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随着数智化转型深入推进,智能大坝已进入全面实践阶段,为保障国家水安全、能源安全、生态安全提供了重要的支撑。
作为国家“十五五”开局之年,今年国家在水库大坝和水电领域的部署确实密集且具有战略性。国家将水库安全度汛和老旧水库除险加固作为守牢人民群众生命财产安全底线的重中之重。今年水利部加快推进“安全大坝、生态大坝、智能大坝”建设。
水库大坝是国家水网建设的关键节点,随着数智化转型深入推进,智能大坝已进入全面实践阶段,为保障国家水安全、能源安全、生态安全提供了重要的支撑。
承担国际水利水电招标工程70%以上
70多年来,中国的坝工事业与国家发展同频共振,建成近10万座水库大坝,三峡、白鹤滩、乌东德、溪洛渡等一批标志性的水电工程相继建成,水电装机容量连续22年居全球第一。
站在“十五五”时期的新起点,智能大坝建设将推动我国从建坝大国向建坝强国迈进。
我国拥有世界上规模最大的水库大坝工程体系,注册大坝数量占全球50%以上,其中200米以上的高坝中国超过1/3,装机300万千瓦以上的水电站,中国也占多数。这些水库大坝不仅是国家水网的关键节点,也是新型电力系统必不可少的调节载体,在保障防洪安全、供水安全、粮食安全、能源安全和生态安全中发挥着无可替代的作用。
当前我国大坝事业发展态势良好:一方面国内大量工程在建设,另一方面我国承担了全球水利水电招投标工程70%以上的份额,遍及东南亚、南美、非洲等地区。国际大坝委员会现有30个专业委员会,其中6个专委会主席由中国专家担任;今年新成立的智能大坝专委会,也由中国专家担任主席。这意味着我国水利水电行业的创新不仅助力自身发展,也对世界也具有重大意义。
“无论是苏联、欧美还是南美,在大坝发展过程中都曾发生过重大工程建设与运行管理事故。而中国拥有如此庞大数量的大坝,却未发生特别重大溃坝事故。” 中国大坝工程学会理事长、中国工程院院士贾金生表示,但也需要注意,我国老旧水库多,工程老化、病害突出,叠加极端暴雨频发,大坝工程安全运行管理面临新挑战。今年广西4座水库险情警示我们,设计标准不等于安全工作标准,即便历经多年,四预”建设,实现连续多年未垮坝,超标准洪水下的安全风险不容忽视。我们需要加快构建涵盖监测评价、修复管理、风险核算的全链条技术体系,构建全面感知、全过程智慧建设与运行的大系统。
从重视建设走向面向水问题的创新系统管理
在业内人士看来,智能大坝建设成为应对现实水库水电挑战、筑牢安全底线的必然选择。随着数字孪⽣⽔利与AI的深度融合, 坝⼯领域数智化转型、智能⼤坝建设正从单点应⽤⾛向系统集成,建设环节⾛向全⽣命周期。尤其是梯级水库群联合调度研究,推动水库、水电站的生态调度从经验型向规律型、从单目标向多目标、从单个枢纽向梯级协同跃升。
水利部总规划师于琪洋在近日召开的中国大坝工程学会2026学术年会上强调,水利部已部署推进安全大坝、生态大坝、智能大坝建设,正在组织制定“三个大坝”建设指导意见、实施方案、技术规范,推进试点建设。智能大坝通过数智化转型,推动大坝工程从经验驱动向数据驱动、模型驱动转变,是培育水利新质生产力的重要抓手。
“三个大坝”不是抽象理念,而是破解当前水利水电发展难题的行动方案。例如,智能大坝建设的核心是构建覆盖感知、建造、运维、支撑的完整数智体系,让大坝实现“能感知、会思考、可进化”。
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▲“天空地水工”一体化监测场景示意图
如今,我国的水库水电大坝已经向“智能”转型。以长江构建“天空地水工”一体化感知网络监测预报为例,自投运以来,长江干流梯级水库群持续安全稳定运行,综合效益显著。累计拦洪2400亿立方米、补水5000 亿立方米、发电超4万亿千瓦时,成功应对2020年流域特大洪水、2021年罕见秋汛、2022年百年大旱、2025年最强华西秋雨等极端天气事件,有力保障长江防洪、供水、生态、航运和国家能源安全。
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▲自动监测、专业研判与现场复核示意图
在风险管控层面,智能大坝推动安全监测从“事后研判”向“事前预警”转型。贾金生强调:“我们要将本质安全的理念贯穿到工程建设运行管理始终,把气候变化风险评估和应对大坝韧性理念、老化病害长期评估纳入大坝设计。我们还要把生态约束贯穿规划、建设、改造、调度全周期,依托生态调度等技术手段,维系河流自然水文节律和联动性,统筹防洪、供水、发电、生态多元目标。
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▲卫星筛查、无人机详查与地面复核示意图
水利水电向融合方向发展
谈及智能大坝建设未来发展,业内专家指出“仍面临诸多挑战”。一是,水利水电大坝的标准规范体系亟待完善。浙江在试点基础上构建了“1+1+N”省级规范化指导体系,为智能大坝建设提供了清晰的路线图,但全国范围内的标准规范体系仍需加快完善。
二是,系统集成与数据治理难度颇大。智能大坝建设要打通“感知—诊断—决策—反馈”的闭环,推动其与AI深度融合。然而,目前数据标准、接口协议等方面仍需加强互联互通。
三是,水利水电行业的复合型人才短缺。既懂水利水电又懂数智技术的复合型人才严重不足,制约了智能大坝的建设进程。贾金生呼吁:“我们要加快梯级人才培育,依托重大工程培养青年骨干、国际专家和领军人才”。
在中国工程院周创兵院士看来,当前水利水电工程正向更宏观、更微观、更交叉和更融合的方向发展,要牢牢抓住“五大热点”,针对新需求新条件解决关键技术问题;遵循“本质安全+数智赋能+防灾减灾”的原则,追求水工建筑物和工程的长寿安全运维的目标;要推进试验、理论、仿真、数据全方位的工作,突破五个核心关键科技难题,共同推进水利水电新质生产力的发展。
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文 | 本报记者 苏南,图片来源:水利部大坝安全管理中心
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出品 | 中国能源报(cnenergy)
编辑丨赵方婷
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