專題策劃

P17-36

建設(shè)安全、生態(tài)、智能大壩，是全球壩工領(lǐng)域的共同關(guān)切和追求。本刊今年第16期推出的《大壩建設(shè)運行管理的中國實踐》專輯，對智能大壩的內(nèi)涵要義、技術(shù)特點、運行維護等方面進行了系統(tǒng)闡述，在行業(yè)內(nèi)外引發(fā)廣泛關(guān)注。如何完善安全大壩、生態(tài)大壩、智能大壩體系，提升水庫大壩現(xiàn)代化建設(shè)運行管理能力，成為業(yè)界研究重點。本期再次聚焦安全大壩、生態(tài)大壩、智能大壩建設(shè)，針對安全大壩科技創(chuàng)新需求、生態(tài)大壩建設(shè)路徑、智能大壩技術(shù)發(fā)展等，進行深入探討。

目　次

特別關(guān)注

·“十五五”水安全保障規(guī)劃

1 黃河流域“十五五”水安全保障規(guī)劃總體思路與對策措施

祖雷鳴

前?沿

7 金沙江下游-三峽梯級水電走廊運行調(diào)度技術(shù)進展、挑戰(zhàn)與對策

劉偉平，劉海波

專題研究

·安全大壩、生態(tài)大壩、智能大壩

17 我國安全大壩建設(shè)的挑戰(zhàn)與科技創(chuàng)新需求

汪小剛，鄭璀瑩

23 生態(tài)大壩科學(xué)內(nèi)涵與建設(shè)路徑探析

王建華，張云昌，胡鵬

29 以智能大壩理念引領(lǐng)壩工技術(shù)發(fā)展

劉毅，周秋景，趙運天

水旱災(zāi)害防御

37 X波段水利測雨雷達降雨反演模型在湖南省的研究與應(yīng)用

何秉順，趙延偉

47 東江流域防洪安全保障對策與思考

李亮，陳文龍

河湖保護治理

53 新時代河湖保護治理視角下的幸福河湖建設(shè)理念和思路

童學(xué)衛(wèi)，李愛花，徐偉

工程建設(shè)運行

58 陶岔渠首水質(zhì)變化趨勢分析及對策研究

劉聯(lián)兵，李飛

66 制度與技術(shù)雙輪驅(qū)動的水利工程韌性提升研究

柴繼軒

摘　要

特別關(guān)注

黃河流域“十五五”水安全保障規(guī)劃總體思路與對策措施

祖雷鳴

摘要：黃河是中華民族的母親河。黃河流域是大江大河治理的重要標(biāo)桿，是國家生態(tài)安全的重要屏障、高質(zhì)量發(fā)展的重要實驗區(qū)、中華文化保護傳承弘揚的重要承載區(qū)?？偨Y(jié)了黃河流域“十四五”水安全保障規(guī)劃實施成效，剖析了“十五五”時期黃河保護治理面臨的洪水泥沙調(diào)控能力和流域防洪工程體系亟待提升和完善、水資源供需長期處于緊平衡、水資源節(jié)約集約利用有待加強、水生態(tài)保護治理成效仍不穩(wěn)固、數(shù)字孿生黃河體系尚不完善、水利體制機制法治管理仍需加力等問題。落實《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十五個五年規(guī)劃的建議》戰(zhàn)略部署，聚焦“推動水利高質(zhì)量發(fā)展，保障我國水安全”目標(biāo)，對完善流域水旱災(zāi)害防御“三大”體系、水資源節(jié)約集約利用和優(yōu)化配置體系、水生態(tài)保護治理體系以及全面提高科技創(chuàng)新能力和流域治理管理能力等提出了對策措施。

前　沿

金沙江下游-三峽梯級水電走廊運行調(diào)度技術(shù)進展、挑戰(zhàn)與對策

劉偉平，劉海波

摘要：烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩、三峽和葛洲壩6座水庫水電站沿長江干流自上而下依次分布，串聯(lián)一體形成梯級，共同構(gòu)成了世界最大清潔能源走廊——金沙江下游-三峽梯級水電走廊。首先，從系統(tǒng)科學(xué)角度出發(fā)，揭示金沙江下游-三峽梯級水電走廊作為開放復(fù)雜巨系統(tǒng)的本質(zhì)，解構(gòu)其工程系統(tǒng)、自然系統(tǒng)和社會系統(tǒng)等核心組成，并闡釋其外源隨機性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和功能多樣性等典型特征。其次，面向水利系統(tǒng)、電力系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)“大系統(tǒng)”，明確金沙江下游-三峽梯級水電走廊防洪保安中流砥柱、能源保供“壓艙石”、生態(tài)保護“主力軍”等“大擔(dān)當(dāng)”的功能定位，并闡述其“大安全”綜合效益。最后，從監(jiān)測感知、預(yù)報預(yù)測和調(diào)度運行三個維度，梳理金沙江下游-三峽梯級水電走廊運行調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)，并研判新形勢下面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)與應(yīng)對舉措。相關(guān)內(nèi)容可為推動金沙江下游-三峽梯級水電走廊高質(zhì)量發(fā)展，在更高層次、更寬領(lǐng)域和更大范圍支撐保障國家水安全、能源安全和生態(tài)安全提供參考。

專題研究

我國安全大壩建設(shè)的挑戰(zhàn)與科技創(chuàng)新需求

汪小剛，鄭璀瑩

摘要：我國水庫大壩數(shù)量多，其安全是國家水安全戰(zhàn)略的重要組成部分。在全球氣候變化導(dǎo)致極端水文事件頻發(fā)，大壩面臨的環(huán)境條件更加復(fù)雜，以及有效防控風(fēng)險、提升發(fā)展質(zhì)量要求更加迫切的背景下，水利部部長李國英在國際大壩委員會第28屆大會上提出“構(gòu)建安全大壩、生態(tài)大壩、智能大壩”的倡議。為進一步深化對“安全大壩”的認(rèn)識，在概述我國水庫大壩建設(shè)情況和大壩安全總體狀況基礎(chǔ)上，對比傳統(tǒng)意義的大壩安全，結(jié)合新時代高質(zhì)量發(fā)展要求，辨析了構(gòu)建安全大壩的內(nèi)涵，分析了當(dāng)今大壩安全面臨的主要挑戰(zhàn)，包括氣候變化帶來的中低土石壩安全風(fēng)險、復(fù)雜建設(shè)條件帶來的高壩安全風(fēng)險以及梯級開發(fā)產(chǎn)生的流域系統(tǒng)安全風(fēng)險，提出建設(shè)安全大壩需要依靠科技創(chuàng)新，對中小型水庫大壩本質(zhì)安全提升、特高壩安全保障等技術(shù)以及智能大壩建設(shè)已取得的創(chuàng)新技術(shù)進展進行了闡述，并提出了相關(guān)領(lǐng)域進一步進行科技創(chuàng)新和推進技術(shù)發(fā)展的需求，以期為服務(wù)安全大壩建設(shè)、構(gòu)建全面完善的大壩安全保障體系提供參考和借鑒。

生態(tài)大壩科學(xué)內(nèi)涵與建設(shè)路徑探析

王建華，張云昌，胡鵬

摘要：長期以來，大壩經(jīng)濟社會效益與生態(tài)環(huán)境影響之間存在矛盾與平衡問題，在相關(guān)領(lǐng)域引發(fā)了討論與爭議。新的歷史時期，在習(xí)近平生態(tài)文明思想指引下，水利部黨組提出的“生態(tài)大壩”建設(shè)是對這一基礎(chǔ)重大問題的戰(zhàn)略性回答和創(chuàng)造性實踐。雖然前期已有較多關(guān)于大壩生態(tài)環(huán)境效應(yīng)與減緩措施等方面的研究和實踐，但有關(guān)生態(tài)大壩科學(xué)內(nèi)涵還少有全面系統(tǒng)的分析，具體建設(shè)路徑也不甚清晰。從生態(tài)影響可控、生態(tài)效益發(fā)揮兩個方面提出了生態(tài)大壩的基本概念和科學(xué)內(nèi)涵；從大壩規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、蓄水、運維的全生命周期解析了生態(tài)大壩建設(shè)要點，包括大壩規(guī)劃和設(shè)計能夠最大程度規(guī)避生態(tài)風(fēng)險，大壩建設(shè)和蓄水過程的生態(tài)影響可控，大壩運行和管理能夠維系庫區(qū)與壩下河流生態(tài)健康等；分析提出了建立生態(tài)大壩監(jiān)測評價體系與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等現(xiàn)階段推進生態(tài)大壩建設(shè)的路徑建議。

以智能大壩理念引領(lǐng)壩工技術(shù)發(fā)展

劉毅，周秋景，趙運天

摘要：我國是大壩工程建設(shè)大國。在全球氣候變化不斷加劇、人類活動影響不斷增強的背景下，大壩工程長期安全保障和可持續(xù)高效運行面臨挑戰(zhàn)，構(gòu)建智能大壩是應(yīng)對風(fēng)險挑戰(zhàn)、把握時代之變、塑造發(fā)展動能的關(guān)鍵之舉。當(dāng)前，新一代信息技術(shù)快速發(fā)展，為智能大壩理念、方法、技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展提供了機遇和條件。從保障高水平安全、保障效益充分發(fā)揮、發(fā)展水利新質(zhì)生產(chǎn)力3個方面闡述了智能大壩的建設(shè)需求；從時間、空間、物理、目標(biāo)、特征、層級6個維度闡釋了智能大壩的定義；構(gòu)建了由工程物理體系、工程感知體系、分析診斷體系、決策控制體系、信息網(wǎng)絡(luò)體系5個部分組成的架構(gòu)體系；明確了智能大壩透徹感知、智能分析、自主饋控、自主學(xué)習(xí)等主要功能，以及進一步提高大壩安全保障水平和綜合效益發(fā)揮水平的作用；基于發(fā)展階段，依據(jù)感知、分析、控制水平制定了5級分級標(biāo)準(zhǔn)，可為智能大壩建設(shè)提供思路和技術(shù)支撐。

水旱災(zāi)害防御

X波段水利測雨雷達降雨反演模型在湖南省的研究與應(yīng)用

何秉順，趙延偉

摘要：為解決山洪災(zāi)害防御中傳統(tǒng)雨量站監(jiān)測盲區(qū)多、時空分辨率不足問題，基于湖南省4部X波段雷達觀測數(shù)據(jù)，結(jié)合傳統(tǒng)經(jīng)驗?zāi)Ｐ团c機器學(xué)習(xí)方法，構(gòu)建了基于X波段雙極化水利測雨雷達的高精度降雨反演模型，開展多參數(shù)聯(lián)合反演研究。其中，經(jīng)驗?zāi)Ｐ蜆?gòu)建反射率（）、差分相移率（_DP）和差分反射率（_DR）與降雨強度的關(guān)系計算降雨；機器學(xué)習(xí)模型則采用K最鄰近（KNN）、支持向量機回歸（SVR）、隨機森林（RF）、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNN）等算法對降雨進行擬合。結(jié)果表明，在經(jīng)驗?zāi)Ｐ椭校?/span>-R模型在降雨強度不超過10mm/h時表現(xiàn)最好，_DP-R模型在降雨強度超過10mm/h時表現(xiàn)較好。在機器學(xué)習(xí)模型中，RNN均方根誤差（RMSE）為3.125，確定系數(shù)（R2）為0.981，皮爾遜相關(guān)系數(shù)（Pearson）為0.992，優(yōu)于其他機器學(xué)習(xí)模型和經(jīng)驗?zāi)Ｐ?。X波段雷達結(jié)合多參數(shù)訂正與機器學(xué)習(xí)技術(shù)，可以顯著提高降雨反演精度，能夠為山洪災(zāi)害“三道防線”提供更可靠的數(shù)據(jù)支持。

東江流域防洪安全保障對策與思考

李亮，陳文龍

摘要：東江流域已形成了由新豐江水庫、楓樹壩水庫、白盆珠水庫以及干流堤防共同構(gòu)成的防洪工程體系，流域防洪能力逐年提升。然而，受全球氣候變化影響，流域暴雨洪水突發(fā)性、極端性、反常性越來越明顯，突破歷史紀(jì)錄、顛覆傳統(tǒng)認(rèn)知的洪澇災(zāi)害頻繁發(fā)生，東江流域防洪安全仍面臨挑戰(zhàn)：在防洪工程建設(shè)方面，受三大水庫庫區(qū)臨時淹沒問題限制、干流河床不均勻下切情勢等影響，流域防洪工程潛力尚未充分挖掘；在流域洪水調(diào)度方面，缺乏精準(zhǔn)科技支撐手段；在流域統(tǒng)一調(diào)度方面，部分水工程管理機制仍有待完善。針對上述問題與挑戰(zhàn)，從強化流域系統(tǒng)治理、挖掘防洪工程潛力，提高預(yù)報精準(zhǔn)度、強化智慧調(diào)度支撐，統(tǒng)一調(diào)度管理、完善調(diào)度管理措施三方面提出東江流域防洪安全保障對策與思考，為逐步提升東江流域防洪安全保障能力、適應(yīng)極端天氣下的防洪需求提供參考。

河湖保護治理

新時代河湖保護治理視角下的幸福河湖建設(shè)理念和思路

童學(xué)衛(wèi)，李愛花，徐偉

摘要：幸福河湖建設(shè)是具有中國特色的創(chuàng)新治水理念。當(dāng)前，我國幸福河湖建設(shè)已由試點探索、示范引領(lǐng)的1.0階段正式進入系統(tǒng)謀劃、全面推進的2.0階段。從新時代河湖保護治理的視角進一步解讀了幸福河湖的本質(zhì)內(nèi)涵，認(rèn)為：一是幸福河湖具有雙重性，幸福河湖既包含河湖自身的“幸?！?，也包括河湖帶給人類的幸福；二是幸福河湖具有相對性，更強調(diào)一種心理體驗和主觀感受；三是幸福河湖具有階段性，隨著經(jīng)濟社會發(fā)展，“幸?！卑殡S著人與河湖關(guān)系的變化總體呈現(xiàn)螺旋式上升態(tài)勢。生態(tài)文明階段幸福河湖終極目標(biāo)是人與河湖的雙向奔赴，實現(xiàn)人與河湖和諧共生。由此闡述了全面推進幸福河湖建設(shè)的戰(zhàn)略要義：應(yīng)充分發(fā)揮河湖長制在全面推進幸福河湖建設(shè)中的作用，堅持全域統(tǒng)籌，做到“有總有分”；堅持頂層設(shè)計，做到“有遠(yuǎn)有近”；堅持精品打造，做到“有大有小”；堅持文化傳承，做到“有古有今”；堅持機制先行，做到“有硬有軟”；堅持兩手發(fā)力，做到“央地共力”。

工程建設(shè)運行

陶岔渠首水質(zhì)變化趨勢分析及對策研究

劉聯(lián)兵，李飛

制度與技術(shù)雙輪驅(qū)動的水利工程韌性提升研究

柴繼軒

摘要：水利工程作為保障水安全、應(yīng)對極端氣候與自然災(zāi)害的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，其韌性水平直接關(guān)系區(qū)域生態(tài)安全與經(jīng)濟社會穩(wěn)定。當(dāng)前單一技術(shù)升級或制度完善已難以滿足復(fù)雜環(huán)境下水利工程韌性提升的需求，制度與技術(shù)雙輪驅(qū)動成為破解這一困境的重要路徑。在水利工程韌性提升過程中，制度是韌性提升的規(guī)則保障，為技術(shù)應(yīng)用提供方向引導(dǎo)、資源支撐與規(guī)范約束；技術(shù)是韌性提升的工具支撐，為制度落地提供數(shù)據(jù)支撐、效率保障與創(chuàng)新動力。兩者相互支撐，動態(tài)協(xié)同?；诂F(xiàn)有研究成果界定水利工程韌性的核心內(nèi)涵，梳理水利工程韌性提升中制度與技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，當(dāng)前水利工程韌性提升中技術(shù)已從被動監(jiān)測向智能預(yù)警演進，但存在碎片化問題；制度已從風(fēng)險防范向系統(tǒng)治理拓展，但存在滯后性；兩者協(xié)同不足，“兩張皮”現(xiàn)象突出。同時，深入剖析制度與技術(shù)的互動機理，構(gòu)建雙輪驅(qū)動的實踐框架，并結(jié)合現(xiàn)實挑戰(zhàn)提出構(gòu)建跨部門協(xié)同治理體系、自主創(chuàng)新+成本優(yōu)化雙管齊下、強化激勵-約束雙向機制等協(xié)同優(yōu)化對策，以期為水利工程韌性建設(shè)提供理論參考與實踐指引。

責(zé)編 | 田靈燕

排版設(shè)計王振航

校對 王慧

審核 | 楊軼

監(jiān)制 | 李坤

聲明：本文系轉(zhuǎn)載自互聯(lián)網(wǎng)，請讀者僅作參考，并自行核實相關(guān)內(nèi)容。若對該稿件內(nèi)容有任何疑問或質(zhì)疑，請立即與鐵甲網(wǎng)聯(lián)系，本網(wǎng)將迅速給您回應(yīng)并做處理，再次感謝您的閱讀與關(guān)注。