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山色空蒙,百廿年武大繁花似錦;
水光瀲滟,六十載水院風景如畫。

團結協作,鍥而不舍,
水利人承水利魂

拳拳熱血,攜手同行,
齊心共筑水院之家。

功以才成,業由才廣。
百川攬英才,雅園育翹楚。

博學之,審問之,慎思之,
明辨之,篤行之。

聚莘莘學子,助載夢啟航。

悠悠校友情,拳拳報校心。

團結協作,鍥而不舍,
水利人承水利魂

科研動態

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學院兩項成果獲2020年度水力發電科學技術獎一等獎
通訊員:科技與學科辦公室  發布時間:2020-12-16 15:25:37  點擊數:

  12月8日,中國水力發電工程學會通報了2020年度水力發電科學技術獎獲獎項目。我院主持的兩項成果獲一等獎(全國共12項),為學院首次獲批該獎項一等獎。分別是周偉教授主持的“高堆石壩全生命周期變形控制與預測關鍵技術及應用”和張艷軍副教授主持的“基于三峽水庫水環境改善的水庫群聯合調度關鍵技術研究與應用”。

 

  高堆石壩全生命周期變形控制與預測關鍵技術及應用

  該項目針對300m級高堆石壩壩體變形控制面臨的細觀力學機制不明確、模擬方法不完備和參數取值不準確、變形監測手段落后和變形預測方法效果差等4大挑戰,緊密圍繞變形機理、模擬方法、縮尺效應、監測技術、預測調控等關鍵技術問題,在理論、方法、技術和應用等四個層面開展了系統研究,取得了四個方面的自主創新成果:

  (1)在理論層面,搭建筑壩顆粒材料宏細觀力學試驗平臺,并建立了基于多尺度特性的宏細觀力學模型,可識別復雜筑壩顆粒材料細觀結構、并展示高時間分辨率下,顆粒塑性行為的時空演化過程;

  (2)在方法層面,提出了堆石體數值模擬新技術和力學參數確定新方法,建立大規模真實堆石顆粒形狀庫,提出了數值試驗和現場試驗相結合的原級配堆石體力學參數確定方法,為高堆石壩材料參數選取提供依據;

  (3)在技術層面,研發了分別基于InSAR技術和管道機器人的堆石壩外觀、內觀一體化變形監測新技術,可獲得空天地多視角、多時空分辨率的變形監測信息,為高堆石壩變形控制和預測提供了可靠的全生命周期、多源數據融合的大數據基礎;

  (4)在應用層面,創建了基于深度學習和多源數據的堆石壩全生命周期變形智能預測的方法體系,為實際工程項目的順利施工和竣工安全鑒定提供技術支持和科研支撐,有效保障大壩的變形安全。

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  該項目形成了一整套“宏細觀、多尺度、全周期、智能化”的高堆石壩變形控制與預測系統,研究成果不僅得到了國內外同行的關注和高度評價,還成功應用于水布埡、瀑布溝、猴子巖、江坪河、如美等12座堆石壩,全面支撐了相關工程的設計、建設和運行。該項目成果在國內擬建的高堆石壩和“一帶一路”沿線國家水電建設中具有廣闊的應用前景。

 

  基于三峽水庫水環境改善的水庫群聯合調度關鍵技術研究與應用

  該項目面向長江大保護和長江經濟帶發展國家戰略,依托國家水體污染控制與治理科技重大專項和三峽水庫科學調度關鍵技術專項,提出了“聯合水庫、動態過程、調和效益、協作調度”的生態環境調度研究新思路,研發了改善三峽庫區水環境的水庫群多目標聯合調度技術,實現了貫通三峽上游超大型水庫、全長770公里的水量、水質和水華多目標多尺度的水體調控。主要研究內容和創新包括:

  (1)針對如何運用水庫群調度來減少水華暴發風險的問題,探明了三峽水庫支流的分層異重流層化結構,發現了抑制三峽水庫支流水華發生的混光比閾值,研發了水庫群“潮汐式”調度防控水華的技術;

  (2)針對水庫群生態環境調度與防洪、發電、航運等傳統調度的協調問題,構建了既保障防洪、發電、通航和水資源綜合利用等傳統效益、又兼顧三峽庫區水環境效益的溪洛渡-向家壩-三峽水庫群多目標優化調度模型,同時保障了三峽水庫群傳統效益與水環境效益;

  (3)針對水庫生態環境調度實施運行中的海量數據、異構模型、多方協調難題,研發了面向水環境調度的多源數據融合、多元模型耦合和多智能體集成技術,率先建成了基于水環境改善的三峽水庫群聯合調度決策支持系統,實現了業務化運行。

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  三峽及其上游梯級水庫群聯合調度決策支持系統及應用平臺界面友好、響應快速、結果可靠。項目成果為水生態環境的治理提供了新的技術手段,補充完善了國家水污染控制與治理技術體系,被科技部和環保部的第三方評價專家高度評價為“項目難度大,創新突出,整體達到國際領先水平”。項目成果在國內外形成較大的影響,被求是網、中國水利報、中國環境報和中國三峽多家國家媒體報道轉載,被譽為“長江大保護治水利器”。在當前強調水電工程與生態環境協調發展的背景下,該成果將為我國七大流域的水庫群開展聯合調度發揮科技支撐作用,具有重要的推廣應用價值。