山色空蒙,百廿年武大繁花似锦;
水光潋滟,六十载水院风景如画。

团结协作,锲而不舍,
水利人承水利魂

拳拳热血,携手同行,
齐心共筑水院之家。

功以才成,业由才广。
百川揽英才,雅园育翘楚。

博学之,审问之,慎思之,
明辨之,笃行之。

聚莘莘学子,助载梦启航。

悠悠校友情,拳拳报校心。

团结协作,锲而不舍,
水利人承水利魂

科研动态

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学院两项成果获2020年度水力发电科学技术奖一等奖
通讯员:科技与学科办公室  发布时间:2020-12-16 15:25:37  点击数:

  12月8日,中国水力发电工程学会通报了2020年度水力发电科学技术奖获奖项目。我院主持的两项成果获一等奖(全国共12项),为学院首次获批该奖项一等奖。分别是周伟教授主持的“高堆石坝全生命周期变形控制与预测关键技术及应用”和张艳军副教授主持的“基于三峡水库水环境改善的水库群联合调度关键技术研究与应用”。

 

  高堆石坝全生命周期变形控制与预测关键技术及应用

  该项目针对300m级高堆石坝坝体变形控制面临的细观力学机制不明确、模拟方法不完备和参数取值不准确、变形监测手段落后和变形预测方法效果差等4大挑战,紧密围绕变形机理、模拟方法、缩尺效应、监测技术、预测调控等关键技术问题,在理论、方法、技术和应用等四个层面开展了系统研究,取得了四个方面的自主创新成果:

  (1)在理论层面,搭建筑坝颗粒材料宏细观力学试验平台,并建立了基于多尺度特性的宏细观力学模型,可识别复杂筑坝颗粒材料细观结构、并展示高时间分辨率下,颗粒塑性行为的时空演化过程;

  (2)在方法层面,提出了堆石体数值模拟新技术和力学参数确定新方法,建立大规模真实堆石颗粒形状库,提出了数值试验和现场试验相结合的原级配堆石体力学参数确定方法,为高堆石坝材料参数选取提供依据;

  (3)在技术层面,研发了分别基于InSAR技术和管道机器人的堆石坝外观、内观一体化变形监测新技术,可获得空天地多视角、多时空分辨率的变形监测信息,为高堆石坝变形控制和预测提供了可靠的全生命周期、多源数据融合的大数据基础;

  (4)在应用层面,创建了基于深度学习和多源数据的堆石坝全生命周期变形智能预测的方法体系,为实际工程项目的顺利施工和竣工安全鉴定提供技术支持和科研支撑,有效保障大坝的变形安全。

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  该项目形成了一整套“宏细观、多尺度、全周期、智能化”的高堆石坝变形控制与预测系统,研究成果不仅得到了国内外同行的关注和高度评价,还成功应用于水布垭、瀑布沟、猴子岩、江坪河、如美等12座堆石坝,全面支撑了相关工程的设计、建设和运行。该项目成果在国内拟建的高堆石坝和“一带一路”沿线国家水电建设中具有广阔的应用前景。

 

  基于三峡水库水环境改善的水库群联合调度关键技术研究与应用

  该项目面向长江大保护和长江经济带发展国家战略,依托国家水体污染控制与治理科技重大专项和三峡水库科学调度关键技术专项,提出了“联合水库、动态过程、调和效益、协作调度”的生态环境调度研究新思路,研发了改善三峡库区水环境的水库群多目标联合调度技术,实现了贯通三峡上游超大型水库、全长770公里的水量、水质和水华多目标多尺度的水体调控。主要研究内容和创新包括:

  (1)针对如何运用水库群调度来减少水华暴发风险的问题,探明了三峡水库支流的分层异重流层化结构,发现了抑制三峡水库支流水华发生的混光比阈值,研发了水库群“潮汐式”调度防控水华的技术;

  (2)针对水库群生态环境调度与防洪、发电、航运等传统调度的协调问题,构建了既保障防洪、发电、通航和水资源综合利用等传统效益、又兼顾三峡库区水环境效益的溪洛渡-向家坝-三峡水库群多目标优化调度模型,同时保障了三峡水库群传统效益与水环境效益;

  (3)针对水库生态环境调度实施运行中的海量数据、异构模型、多方协调难题,研发了面向水环境调度的多源数据融合、多元模型耦合和多智能体集成技术,率先建成了基于水环境改善的三峡水库群联合调度决策支持系统,实现了业务化运行。

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  三峡及其上游梯级水库群联合调度决策支持系统及应用平台界面友好、响应快速、结果可靠。项目成果为水生态环境的治理提供了新的技术手段,补充完善了国家水污染控制与治理技术体系,被科技部和环保部的第三方评价专家高度评价为“项目难度大,创新突出,整体达到国际领先水平”。项目成果在国内外形成较大的影响,被求是网、中国水利报、中国环境报和中国三峡多家国家媒体报道转载,被誉为“长江大保护治水利器”。在当前强调水电工程与生态环境协调发展的背景下,该成果将为我国七大流域的水库群开展联合调度发挥科技支撑作用,具有重要的推广应用价值。