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3分钟了解新时代水库大坝安全

发布日期:2022-08-10 07:37:20 来源:ayx爱游戏官网 作者:ayx爱游戏 点击次数:1次

  水库大坝在带来清洁能源和水资源的同时,也改变了区域环境和生态的平衡,建筑物结构逐渐出现老化,这些都影响到水库大坝的安全。中国已迈入发展的全新阶段,随着人民对美好生活的向往,水库大坝安全状况应得到更高程度的重视。

  让我们一起来学习下国家大坝安全工程技术研究中心副主任谭界雄等人的《论新时代水库大坝安全》吧~

  据水利部统计,截至2018年底,中国已建成各类水库大坝98 822座,其中大型736座、中型3 954座,水库总库容8 953亿立方米。数十年来,中国大坝建设发展迅速,已建、在建和规划建设的大坝数量及坝高仍在不断增加,其中坝高超过100.0 m的高坝已达200余座,三峡、小浪底、小湾、龙滩、溪洛渡等一大批世界级的水库大坝先后建成并投入运行,建设管理技术水平已走在世界坝工领域的前沿。

  中国水库大坝在取得骄人成绩的同时也面临着风险与挑战。中国水库大坝中95%以上为土石坝,95%以上是20世纪80年代以前建设的老坝,病险问题、溃坝灾害不容忽视。据2007年统计,中国病险水库有3.8万座,病险率曾高达44%,且病害类型多样。经大规模病险水库除险加固,国务院批准的《全国病险水库除险加固专项规划》已全部实施。但由于中国水库大坝数量多、土石坝多,出险几率高,新的病险水库仍不断出现。

  中国水库大坝安全管理主要历经3个发展阶段:从新中国成立到1978年的粗放管理阶段,从改革开放到20世纪90年代的制度建设完善阶段。

  伴随水库管理体制的不断完善,大坝安全的理念在近40年内已经发生了巨大的变化。在20世纪70~80年代,世界上包括中国在内,都是将大坝安全狭义地理解为大坝的工程特性,即坝体结构的现状与规范要求指标的符合程度,只要大坝不破坏、恶化和溃决,大坝就是安全的。但是20世纪90年代后,大坝安全的理念已经包括了工程安全与公共安全,即风险理念,包括将风险控制在公众可接受范围的一切措施和办法。

  水库大坝建设管理涉及到规划、设计、建设、运行、退役等不同阶段,任何一个阶段存在薄弱环节,都会给水库大坝安全造成影响。长期以来,中国水利行业存在着“重建轻管”的普遍现象。由于缺乏系统的维护管理,工程老化加剧,水库大坝老龄化问题越来越突出。

  2017年以来,中国政府提出新时代统筹推进“五位一体”战略目标,水生态文明建设、绿色发展理念已成为大坝安全理念的重要组成部分。水库大坝是推动社会可持续发展的重要基础设施,是中国推进生态文明建设的重要支撑,是实现绿水青山美丽中国梦的重要依托。新时代中国社会主要矛盾转变为人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分发展之间的矛盾,全社会的安全意识不断增强,对于水库大坝的安全保障和生态保护水平提出了新的更高要求。

  新时代中国水库大坝安全的新思路、新要求和新挑战,主要体现在包含工程安全、生态安全、环境安全相互融合协调的全要素安全;以龙头水库为核心、梯级水库群为重点的全流域安全;以及贯穿规划、设计、建设、运行、退役不同阶段的全生命周期安全。

  中国治水的矛盾是人民群众对水资源水生态水环境的需求与水利行业监管能力不足之间的矛盾。大坝安全的内涵也由传统的单一工程安全,逐渐转变为包含工程安全、生态安全、环境安全相互融合协调的全要素安全。

  随着中国水资源的不断开发利用,一个流域内往往会建设一系列呈阶梯式的水库,形成一个水库群。如黄河上游、长江上游和清江梯级水库群等。龙头水库作为流域内的主要控制性水库,其安全至关重要,同时梯级水库群的规划设计与管理调度也不容忽视,它不仅决定着水库群发电、供水、航运等综合运用功能是否能充分发挥,而且关系到水库自身结构安全和下游地区的防洪安全。因此,以龙头水库安全为核心,重点关注梯级水库群规划设计与运行管理,对中国水资源安全具有重要的战略意义。

  水库大坝全生命期安全不仅要总结已有工程经验、汲取事故教训,更要与时俱进,采用新技术、新手段、新方法:如推广应用BIM+GIS技术,从规划建设期就开始管控水库大坝工程质量与安全,模拟可能的形变、渗流、应力等情况,预测工程完成后的工作态势;综合利用互联网+大数据+云计算、5G+边缘计算等信息化手段,提高水库大坝实时监控和评价的能力与水平;结合AI摄像头实现定制化场景识别,提供不同时期大坝安全可视化监控等。

  随着中国社会经济的持续发展,公众对水库风险认知和关注程度不断提高,对水库大坝安全的要求也越来越高。为此急需建立适合中国国情的水库大坝安全管理及工程技术体系,引入工程安全、生态安全、环境安全相互融合协调的全要素安全,统筹考虑流域龙头水库及梯级水库群的全流域安全,将水库大坝安全贯穿于工程的规划、设计、建设、运行以及退役的全生命期、全过程管理与控制。

  水库大坝具有很长的生命周期,从勘测设计、工程建设到运行管理,始终面临着对自然对象认知不足的风险、工程建造质量隐患的风险、工程运行中地震、气象等自然灾害的风险、工程调度中人为失误的风险等等。消除或降低这些风险,不仅要通过新技术新工艺新方法解决各类工程难题,更要通过数字化、物联网、人工智能等技术,全面感知筑坝质量和大坝运行情况,通过大数据、云计算等技术系统分析大坝可能存在的质量安全隐患、气象水文安全隐患、抗震安全隐患、运行调度安全隐患等。通过大力发展数智化大坝建造和管理技术,提高水库大坝的自身安全和综合服务功能,努力提升坝工事业的现代化水平。

  通过对管理和服务对象的全面透彻感知、全面互联互通、数据广泛共享、信息深度整合、智慧普遍应用,使水库大坝安全管理在科学决策、精细管理、协同调度、快速响应、公共服务等方面更高效、更集约、更智能。

  谭界雄,任翔,李麒,徐轶,徐琨.论新时代水库大坝安全[J].人民长江i.1001-4179.2021.05.023.返回搜狐,查看更多

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