預警、決策等子系統(tǒng)的接口協(xié)議、應急決策流程動態(tài)跟蹤、跨層級數(shù)據(jù)調(diào)閱權(quán)限等均需要專門技術(shù)標準進行規(guī)范引導；在責任追溯與安全閉環(huán)管理層面，監(jiān)管人員操作日志、聯(lián)動責任主體追溯機制、預警閉環(huán)處置管理流程體系等均需要專門技術(shù)標準進行規(guī)范。

3.智能大壩建設技術(shù)標準體系框架

通過分析智能大壩建設技術(shù)標準需求，全面支撐智能大壩建設管理的技術(shù)標準體系亟待加速建立。以建設智能大壩為總目標，提升對空間基礎信息、安全監(jiān)測信息、服役環(huán)境信息等全方位透徹感知和智能識別能力，大力提升數(shù)字賦能水平，以提升隱患識別、智能診斷、預測預警能力為核心，系統(tǒng)梳理水庫大壩建設與安全管理相關(guān)技術(shù)標準，從基礎共性標準、關(guān)鍵技術(shù)標準、應用場景標準3個層面構(gòu)建智能大壩建設技術(shù)標準體系框架，如圖所示。

智能大壩技術(shù)標準體系基本框架

基礎共性標準是智能大壩建設的通用規(guī)范，主要涵蓋術(shù)語定義、數(shù)據(jù)資源、通信與網(wǎng)絡、平臺與接口以及安全與隱私等方面，旨在解決數(shù)據(jù)互通、平臺集成和安全保障等基礎共性問題，避免標準不一、技術(shù)路線混亂的缺陷。具體包括統(tǒng)一智能大壩相關(guān)的術(shù)語定義，建立覆蓋數(shù)據(jù)全生命周期（編碼標識、采集、傳輸、存儲、共享交換及質(zhì)量要求）的資源管理規(guī)范以解決數(shù)據(jù)異構(gòu)性，明確通信協(xié)議、網(wǎng)絡架構(gòu)及信息安全要求以保障物聯(lián)網(wǎng)可靠互聯(lián)，制定數(shù)字孿生平臺架構(gòu)和應用程序編程接口（API）規(guī)范以促進模塊化集成并解決平臺碎片化問題，建立涵蓋網(wǎng)絡安全、數(shù)據(jù)加密、訪問控制及AI倫理的安全與隱私框架，為智能技術(shù)的應用奠定基礎。

關(guān)鍵技術(shù)標準是智能大壩建設的核心規(guī)范，主要涵蓋透徹感知、智能分析、自主饋控、自我學習4個方面，旨在解決數(shù)字化場景、智慧化模擬、精準化決策、智能化控制等關(guān)鍵問題，避免技術(shù)孤島、分析低效和響應滯后的缺陷。具體包括透徹感知層統(tǒng)一衛(wèi)星遙感、物聯(lián)網(wǎng)、“三道防線”等多元數(shù)據(jù)采集協(xié)議，確保全域動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時性與準確性；智能分析層集成數(shù)據(jù)統(tǒng)計、數(shù)值模擬、水利專業(yè)模型與知識圖譜，結(jié)合機器學習與邏輯推理，構(gòu)建智能決策引擎；自主饋控層規(guī)范可編程邏輯控制器（PLC）/遠程終端單元（RTU）、邊緣計算設備與智能控制器的操作接口，建立操作質(zhì)量評價體系，實現(xiàn)設備精準聯(lián)動；自我學習層通過強化學習、遷移學習及在線增量學習機制，驅(qū)動模型動態(tài)優(yōu)化與數(shù)據(jù)庫持續(xù)迭代，支撐系統(tǒng)自適應演進，為智能大壩的技術(shù)協(xié)同與能力躍升提供標準化支撐。

應用場景標準是智能大壩建設的落地應用指南，主要覆蓋規(guī)劃設計、智慧運維、應急處置、除險加固、降等報廢等全生命周期環(huán)節(jié)，旨在解決業(yè)務場景碎片化、跨系統(tǒng)協(xié)同不足、風險管控滯后等問題，避免應用割裂與資源重復投入。具體包括：規(guī)劃設計階段嵌入數(shù)字孿生技術(shù)標準，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)仿真精準預測；智慧運維場景規(guī)范工程安全監(jiān)測，依托知識庫與智能分析模型優(yōu)化巡檢策略；應急處置場景明確多源風險數(shù)據(jù)融合規(guī)則與應急預案，確保突發(fā)事件的快速聯(lián)動處置；除險加固與降等報廢階段制定結(jié)構(gòu)健康評價指標與數(shù)據(jù)繼承規(guī)范，通過場景驅(qū)動的標準化集成，保障智能技術(shù)落地應用。

構(gòu)建智能大壩技術(shù)標準體系的路徑

面向水利新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展要求，智能大壩建設不僅是技術(shù)進步的需要，更是保障國家水安全、促進可持續(xù)發(fā)展的必然選擇，有必要充分發(fā)揮水利標準的導向性、引領性、推動性、基礎性作用，為水利高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐保障，本文對構(gòu)建智能大壩技術(shù)標準體系路徑的建議主要包括以下方面。

1.加強標準體系頂層設計

不斷加強頂層設計，完善智能大壩標準化管理制度體系，強化標準全生命周期管理，切實增加水利技術(shù)標準高質(zhì)量供給，提升標準發(fā)布效率和質(zhì)量水平。圍繞發(fā)展水利新質(zhì)生產(chǎn)力需求，堅持統(tǒng)籌高質(zhì)量發(fā)展和高水平安全，統(tǒng)籌水利勘測、規(guī)劃、設計、建設、運行全生命周期智能大壩建設，統(tǒng)籌物理工程與數(shù)字孿生，具備預報、預警、預演、預案“四預”功能的基本要求，加快推進智能大壩重點技術(shù)“急用先行”標準制修訂。設立智能大壩標準專項，優(yōu)先制定基礎共性（數(shù)據(jù)、接口）、關(guān)鍵技術(shù)和“急用先行”標準（感知、分析、饋控），探索建立“急用先行、成熟先上”的快速響應機制。

2.強化技術(shù)標準體系建設與示范引領

選取條件成熟的工程（新建或改造）開展先行先試，探索相適應的技術(shù)標準體系，加強成效考核與模式提煉，為標準推廣奠定基礎。圍繞建設目標與原則，總結(jié)試點經(jīng)驗，面向設計、施工、運維等全生命周期需求，推動前沿信息技術(shù)與壩工知識深度融合，構(gòu)建支撐智能大壩建設與改造的技術(shù)標準與管理規(guī)范體系。該體系需分類分級，涵蓋工程建設、數(shù)據(jù)感知與分析、智能控制、安全監(jiān)測等環(huán)節(jié)，確保質(zhì)量與兼容性，支撐技術(shù)全面推廣和迭代優(yōu)化。加強政府引導與協(xié)會指導統(tǒng)籌協(xié)同，構(gòu)建政府主導、市場參與的標準體系，鼓勵產(chǎn)學研用各方合作制定團體標準，推動智能大壩技術(shù)全過程規(guī)范化應用。

3.落實體制機制保障

構(gòu)建標準落實體制機制，重點強化三方面保障：在資源投入方面，持續(xù)增加資金投入，保障標準研究、制定和推廣經(jīng)費，加強標準化人才培養(yǎng)和引進，建設高素質(zhì)人才隊伍；在制度協(xié)同方面，強化標準與法律法規(guī)、產(chǎn)業(yè)政策、市場準入等制度的銜接配合，形成政策合力；在動態(tài)評估方面，建立健全標準實施監(jiān)督評估體系，通過定期檢查、第三方評估，確保標準有效執(zhí)行，依據(jù)評估結(jié)果及時修訂完善標準內(nèi)容。

4.深化科技創(chuàng)新協(xié)同

統(tǒng)籌建設智能大壩標準化技術(shù)支撐平臺，強化智能大壩關(guān)鍵技術(shù)領域的標準研究。探索構(gòu)建智能大壩相關(guān)重大水利科技項目與標準化工作的聯(lián)動機制，把標準設定為水利科技項目的關(guān)鍵產(chǎn)出，將加強基礎研究作為智能大壩標準制修訂的重要前置條件。建立并完善先進適用智能大壩科技成果轉(zhuǎn)化為標準的機制，及時把先進適用的科技創(chuàng)新成果融入智能大壩標準中，同步推進智能大壩的技術(shù)攻關(guān)、標準研制以及產(chǎn)業(yè)推廣，依靠科技創(chuàng)新提高智能大壩技術(shù)標準水平。

5.推進標準宣貫與落地應用

創(chuàng)新宣貫推廣方式，充分利用傳統(tǒng)媒體與新媒體平臺資源，打造“互聯(lián)網(wǎng)+標準宣貫”新模式，全面提升標準宣貫覆蓋面和影響力。加強標準規(guī)范的專業(yè)技術(shù)培訓，全面提升水利行業(yè)從業(yè)人員的認知水平和實踐能力，為標準的全面實施奠定堅實基礎。同時，優(yōu)先選取具有典型性和示范性的重點水利工程作為試點項目，系統(tǒng)開展標準的實際應用驗證工作，全面收集執(zhí)行過程中的經(jīng)驗教訓，深入分析標準條款的適用性和可操作性，為現(xiàn)行標準體系的持續(xù)優(yōu)化提供依據(jù)。

結(jié)語

智能大壩建設是發(fā)展水利新質(zhì)生產(chǎn)力、保障國家水安全的戰(zhàn)略舉措。當前技術(shù)標準體系雖已形成全生命周期覆蓋框架，但在智能大壩建設標準體系方面仍存在短板，本文建議構(gòu)建“基礎共性-關(guān)鍵技術(shù)-應用場景”3個層級智能大壩技術(shù)標準體系：基礎共性標準以統(tǒng)一術(shù)語、數(shù)據(jù)管理與平臺接口為主；關(guān)鍵技術(shù)標準圍繞透徹感知、智能分析、自主饋控及自我學習4個核心技術(shù)展開；應用場景標準覆蓋規(guī)劃設計、智能建造到智慧運維等關(guān)鍵階段，推動技術(shù)落地。在此基礎上提出了建設智能大壩技術(shù)標準體系的路徑，包括加強標準體系頂層設計、強化示范引領、落實體制機制保障、深化科技創(chuàng)新協(xié)同、推進標準宣貫與落地應用等5個方面。

Abstract: The construction of smart dams is a key measure to develop new productive forces in water conservancy and promote high-quality development of water conservancy, which is of great significance for improving dam resilience and preventing extreme risks. However, the current technical standard system for water conservancy is mainly oriented to traditional engineering management, with obvious shortcomings in such links as intelligent design, construction, operation and maintenance. A systematic analysis of the current situation of technical standards for reservoirs and dams shows that although a standard framework covering the whole life cycle has been formed, there is still a lack of systematic support for the core technologies of smart dams, namely “thorough perception - intelligent analysis - autonomous feedback and control - self-learning”. Based on the characteristics of core technologies of smart dams, the technical standard requirements are sorted out from five aspects: intelligent design, intelligent construction, intelligent perception, intelligent early warning and intelligent supervision, and a three-level standard system is proposed, including basic common standards, key technical standards and application scenario standards. To promote the construction and popularization of the technical standard system for smart dams, it is suggested to carry out work from five aspects: strengthening top-level design and formulating standards for "urgent needs first"; strengthening demonstration and leading role by relying on pilot projects; improving resource input and dynamic evaluation mechanisms; deepening the coordination between scientific and technological innovation and standards; and innovating the mode of standard publicity and implementation.

Keywordssmart dam; technical standards; requirements analysis; construction path

本文引用格式：

盛金保，李宏恩.智能大壩技術(shù)標準體系構(gòu)建[J].中國水利，2025（16）：58-65.

封面供圖長江設計集團

責編董林玥

校對劉磊寧

審核王慧

監(jiān)制楊軼

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