成果简介:
西南地区是中国地质、水旱等自然灾害最严重、最频发的区域。大渡河流域处于青藏高原向四川盆地过渡地带,横跨龙门山、鲜水河、安宁河三大断裂带,是汶川8.0级和芦山7.0级地震的影响区,梯级电站安全运行长期面临多重自然灾害威胁。同时大渡河又承担了四川省四分之一的电量供应,是四川省的主力调峰调频电站,也是长江流域防洪体系重要组成部分。如何提高复杂孕灾、致灾环境下流域水地灾害预测预警、梯级水电站智能调控和应急处置等水平,这是增强流域风险应对和安全保障能力的关键。 该项目围绕“是否会发生灾害”“发生灾害后如何应对”两大关键问题开展研究,以“成灾机理-灾害预警-风险调控-应急联动”为核心链条,提出了西南山区水地灾害预警及大型梯级水电站安全运行成套关键技术,显著提升了大型电站群抵抗灾害风险和安全保障能力。 1.研究了强降雨、大洪水、强地震等复合致灾因子诱发下水地灾害复杂链式成灾过程,揭示了流域滑坡“致灾-激发-损害”全过程演变机制,厘清了滑坡入水之后的涌浪、堵江运动过程,构建了多类型滑坡成灾模式识别图谱以及灾害风险动态评估方法,为流域灾害精准防治提供了关键理论和技术支撑。 2.提出了基于多因素相似性的数据-机理双驱动洪水预报技术,1、3、7日预报误差分别控制在5%、10%和13%以内;揭示了库岸边坡干湿循环条件下渐进破坏机理,研发了滑坡灾害智能诊断与预警系统;提出了结合洪水演进数值模拟和机器视觉图像识别的泄洪风险防范技术,实现了流域水地灾害一体化预测预警。 3.建立了面向暴雨洪水、地震滑坡等多类型灾害的梯级水电站自适应调度技术,研发了基于龙芯的国产自主可控发电和闸门控制装备和工业软件,实现了流域41台机组、62扇闸门实时智能一体化调控,调控难度最大的日调节电站水位偏差由14cm以上降低至5cm以内,解决了暴雨洪水、滑坡涌浪影响下河道水位大幅震荡和水库漫坝风险防控难题。 4.研发了基于端-网-云-应用的水地灾害一体化感知预警、分析研判、联动处置的应急联动平台,提出了电站在极端情况下通信、电力的应急保障措施,保障大岗山电站在泸定6.8级地震后仅15分钟即恢复满负荷运行,实现了决策指挥由经验化向数据化转变,风险防控由被动式向预判式转变。 团队牵头主编行业标准4项,参编国际和国家标准共4项,授权发明专利23件、登记软件著作权21项,出版学术专著3部,发表论文82篇。研发了拥有自主知识产权的大型电站核心工控软硬件,摆脱了西方的技术和设备封锁。成果全面应用于大渡河流域梯级电站,并推广应用于乌江流域等西南山区电站,成功应对了2022年泸定6.8级地震、2020年超百年一遇特大洪水等31场灾害事件,受到应急管理部、水利部、长江委、四川省及地方政府的表扬和感谢,被央视等媒体宣传报道,吸引了东京电力等100余家单位参观学习,经济和社会效益显著,推广前景广阔。