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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。

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。

比如，拱壩健康管理平臺可與本期產品協同，對大壩水庫整個生態進行健康預警管理。 極端天氣系列三個產品可以共同工作，臨近水庫大壩的城鎮可以合理預測城鎮及周邊的河道水域的狀態，做到全方位安全防護。

大壩中心自成立以來，協助上級起草大壩安全規章與規范性文件，編制技術標準，積極開展各項大壩安全監察工作，為電力企業提供全方面技術服務和指導。 截至2021年底，在國家能源局注冊和備案大壩總數達638座，約占全國水電總裝機的容量77%，約占全國水庫總庫容的57%。

遠算將數值仿真技術與水利行業創新性地融合，自主研發了大壩健康管理數字孿生平臺、城市內澇預警數字孿生平臺及流域洪澇風險管理數字孿生平臺等水利數字孿生系列產品，實現大壩健康、水庫泄洪、洪峰推演與城市內澇的全流域數字孿生耦合聯動。

一直以來，遠算始終堅持深耕行業，充分發揮自身數值仿真技術優勢，積極推動雙碳目標下水庫大壩智慧化建設與高質量發展。更多資訊可登錄格物CAE官方網站https://cae.yuansuan.cn/或關注微信公眾號【遠算云學院】遠算在bilibili、頭條、知乎、技術鄰定期發布課程視頻等內容敬請關注

在對水庫、大壩等制定應急預案時，可以考慮使用仿真手段對堤壩潰決過程進行模擬，預測堤壩決堤口走勢，還可以與洪峰推演模型結合，預測堤壩潰壩之后對下游的影響和下游泥沙濃度分布情況等。

導致大壩災難性破壞的原因及基本模式有五種：①溢洪道的泄洪能力不足，洪水漫過原來按不過水壩設計的壩頂，溢流而下;②壩體連同部分地基沿軟弱面發生滑移破壞;③壩體因揚壓力過大而沿壩基面滑動;④壩體或壩基因管涌或流土而破壞;⑤壩的上、下邊坡發生滑移破壞。滲流在后四種模式中起著重要的作用。此外，水庫水的過量滲漏、水庫岸坡的穩定性、水庫誘發地震等，也都與滲流的作用密切相關。

除了大型水庫，遠算也新推出了區域壩安全管理數字孿生平臺，高效集約、輕量實用，讓每一座水庫大壩搭上數字孿生的時代列車！

水庫大壩安全監測預警系統：主要包括物聯網平臺，無人機平臺以及業務系統，其中物聯網平臺主要提供設備的快速接入和設備管理服務，無人機平臺主要負責水庫大壩三維模型構建以及巡檢支撐，業務系統主要實現小型水庫水雨情和大壩安全的實時監測和預警。 群閘聯控信息系統：通過控制水閘調水補水，實現流域內水資源的靈活調動。

【產品介紹】遠算大壩健康管理數字孿生平臺大壩健康管理數字孿生平臺是遠算科技為業主搭建一套大壩實時健康“體檢”系統，基于數值仿真技術，結合實時監測和數據分析，有效掌握大壩當前健康狀態，幫助運維人員實現實時、專業、全面的預測性運維管理。在這近十萬座水庫中，小型水庫大壩占比高達95%，針對其量大面廣的特點，遠算科技也推出了區域壩安全管理數字孿生平臺實現小型水庫統一規范管護。

圖2. 1982年Strathcona大壩溢洪情況的原型觀測和FLOW-3D HYDRO模擬結果在所有閘門全開的情況下，經過校準的CFD模型在水庫正常操作范圍內產生的排水量與溢洪道流量曲線的誤差在5%以內。然而，當水庫水位較高時，模擬排水量與流量曲線之間的差異超過10%，因為水力模型試驗采用簡化幾何形狀和經驗修正，無法完全反映復雜的進水水流。

同時固化專家經驗，智能管家降低大壩運維門檻，大幅降低管理成本，助力能源水工建筑智能運維。除了大型水庫，遠算科技也專門為中小型水庫提供區域壩安全預警數字孿生平臺，滿足不同各類水工建筑應用場景需求。不僅是水工建筑，海上風電也是我們的核心重點。海上環境復雜多變，潮汐、風浪、泥沙等多因素不斷沖蝕風場樁基，另外還有海纜裸露等問題也不容忽視。

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。

<p>近期，多地遭受了前所未有的洪水侵襲，每一次災害都如同警鐘長鳴，提醒我們水庫大壩安全的重要性，超標準暴雨的突襲讓大壩的安全防線面臨前所未有的考驗。面對這一挑戰，CFD技術可為潰壩洪水的預測與管理開辟新的路徑。

除了拱壩之外，重力壩、土石壩和面板堆石壩等不同類型的水庫大壩也可以通過構建考慮水利&電力行業標準規范、虛擬實體交互映射的數字孿生系統，實現工程安全前瞻預演的智能化運維。 千島湖小流域洪澇風險管理數字孿生平臺 淳安縣山丘區域面積廣，極端天氣頻繁，洪澇發生點多面廣，成災快突發性強，災害防御滯后被動。

世界上已建的高土石壩如蘇聯的努克列水庫大壩，壩高達317m。塔吉克斯坦的羅貢水庫大壩，壩高達335m。據統計，世界上在20世紀80年代末期興建的百米以上的高壩中，土石壩的比例已達到75%以上。由于多方面的原因，我國高土石壩的發展比較緩慢，我國壩高超過100m的土石壩有石頭河水庫大壩，壩高105m；碧口水庫大壩，壩高101m；魯布革水庫大壩，壩高101m；小浪底水庫大壩，壩高154m等。

，主要用來攔截江河，形成水庫，為發電、防洪、灌溉、供水、航運等提供條件，它是水電工程樞紐建筑物的重中之重，對上下游沿岸人民生命財產安全至關重要。

同時，遠算也分享了大壩健康管理、流域洪澇風險管理等數字孿生平臺的落地案例，展示了平臺實際場景應用效果。應用案例1：華光潭水電站大壩健康管理遠算運用仿真技術，增加虛擬測點，拓展監測區域，解決大壩年久老化所致的測點缺失或經費不足等問題；固化專家經驗，智能專家系統科學分析監測數據，降低監測數據解讀門檻；預演壩體未來趨勢，實現預測性維護，主動響應極端工況。

水電廠廠房一般會建立在大壩背面，且發電機就安裝在廠房里。大壩上游水庫中的蓄水通過一條“引水管道”與廠房內部的發電機組連接，這樣提供動能的水資源就可以隨時被發電機組使用了。