大坝安全保障关键技术

1、水库大坝安全保障关键技术水库大坝安全保障关键技术研究与应用研究与应用张建云二一四年十月 天津中国水利学会中国水利学会20142014年学术年会年学术年会汇报提纲汇报提纲一一 项目背景项目背景二二 主要技术成果与意义主要技术成果与意义三三 突出创新点与科学发现突出创新点与科学发现四四 学术产出与评价学术产出与评价五五 成果应用与综合效益成果应用与综合效益六六 结语结语一一 项目背景项目背景一一 项目背景项目背景重要性重要性水库多、病险多，水库大坝水库多、病险多，水库大坝工程工程安全问题突出安全问题突出u我国现有各类水库大坝我国现有各类水库大坝98002座，不可避免存在工程质量问题座，不可避免存在

2、工程质量问题u多建于上世纪多建于上世纪50-70年代，技术限制、年久失修，病险率高年代，技术限制、年久失修，病险率高u新中国成立以来，我国已溃决大坝新中国成立以来，我国已溃决大坝3525座，给人民生命财产座，给人民生命财产带来巨大损失带来巨大损失一一 项目背景项目背景 重要性重要性大坝安全大坝安全管理管理相对薄弱：相对薄弱：u水库大坝信息管理体系尚不完善水库大坝信息管理体系尚不完善u大坝病险规律与溃坝机理认识不深大坝病险规律与溃坝机理认识不深 u大坝安全监测、评估与预警亟需加强大坝安全监测、评估与预警亟需加强u大坝风险评估和风险管理相对薄弱大坝风险评估和风险管理相对薄弱u病险水库除险加固决策和

3、方案有待优化病险水库除险加固决策和方案有待优化一一 项目背景项目背景 重要性重要性科技部、水利部科技部、水利部作为作为“十一五十一五”国家科技支撑计划国家科技支撑计划重大项目重大项目立项开展协同攻关研究立项开展协同攻关研究一一 项目背景项目背景 研究内容研究内容 风险管理风险管理 战略层战略层 降低风险降低风险 关键措施层关键措施层支持技术层支持技术层 课题课题7 7：水库大坝：水库大坝风险标准和风险标准和风险管理风险管理研究研究课题课题4 4：病险水库：病险水库除险加固除险加固关键关键技术研究技术研究 课题课题5 5：水库大：水库大坝风险控制坝风险控制非工非工程措施程措施研究研究 课题课题6

4、 6：水库大坝：水库大坝安全信息安全信息监测及预监测及预测预警技术测预警技术研究研究 课题课题1 1：病险水：病险水库和溃坝库和溃坝数据库数据库基础平台基础平台 课题课题2 2：溃坝试验：溃坝试验和和模拟技术模拟技术研究研究 课题课题3 3：基于风险：基于风险的大坝安全评价的大坝安全评价方法体系方法体系研究研究 溃溃坝坝与与洪洪水水大大坝坝风风险险除除险险决决策策应应急急对对策策项目牵头单位：项目牵头单位： 南京水利科学研究院南京水利科学研究院项目参加单位：项目参加单位： 中国水利水电科学研究院中国水利水电科学研究院 河海大学河海大学 长江科学院长江科学院 黄河水利科学研究院黄河水利科学研究院

5、 长江勘测规划设计研究院长江勘测规划设计研究院 南京大学南京大学 中国人民解放军理工大学中国人民解放军理工大学 华北水利水电学院华北水利水电学院 武汉大学武汉大学 江苏南大先腾信息产业有限公司江苏南大先腾信息产业有限公司 江苏省溧阳市沙河水库管理处江苏省溧阳市沙河水库管理处 杭州市青山水库管理处杭州市青山水库管理处一一 项目背景项目背景 成果完成单位成果完成单位 二二 主要技术成果与意义主要技术成果与意义 1. 建立了全国水库大坝基础数据以及病险与除险加固、溃坝数据建立了全国水库大坝基础数据以及病险与除险加固、溃坝数据全系列全要素数据库，为大坝病险研究和大坝安全管理奠定了全系列全要素数据库，为

6、大坝病险研究和大坝安全管理奠定了坚实的资料基础坚实的资料基础u水库大坝基础数据水库大坝基础数据(8.6万万余座余座)u病险水库数据病险水库数据(7000余座余座)u除险加固数据除险加固数据(6240座座)u水库溃坝记录水库溃坝记录(3525座座)成果一：水库大坝病险与溃坝规律研究水库大坝病险与溃坝规律研究四大类、全系列、全要素数据库四大类、全系列、全要素数据库 数据种类最全、数据系列最长的大坝数据库 2. 建立和规范了水库大坝建立和规范了水库大坝信息采集与信息管理体制机制信息采集与信息管理体制机制，为水库大坝信息化管理奠定了坚实基础为水库大坝信息化管理奠定了坚实基础 编制编制了了水利工水利工程

7、建设与管理程建设与管理数数据库表结构及标据库表结构及标识符识符，即将颁，即将颁布实施布实施成果一：水库大坝病险与溃坝规律研究水库大坝病险与溃坝规律研究3. 系统挖掘了病险水库成因及演变机理，系统挖掘了病险水库成因及演变机理，建立了建立了大坝老化评估模大坝老化评估模型和评价指标体系型和评价指标体系，为，为病险水库病险水库处置处置方案方案制定提供科学基础制定提供科学基础大坝工程性态技术经济特性适应期适应期( (潜在老化阶段潜在老化阶段)稳定期稳定期( (初步老化阶段初步老化阶段)老化期老化期( (典型老化阶段典型老化阶段)报废期报废期( (严重老化阶段严重老化阶段) )常态大坝常态大坝( (未见老

8、化未见老化) )老化大坝老化大坝( (轻度老化轻度老化)病态大坝病态大坝( (中度老化中度老化) )险态大坝险态大坝( (严重老化严重老化)大坝老化技术经济关系模型大坝老化技术经济关系模型u 病险水库分布规律病险水库分布规律u 大坝大坝病害特征病害特征和和成因成因u 大坝老化评估指标体系大坝老化评估指标体系u 大坝老化度模型大坝老化度模型u 大坝老化技术经济关系模型（大坝老化技术经济关系模型（4 4个阶段）个阶段）成果一：水库大坝病险与溃坝规律研究水库大坝病险与溃坝规律研究4. 深入剖析和揭示了深入剖析和揭示了水库溃坝机理和发展过程水库溃坝机理和发展过程，构建了，构建了溃坝特征溃坝特征统计模型

9、统计模型u溃坝统计特征：溃坝统计特征：成果一：水库大坝病险与溃坝规律研究水库大坝病险与溃坝规律研究溃口深度与坝高关系图溃口深度与坝高关系图坝高hd 溃口深度hb溃口洪峰流量与坝高关系图溃口洪峰流量与坝高关系图溃口洪峰流量LOG(Qp)坝高hd溃口形状、溃坝水深、溃坝历时、溃口深度、溃口宽度溃口形状、溃坝水深、溃坝历时、溃口深度、溃口宽度溃口深度、溃口宽度、溃口流量与坝高统计模型溃口深度、溃口宽度、溃口流量与坝高统计模型u溃坝特征参数统计模型：溃坝特征参数统计模型：1. 开展了开展了56组室内溃坝模型试验，获得了土石坝溃决的组室内溃坝模型试验，获得了土石坝溃决的基本现象基本现象和规律和规律，为现

10、场实体溃坝试验方案确定和实施提供了坚实基础，为现场实体溃坝试验方案确定和实施提供了坚实基础成果二：溃坝试验和模拟技术研究溃坝试验和模拟技术研究非粘性材料土坝漫顶溃决非粘性材料土坝漫顶溃决粘性材料土坝漫顶溃决粘性材料土坝漫顶溃决u不同粒径不同粒径u不同坝坡坡度不同坝坡坡度u不同溃口位置不同溃口位置u不同压实度不同压实度u不同含水量不同含水量u2. 创建了国内外试验创建了国内外试验坝坝高最高高最高的的实体实体溃坝试验溃坝试验场场，开展了开展了5组漫顶组漫顶溃坝溃坝和和2组管涌溃坝实体试验组管涌溃坝实体试验，真实地反演了土石坝溃真实地反演了土石坝溃决的全息过程决的全息过程最大坝高最大坝高 9.7m坝

11、体材料坝体材料 C 值范围值范围 6.539.5kPa最大坝高最大坝高 6m坝体材料坝体材料 C 值范围值范围 0.94.9kPau最大最大坝高坝高：9.7mu总库容：总库容：10万万m3u坝长：坝长：120mu顶宽：顶宽：3.0muC 值范围：值范围：6.539.5kPa 成果二：溃坝试验和模拟技术研究溃坝试验和模拟技术研究本项目试验坝：本项目试验坝：欧盟欧盟IMPACTIMPACT项目：项目：3. 研发了研发了实体溃坝实体溃坝试验试验多要素多要素、大尺度大尺度溃坝动态测量系统，溃坝动态测量系统，攻攻克了记录高流速下克了记录高流速下水下坝体变形监测水下坝体变形监测的技术难题的技术难题 u 溃

12、口流速：溃口流速：ADV+雷达测速仪雷达测速仪u 库水位下降：水位压力传感器库水位下降：水位压力传感器u 洪水演进：高分辨率洪水演进：高分辨率CCD+水尺水尺u 溃口纵向下切：自主发明监测传感器溃口纵向下切：自主发明监测传感器u 溃口横向扩展：溃口横向扩展：CCD图像分析技术图像分析技术测桥及测桥及ADV、CCD 埋入式现场溃坝试验计时仪埋入式现场溃坝试验计时仪溃坝测试系统溃坝测试系统大尺度现场溃坝试验变形传感器示意图钢针铅锤记时器铅锤轨道弹簧弹射杆触发按钮成果二：溃坝试验和模拟技术研究溃坝试验和模拟技术研究 溃坝动态测试系统溃坝动态测试系统4. 实体溃坝试验实体溃坝试验发现发现了一些在实验室

13、试验中未能发现的现象，得了一些在实验室试验中未能发现的现象，得到了一些重要的与原有溃坝理论不同的到了一些重要的与原有溃坝理论不同的新认识新认识，这些重要科学发，这些重要科学发现，完善和丰富了溃坝理论和模拟方法现，完善和丰富了溃坝理论和模拟方法 二级跌坎二级跌坎漫顶水舌跌落，形成冲坑，切应漫顶水舌跌落，形成冲坑，切应力剧增（并在该处消能）力剧增（并在该处消能）一级跌坎一级跌坎冲坑内的水流切应力剧增冲坑内的水流切应力剧增跌坎在水流剪切、剥蚀作用跌坎在水流剪切、剥蚀作用下增大、合并，向上游推进下增大、合并，向上游推进冲坑下游水流继续加冲坑下游水流继续加速，大于起动流速速，大于起动流速跌坎合并示意图跌

14、坎合并示意图成果二：溃坝试验和模拟技术研究溃坝试验和模拟技术研究（1）提出坝体冲刷形成两级陡坎、陡坎合并和陡坎刷深的）提出坝体冲刷形成两级陡坎、陡坎合并和陡坎刷深的 “剪剥式剪剥式”冲蚀冲蚀过程过程的新认识的新认识（2）揭示了坝顶）揭示了坝顶双螺旋流双螺旋流淘刷机理淘刷机理 当水流漫顶形成冲蚀溃口后，溃口水流具有当水流漫顶形成冲蚀溃口后，溃口水流具有强三维特征强三维特征，溃口两侧形成溃口两侧形成双螺旋流双螺旋流，加剧了，加剧了溃口横向扩展溃口横向扩展成果二：溃坝试验和模拟技术研究溃坝试验和模拟技术研究（3）发现了溃口边坡）发现了溃口边坡间歇性失稳坍塌间歇性失稳坍塌规律规律 粘粒含量较大粘粒含量

15、较大的土坝溃口边坡将发生的土坝溃口边坡将发生倾倒破坏倾倒破坏，而，而粘粒含粘粒含量较小量较小的土坝溃口边坡将发生的土坝溃口边坡将发生剪切破坏剪切破坏倾倒破坏示意图倾倒破坏示意图剪切破坏示意图剪切破坏示意图F3倾倒破坏倾倒破坏F2剪切破坏剪切破坏成果二：溃坝试验和模拟技术研究溃坝试验和模拟技术研究5. 基于坝体材料综合抗冲能力分析，提出了基于坝体材料综合抗冲能力分析，提出了“陡坎陡坎”移动速移动速率公式率公式，建立了，建立了坝体坝体下切速率与下切速率与“陡坎陡坎”移动速率预测模移动速率预测模型型u“陡坎陡坎”移动速率移动速率预测公式预测公式u坝体纵向下切速率预测公式坝体纵向下切速率预测公式 该公

16、式模拟精度明显高于国内外已见土石坝漫顶溃口预测模型该公式模拟精度明显高于国内外已见土石坝漫顶溃口预测模型成果二：溃坝试验和模拟技术研究溃坝试验和模拟技术研究6. 首次从漫顶溃坝机理出发，获得了土石坝漫顶溃坝过程的首次从漫顶溃坝机理出发，获得了土石坝漫顶溃坝过程的两个两个重要模型相似准则重要模型相似准则，为溃坝模型试验规范制定提供科学依据，为溃坝模型试验规范制定提供科学依据溃口流量过程实测与模型预测对比图溃口流量过程实测与模型预测对比图u堤坝漫顶溃决堤坝漫顶溃决时间比尺时间比尺 u“跌坎跌坎”移动速率相似比尺移动速率相似比尺 成果二：溃坝试验和模拟技术研究溃坝试验和模拟技术研究 基于实时监控信息

17、的大坝运行风险评价体系基于实时监控信息的大坝运行风险评价体系成果三：基于风险的大坝安全评价技术基于风险的大坝安全评价技术溃坝溃坝模式模式起始原因起始原因中间发展过程中间发展过程（路径）（路径）导致结果导致结果漫顶漫顶洪水洪水闸门操作正常闸门操作正常坝坝顶高程不足顶高程不足不能不能及时加高坝顶及时加高坝顶漫顶漫顶冲刷坝体冲刷坝体干预干预无效无效溃坝溃坝洪水洪水+持续降雨持续降雨无溢洪道无溢洪道近坝库近坝库岸滑塌岸滑塌浪涌浪涌漫顶漫顶冲刷坝体冲刷坝体干预干预无效无效溃坝溃坝地震地震基础液化基础液化坝体滑坝体滑动动坝顶高程降低坝顶高程降低漫顶漫顶冲刷坝体冲刷坝体干预干预无效无效溃坝溃坝结构结构破坏破

18、坏洪水洪水下游坡滑坡下游坡滑坡坝顶坝顶高程降低高程降低坝顶高坝顶高程不足程不足漫顶漫顶冲刷坝体冲刷坝体干预干预无效无效溃坝溃坝洪水洪水洪水不能安全下泄洪水不能安全下泄溢洪道冲毁溢洪道冲毁冲冲淘溢洪道基础淘溢洪道基础库库水无控制下泄水无控制下泄溃口扩大或上下游坝坡溃口扩大或上下游坝坡滑坡滑坡溃坝溃坝渗透渗透破坏破坏洪水洪水坝体集中渗流坝体集中渗流管涌管涌干预无效干预无效溃坝溃坝洪水洪水坝下埋管发生接触坝下埋管发生接触冲刷破坏冲刷破坏干预无效干预无效溃坝溃坝1. 1. 提出了基于模糊贴近度的提出了基于模糊贴近度的溃坝模式识别方法溃坝模式识别方法和和溃坝路径挖掘层溃坝路径挖掘层次分析方法次分析方法，

19、建立了基于实时大坝安全监控信息的大坝运行，建立了基于实时大坝安全监控信息的大坝运行风风险分析模型险分析模型2. 构建了溃坝综合评估构建了溃坝综合评估模型模型及综合评估及综合评估系统系统人口信息人口信息经济信息经济信息洪水特征洪水特征环境信息环境信息洪水特性洪水特性格网格网人口、经济人口、经济空间分布空间分布溃坝损失溃坝损失计算格网计算格网网格网格放大放大空间空间叠加叠加格网单元格网单元GIS空间信息格网模型空间信息格网模型成果三：基于风险的大坝安全评价技术基于风险的大坝安全评价技术1. 基于优先排序决策方法和灰色关联决策理论，创建了水库除基于优先排序决策方法和灰色关联决策理论，创建了水库除险加

20、固险加固“优先排序关联决策方案优化量化评价优先排序关联决策方案优化量化评价”全过程全过程的的决策方法和评价模型决策方法和评价模型, 在病险水库除险加固工程规划和实施中在病险水库除险加固工程规划和实施中发挥了重要指导作用发挥了重要指导作用成果四：病险水库除险加固关键技术病险水库除险加固关键技术u 群坝除险加固优先排序决策方法群坝除险加固优先排序决策方法u 除险加固技术方案的灰色关联决策模型除险加固技术方案的灰色关联决策模型u 基于风险的除险加固方案优化基于风险的除险加固方案优化方法方法u 基于加速遗传基于加速遗传算子算子的除险加固效果量化的除险加固效果量化评价模型评价模型 2. 研发了水库除险加

21、固新技术新方法，在除研发了水库除险加固新技术新方法，在除险加固中得到较好的应用。险加固中得到较好的应用。大 坝 上 游 面10978坝 段坝 段- 剖 面u浮式拱围堰干场施工综合方案浮式拱围堰干场施工综合方案u气动抛投散粒体地洞堵水技术气动抛投散粒体地洞堵水技术u寒区坝面保温与防渗新型材料寒区坝面保温与防渗新型材料大 坝 上 游 面10978坝 段坝 段- 剖 面成果四：病险水库除险加固关键技术病险水库除险加固关键技术1. 提出了水库突发事件提出了水库突发事件应急预案有效性评价方法应急预案有效性评价方法，建立了突发事件，建立了突发事件应急组织体系与应急预案运行机制应急组织体系与应急预案运行机制

22、， 推动国家水库大坝的应急管理推动国家水库大坝的应急管理成果五：水库大坝风险控制非工程措施水库大坝风险控制非工程措施应急预案有效性评价方法流程图应急预案有效性评价方法流程图大坝下游高程数据居民点数据应急预案车速、步速道路数据洪水淹没范围受灾点计算模型撤离的安置点各路段的通过时间道路数据集最佳撤离路线计算最佳路线图撤离时间t1比较t1与t0IF t1 t0，应急预案有效IF t1 t0，应急预案非有效提出改进应急预案有效性的措施预案中规定的撤离时间 t0淹没范围计算模型空间分析路权计算模型网络分析2. 建立了水库应急调度建立了水库应急调度模型模型，开发了应急调度决策支持系统，开发了应急调度决策支

23、持系统系统功能系统功能风险风险区概区概况况特征特征断面断面历史历史洪水洪水水库水库河道河道特性特性曲线曲线溃坝溃坝洪水洪水计算计算二维二维洪水洪水演进演进淹没淹没区域区域选择选择图层图层控制控制大断大断面水面水位过位过程程水面水面线计线计算算淹没淹没范围范围淹没淹没水深水深淹没淹没损失损失u应急调度考虑因素：应急调度考虑因素：成果五：水库大坝风险控制非工程措施水库大坝风险控制非工程措施上游水情、工程险情、下游风险及承受能力等上游水情、工程险情、下游风险及承受能力等洪水预报调度、大坝安全实时评估、下游洪灾风险分析、调洪水预报调度、大坝安全实时评估、下游洪灾风险分析、调度方案评价与优化、应急会商决

24、策、信息服务度方案评价与优化、应急会商决策、信息服务u应急调度决策支持系统功能：应急调度决策支持系统功能：参数参数设置设置区域区域概况概况水流水流计算计算风险风险分析分析灾情灾情信息信息3. 构建了水库降等与报废构建了水库降等与报废决策指标体系决策指标体系，提出提出了水库降等与报了水库降等与报废废判别准则判别准则，编制，编制颁布了颁布了水库降等与报废标准水库降等与报废标准，已在广西，已在广西卡马等水库处置中应用，强化了水库大坝的科学管理卡马等水库处置中应用，强化了水库大坝的科学管理我国水库降等和报废的空间分布我国水库降等和报废的空间分布主要河流各省降等报废数量0-100100-200200-4

25、00400-600600成果五：水库大坝风险控制非工程措施水库大坝风险控制非工程措施4. 分析分析了拆坝生态环境影响及其时空关系，建立了拆坝了拆坝生态环境影响及其时空关系，建立了拆坝生生态环境影响与修复评价指标体系与网络层次分析模型态环境影响与修复评价指标体系与网络层次分析模型, 推动推动了我国了我国拆坝生态环境拆坝生态环境的保护工作的保护工作触发事件触发事件水库报废水库报废初始影响初始影响水文影响文影响泥沙影响泥沙影响次生影响次生影响地貌、洪水、水质地貌、洪水、水质湿地、水生生境、湿地、水生生境、植被植被社会影响社会影响经济影响经济影响最终效应最终效应水库报废影响的层次分析示意图水库报废影响

26、的层次分析示意图成果五：水库大坝风险控制非工程措施水库大坝风险控制非工程措施1. 改进了电阻率成像仪和地层地温测量仪的改进了电阻率成像仪和地层地温测量仪的数据解析方数据解析方法法，提出了多种异常体的，提出了多种异常体的高密度电法典型图谱高密度电法典型图谱，提高了，提高了隐患探测的可靠性隐患探测的可靠性成果六：大坝安全监测与预警技术大坝安全监测与预警技术不考虑首蓄因子的不考虑首蓄因子的水平位移预测模型水平位移预测模型2. 改进改进了大坝安全了大坝安全监控预测模型监控预测模型，研发了基于人工智能，研发了基于人工智能技术的大坝安全技术的大坝安全综合分析推理系统综合分析推理系统 改进模型考虑因素：改进

27、模型考虑因素：u冻胀因子冻胀因子u首蓄因子首蓄因子u水位变化对温度影响水位变化对温度影响考虑首蓄因子的考虑首蓄因子的水平位移预测模型水平位移预测模型大坝安全综合分析推理系统大坝安全综合分析推理系统成果六：大坝安全监测与预警技术大坝安全监测与预警技术3. 提出了突发事件提出了突发事件预警因子及阈值预警因子及阈值的确定方法、预警的确定方法、预警等级划等级划分标准及预警模式分标准及预警模式，建立了突发事件，建立了突发事件预警决策支持技术体系预警决策支持技术体系溃坝突发事件预警阈值确定流程图溃坝突发事件预警阈值确定流程图开始开始确定大坝溃坝模式确定大坝溃坝模式Zi(i=1,n)溃坝洪水计算溃坝洪水计算

28、洪水演进分析洪水演进分析洪水淹没图洪水淹没图估计溃坝损失估计溃坝损失L Ln绘制绘制Z-LZ-L关系曲线关系曲线由由L(i=1,2,3,4)查找查找Z-LZ-L关系曲线关系曲线结束结束溃坝水位与损失关系溃坝水位与损失关系曲线推求曲线推求对应四级损失的四个特对应四级损失的四个特征水位值征水位值Zi(i=1,2,3,4)，即为溃坝四级预警阙值即为溃坝四级预警阙值洪水地震结构失稳成果六：大坝安全监测与预警技术大坝安全监测与预警技术溃坝溃坝1.基于熵权系数法和模糊数学基于熵权系数法和模糊数学分析法，分析法，建立了建立了溃坝风险承受能力评价指标体溃坝风险承受能力评价指标体系和评价模型系和评价模型成果七：

29、大坝风险标准与风险管理大坝风险标准与风险管理 u 风险承受能力概化模型：风险承受能力概化模型：5大要素、大要素、23个评价指标个评价指标u 下游居民风险承受能力综合评价模型下游居民风险承受能力综合评价模型 心理承受能力心理承受能力避险能力避险能力风险认识风险认识风险心理风险心理风险价值观风险价值观风险承受能力概化模型风险承受能力概化模型风险承受能力指标体系与权重风险承受能力指标体系与权重2. 揭示了大坝风险标准的揭示了大坝风险标准的地域性地域性、时变性时变性与与社会性社会性特点特点u 1954-1980年：东中西部溃坝生年：东中西部溃坝生命损失很高，中部最高命损失很高，中部最高u 1981-2

30、000年：东中西部溃坝生年：东中西部溃坝生命损失大幅度下降，西部较小命损失大幅度下降，西部较小u 2001-2006年：东中部溃坝生命年：东中部溃坝生命损失为零，西部地区大幅下降损失为零，西部地区大幅下降u 地域分布和时变的形似性地域分布和时变的形似性u 东中西部的区别不断缩小东中西部的区别不断缩小u 现阶段年均溃坝概率很低现阶段年均溃坝概率很低成果七：大坝风险标准与风险管理大坝风险标准与风险管理 溃坝的环境影响评价指标体系模糊综合评价方法水库溃坝社会影响评价指标体系人口特人口特征征C11社会稳社会稳定定C12人民物质人民物质文化生活文化生活 C13资源资源 C14重要设重要设施施C15文教卫

31、文教卫生及其生及其他他C16影影响响区区人人口口密密度度D111失失业业率率当当量量数数D121住住房房损损失失率率D132耕耕地地受受损损率率D141工工矿矿企企业业损损失失D152水水利利水水电电工工程程D153军军事事设设施施损损失失D154文文物物古古迹迹损损失失D161学学校校损损失失D162收收入入变变化化当当量量数数D131淹淹没没耕耕地地重重要要性性D142生生命命线线系系统统损损失失D151医医院院损损失失D1633. 建立了溃坝社会与环境影响度量体系和模糊综合评价方法建立了溃坝社会与环境影响度量体系和模糊综合评价方法成果七：大坝风险标准与风险管理大坝风险标准与风险管理 溃坝

32、的社会影响溃坝的社会影响评价指标体系评价指标体系溃坝的社会影响评价指标体系模糊综合评价方法水水库库溃溃坝坝环环境境影影响响评评价价指指标标体体系系生态环境生态环境C24人居环境人居环境C25河道形态河道形态C21水环境水环境C22土壤环境土壤环境C23单位长度单位宽度冲刷或淤积量单位长度单位宽度冲刷或淤积量D211滨水动物及水生动物影响滨水动物及水生动物影响D242水质等级变化水质等级变化D221土壤环境质量等级变化土壤环境质量等级变化D231植被覆盖变化植被覆盖变化D241自然保护区损坏自然保护区损坏D251人文景观损坏人文景观损坏D252成果七：大坝风险标准与风险管理大坝风险标准与风险管理

33、 溃坝的环境影响溃坝的环境影响评价指标体系评价指标体系溃坝的社会影响评价指标体系溃坝的环境影响评价指标体系u 隶属函数隶属函数：结合偏小型降半梯形分布和偏大型升半梯形分布隶属：结合偏小型降半梯形分布和偏大型升半梯形分布隶属函数进行评判函数进行评判u 综合风险分级综合决策向量综合风险分级综合决策向量 B = ARu 综合模糊评判综合模糊评判：根据最大隶属度原则，找出：根据最大隶属度原则，找出B B 向量中分量最大者，向量中分量最大者，其相对应的评价集中的评语即为模糊综合评判的结果其相对应的评价集中的评语即为模糊综合评判的结果成果七：大坝风险标准与风险管理大坝风险标准与风险管理 模糊综合模糊综合评

34、价方法评价方法4. 编制了编制了水库大坝风险等级划分标准水库大坝风险等级划分标准并颁布实施并颁布实施u 生命风险定量分级标准生命风险定量分级标准 u 经济风险定量分级标准经济风险定量分级标准 u 社会与环境风险定量分级标准社会与环境风险定量分级标准 生命风险定量分级标准生命风险定量分级标准经济风险定量分级标准经济风险定量分级标准 社会与环境风险定量分级标准社会与环境风险定量分级标准 成果七：大坝风险标准与风险管理大坝风险标准与风险管理 三三 突出创新点与科学发现突出创新点与科学发现1. 创建了国内外创建了国内外试验坝高最高试验坝高最高的的实体溃坝实体溃坝试验场，开展了试验场，开展了7次实次实体

35、溃坝试验：体溃坝试验： 2. 发现了土石坝溃决过程中的发现了土石坝溃决过程中的新现象新现象，获得了土石坝溃决过程，获得了土石坝溃决过程的的新认识新认识，揭示了土石坝溃决的，揭示了土石坝溃决的新机理新机理3. 建立了土石坝漫顶建立了土石坝漫顶溃决模型相似准则溃决模型相似准则和和溃口发展预测方法溃口发展预测方法, 完完善和丰富了善和丰富了溃坝理论溃坝理论和和模拟方法模拟方法创新点一：溃坝试验与模拟技术创新点一：溃坝试验与模拟技术u 试验坝体世界试验坝体世界最高最高（9.7m）u 试验试验难度大难度大（坝体材料坝体材料 C 值范围值范围 6.539.5kPa）u 监测监测系统先进系统先进（全要素、多

36、尺度、高精度）（全要素、多尺度、高精度）u “剪剥式剪剥式”冲蚀冲蚀u “双螺旋流双螺旋流”淘刷淘刷u 溃口边坡间歇性失稳坍塌溃口边坡间歇性失稳坍塌 1. 首次研发建设了大坝基础数据、病险与首次研发建设了大坝基础数据、病险与除险加固、溃坝数据等全系列、全要素的除险加固、溃坝数据等全系列、全要素的全国水库大坝数据库全国水库大坝数据库 2. 建立健全了水库大坝建立健全了水库大坝信息采集与信息管信息采集与信息管理体制机制，理体制机制，规范了水库大坝信息管理规范了水库大坝信息管理 3. 系统挖掘了病险水库系统挖掘了病险水库成因及演变机理成因及演变机理，科学指导了全国病险水库除险加固方案的科学指导了全国

37、病险水库除险加固方案的制定和实施制定和实施 4. 构建了溃坝特征构建了溃坝特征统计模型统计模型，揭示了我国，揭示了我国溃坝事件溃坝事件时空特征和规律时空特征和规律创新点二：大坝数据及数据挖掘创新点二：大坝数据及数据挖掘1. 首次构建了个人首次构建了个人风险承受能力概化模型风险承受能力概化模型，建立了中国，建立了中国水库大坝水库大坝风险标准体系风险标准体系，编制了，编制了水库大坝风险等级水库大坝风险等级划分标准划分标准、水库大坝风险评估导则水库大坝风险评估导则2. 创建了病险水库除险加固创建了病险水库除险加固“优先排序关联决策方优先排序关联决策方案优化效果量化评价案优化效果量化评价”全过程决策方

38、法和评价模型全过程决策方法和评价模型3. 提出了水库提出了水库降等与报废判别准则降等与报废判别准则，建立了水库报废拆，建立了水库报废拆坝生态环境影响与修复坝生态环境影响与修复网络层次分析模型网络层次分析模型，编制颁布，编制颁布了了水库降等与报废标准水库降等与报废标准创新点三：大坝风险管理创新点三：大坝风险管理提出了大坝隐患提出了大坝隐患典型图谱典型图谱及及数据解析新方法数据解析新方法研发了大坝安全监测数据可靠性识别和研发了大坝安全监测数据可靠性识别和安全监控安全监控预测新模型预测新模型，以及基于人工智能技术的大坝安全，以及基于人工智能技术的大坝安全综合分析推理系统综合分析推理系统首次提出了水库

39、大坝突发事件首次提出了水库大坝突发事件预警等级划分标准预警等级划分标准，建立了水库大坝突发事件建立了水库大坝突发事件预警体系预警体系创新点四创新点四 ：大坝安全监测与预警：大坝安全监测与预警四四 学术产出与评价学术产出与评价技术专利技术专利（1）获得国家发明专利获得国家发明专利 7 项，项， 另有另有6 项申请项申请受理受理中中技术专利技术专利（2 2）实用新型专利实用新型专利 11 项项技术专利技术专利（3 3）研制软件系统研制软件系统17 套，其中已获得软件著作权套，其中已获得软件著作权 12项项（1 1）编制行业标准、指南编制行业标准、指南19项项，其中其中6项已发布实施项已发布实施技术

40、标准规范技术标准规范（2 2）4项水利部项水利部规范性文件规范性文件颁布实施颁布实施技术标准规范技术标准规范专著译著专著译著u编著专（译）著编著专（译）著 13 部部，其中已出版专著其中已出版专著8部、译著部、译著2部部u发表学术论文发表学术论文 315篇，其中篇，其中SCI检索检索 43篇、篇、EI检索检索 87篇篇论文发表论文发表鉴定意见鉴定意见（2014.3.13）u 具有突出创新性具有突出创新性u 整体达到国际领先水平整体达到国际领先水平u 具有广泛的推广应用前景具有广泛的推广应用前景五五 成果应用与综合效益成果应用与综合效益u行业管理应用：行业管理应用：推广应用推广应用4项水利部文件

41、印发，项水利部文件印发，8项行业技术规范颁布，项行业技术规范颁布，提高水库大坝安全管理能力，增强了预防和提高水库大坝安全管理能力，增强了预防和抗御水库病险和溃坝灾害的能力，为公共安抗御水库病险和溃坝灾害的能力，为公共安全及政府决策提供可靠的科技支撑全及政府决策提供可靠的科技支撑在全国在全国756座大型、近座大型、近4000座中型、座中型、9万多座万多座小型水库大坝安全管理中逐步推广应用小型水库大坝安全管理中逐步推广应用u进一步推广应用：进一步推广应用：小湾、小浪底、丹江口、潘家口、大黑汀、小湾、小浪底、丹江口、潘家口、大黑汀、丰满、新安江、岗南、黄壁庄、漳河、旁丰满、新安江、岗南、黄壁庄、漳河、旁多、沙河、青山、燕山等大型水库多、沙河、青山、燕山等大型水库u实际工程应用：实际工程应用：世界银行世界银行应用证明应用证明国际组织国际组织国外机构国外机构瑞士能源署瑞士能源署加拿大加拿大Hydro-Power本项目研