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2023年4月27日-28日，遠算參加了由中國大壩工程學會主辦的2023學術年會，中國科學院陳祖煜院士、中國工程院王超院士、鈕新強院士等知名學者出席了本次會議，遠算CAE專家兼高級副總裁閔皆昇閔博士受邀作《基于結構有限元仿真的數字孿生技術助力大壩安全智能運維》的主題報告。閔博士在會議上先介紹了遠算大壩健康管理數字孿生平臺。

3 水庫大壩的防滲設計 　　水庫大壩的滲漏病害可能發生在壩基，也可能會發生在壩肩，更多的是發生在壩體。因此在進行水庫大壩的防滲設計時，首先要確定大壩的滲漏部位，滲漏程度和滲漏特點，選擇合適的防滲設計方案。

胡佛大壩的體量在1930年代是驚人的，至今仍是美國最大的大壩。這是胡佛大壩和一些著名地標建筑高度對照表。和中國的三峽大壩相比，胡佛大壩的寬度只有三峽大壩的六分之一，但高度高了21%。從壩頂俯瞰壩身。以前不止一次在電影里看到過這個場景，電影007和《變形金剛》等都在這里取過景。記得最早在電影里看到胡佛大壩好像是哈里森福特在《亡命天涯》里的一場戲。

在水利工程中，河道、渠道、大壩等區域的測量工作為施工放樣的重要組成部分，是水利工程施工的重要的內容。其中，河道、河道施工測量與道路測量基本相同，而大壩施工測量則有重大區別。因此，本文以保證水利工程施工質量為目標，分別分析了以防洪蓄洪為主的土石大壩和以水力發電為主的混凝土重力壩的施工測量，為其施工提供較為精確的施工放樣。

國家能源局大壩安全監察中心 介紹 國家能源局大壩安全監察中心（簡稱大壩中心）是國家能源局直屬司局級事業單位，負責為水電站大壩運行安全提供技術監督服務和管理保障，承擔電力行業水電站大壩安全注冊（備案）、定期檢查、監測管理、應急管理、信息化建設、隱患排查治理等工作及相關技術監督服務。

20世紀70年代開始，大壩出現壩體開裂和閘門卡住的現象，初步判斷閘門卡住現象由地質運動引起。1990年起，運維單位對壩址處的地質運動進行監測，顯示地質運動導致的位移量約為每年3mm。2010年后閘門卡住現象出現頻次顯著增加。因此，目前考慮通過完全重建或者部分改造，將大壩壽命延長幾年或幾十年?？紤]到經濟因素，優先選擇論證部分改造這一解決方案的可行性，再對壩進行部分改造。

平臺主要針對大壩運維過程中存在數據測點損壞數據不全、無法事前管理、缺乏評估手段等諸多問題而提出的專門用于大壩運維的數字化 解決方案 ， 為大壩提供超過100,000個虛擬測點，使得監測數據由點及面進行擴展，實現了大壩的 智慧化模擬。

Tuilières 大壩的整體位置和現場照片分別如圖1和圖2所示，其中4號閘門已損壞，需要對大壩啟動特殊評估，包括對穩定性的論證，以及考慮細長結構的抗震能力的論證。圖3是大壩4號閘門的壩體樁基結構的設計圖。

將BIM 技術應用于大壩工程設計之中，通過三維建模的方式，統計好工程量并在大量數據分析的基礎上，利用建模軟件等為大壩工程設計提供思路，并在此基礎上不斷的優化大壩工程的設計方案。

根據大壩的結構特點和設計要求，進行如下三方面的計算就可達到選取恰當的防滲措施和校驗建筑物在滲流作用下是否安全的目的。(一)確定滲透壓力對于混凝土壩(或水閘)地基中的有壓滲流，要確定沿建筑物地下輪廓線的滲透壓力分布，計算揚壓力，以便驗算建筑物的穩定性。

為充分利用水資源,人們在天然河流上修建了水庫大壩,以達到調控洪水、發電、灌溉、供水、通航、旅游、漁業養殖等目的，水庫大壩對人類社會和經濟的發展起到了極其重要的推動作用，但是一旦由于某種原因發生潰壩失事，對下游所造成的生命和財產損失將無法估計。

其次，在滿足基本水力設計的基礎上，要滿足水閘、大壩、堰和泄水建筑物中水流的穩定流態，并盡量控制偏斜、脫墻、回流和渦流等不利流態。對于泄水建筑物，還需要保證下游水流的連接形式和不同連接形式的消能方式，以減少回流和涌浪的影響。

根據鉆孔資料揭示，大壩巖土體由上到下分別為砂卵石層，砂礫石層和弱風化基巖層，基巖最要是流紋至斑巖層。兩側坡比按照階梯式而不同。由于大壩運營時間比較長，根據現場調查發現，壩體局部出現裂縫，下由坡腳位置出現管涌破壞。為例保證大壩的安全運營，需對大壩進行加固處理。加固方法主要為采用塑性混凝土防滲墻，墻體厚度為0.8m。墻體軸線與大壩軸線重合。

對于展會中頻頻提及的智能建造水電大壩議題，遠算科技的大壩健康管理數字孿生平臺，基于核心智能算法，充分發揮結構有限元仿真、水文水動力耦合國產模型等關鍵技術優勢，提供符合大壩行業監管要求和標準規范的大壩安全在線監測研判服務，仿真模型彌補大壩原有測點不足或設備損壞帶來的數據缺失等問題，實時監管大壩安全，及時預警大壩風險，還能模擬極端工況，提供主動應對極端情況的運維方案，實現預測性運維。

大壩健康管理數字孿生平臺APP針對傳統大壩運維數據不足、缺乏評估手段、難以預知防范的痛點，采用結構有限元仿真技術進行結構分析，使用數據分析方法挖掘內在規律，真實反映大壩健康狀態，基于監測數據實時反哺仿真模型，構建相互映射、協同交互的數字孿生體，持續輸出大壩運維輔助決策數據，實現大壩健康管理。

其中，土石壩是一種普遍采用的壩型，相較于其它類型的大壩具有取材方便、技術簡單、建設周期短、成本低等優勢。據國際大壩會議統計，土石壩占據全世界所有超15米大壩的80%以上。

Strathcona大壩溢洪道的模擬結果顯示，在大洪水通過期間，所有閘門在水庫水位升高時完全打開。請注意最左側海灣惡劣的進水條件和橋墩漫頂的影響。John Hart大壩 - 溢洪道優化John Hart混凝土大壩將進行改造，包括一個新的自由頂溢洪道，位于現有的閘門溢洪道和目前正在建設的低水位出口結構之間。