一、产品简介：

　　（1.水利部大坝安详执掌核心，210029，南京；2.南京水利科学钻研院，210029，南京）

　　摘要：近年来推翻古板认知的尽头降水事务屡次爆发，对水库大坝安详度汛变成告急胁迫，寰宇周围内洪水漫坝及漫顶溃坝事情时有爆发，水库大坝应对尽头事务的工程韧性亟待提拔。搬动互联网、大数据、云谋划、物联网、人为智能等新一代音讯身手阶跃式起色为水库大坝安详执掌数字化、搜集化、智能化改革供应了紧要契机。深化数字赋能，对古板水库大坝发展智能化改造，是提拔水库大坝工程韧性、有用提防各种尽头事务危险的紧要途途。从提拔水库大坝工程韧性角度启航，研商了智能大坝界说及其内在、特性，总结了智能大坝钻研与树立近况及面对的题目与挑衅，凝练了智能大坝树立必要攻闭冲破的症结科常识题与症结身手。从增强顶层安排、科学筹划智能大坝树立谋划与履行途途，加疾修筑智能大坝筑造与智能化改造表面系统，增强科技革新以机闭发展智能大坝树立症结身手和配备攻闭，支柱透彻感知系统以及智能诊断、智能预警、灵巧运维、灵巧决定体例平台修筑，增强身手圭表系统树立与演示引颈并促进智能大坝树立与智能化改造先行先试等方面，提出智能大坝树立途途。

　　基金项目：国度核心研发谋划（2022YFC3005400）；国度天然科学基金（U2443231）；核心级公益性科研院所根基科研交易费专项资金项目（Y722003、Y723008）。

　　水库大坝是国度紧要策略性根底方法，担负着保证国度防洪安详、供水安详、粮食安详、能源安详、生态安详等紧要职司。世界现有各种水库大坝9.5万多座，拥有总量多、幼型水库多、土石坝多、老旧坝多、病险库多、高坝大库多等特征。从坝型看，土石坝占91.8%；从筑成年代看，20世纪50—70年代及之前修理的占87.1%，均匀坝龄53年。

　　近年来，推翻古板认知的尽头暴雨事务屡次爆发，对水库大坝安详度汛变成告急胁迫，国表里洪水漫坝及漫顶溃坝事情时有爆发。从国内看，2018年8月1日，新疆哈密区域射月沟幼（1）型水库际遇超圭表洪水漫顶溃坝，该水库校核洪水圭表为300年一遇，而现实爆发洪水超1000年一遇，漫顶水深达5m。2021年汛期，我国多地显现衔接强降雨气象，导致两座水库漫顶溃坝、多座水库显现漫坝险情；7月18日，内蒙古莫力达瓦旗12h累计降雨量232.1mm，导致一座幼（1）型水库（永安水库）、一座中型水库（新发水库）漫顶溃坝，此中永安水库际遇的500年一遇洪水的校核洪峰流量比原安排大204%，新发水库际遇的300年一遇洪水的校核洪峰流量比原安排大225%；2021年河南郑州“7·20”特大暴雨幼时最强点雨量201.9mm，冲破我国大陆现象观测纪录史乘极值，导致郑州市143座水库中有84座显现差别水准险情，此中郭家嘴水库显现漫坝险情，告急胁迫下游南水北调中线日，湖北襄阳区域普降特大暴雨，5座幼（2）型水库显现漫坝险情。2023年“七下八上”防汛症结期，松花江流域个别支流爆发超实测纪录洪水，哈尔滨市磨盘山川库、龙凤山川库两座大型水库几近漫坝。2024年7月20日，黑龙江省绥化市明水县际遇超100年一遇特大暴雨洪水袭击，永兴镇最大降雨总量281.9mm，先锋水库、宏胜水库两座幼（2）型水库显现漫坝险情。从国际看，2018年7月23日，热带风暴“山神”（Son-Tinh）过境惹起的一连强降雨导致老挝桑片-桑南内水电站副坝溃决。2020年5月1日，乌兹别克斯坦萨尔多巴（Sardoba）水库际遇台风暴雨后溃坝，胜过7.5万人被迫迁徙；5月19日，一连强降雨导致美国密歇根州伊登维尔（Edenville）大坝和桑福德（Sanford）大坝接踵溃决，上万人被迫危急撤离。2021年2月7日，印度北阿坎德国正在筑的里希甘加（Rishiganga）水电站大坝上游冰川崩塌发生超圭表洪水导致其漫顶溃决；3月8日，强降雨导致美国夏威夷毛伊岛考帕卡鲁亚（Kaupakalua）土坝漫顶溃坝。2023年9月10日，飓风“丹尼尔”带来尽头强降雨，利比亚东部口岸都邑德尔纳河上游24h内产水量胜过阿尔比拉德和阿布曼苏尔两座水库总库容的5倍，9月11日凌晨2时驾御两座水库接踵溃坝，溃坝洪水刹时障碍史乘名城德尔纳，世界胜过10%的生齿遭遇洪灾影响；10月4日凌晨，中印疆域锡金国提斯塔河道域因一连降雨诱发南洛纳克冰川湖溃决，发生的消亡性大洪水导致下游提斯塔Ⅲ级水电站溃坝，沿河15座桥梁及大方筑设、军事方法被冲毁。2024年5月2日，因际遇尽头暴雨洪水，巴西南里奥格兰德州（Rio Grande do Sul）七月十四（14 de Julho）水电站库水位超10000年一遇校核洪水位0.3m，碾压混凝土坝上部全部失稳溃决；7月26日，俄罗斯西南部车里雅宾斯克州基阿利姆（Kialimskoye）水库土石坝正在一连强降雨障碍下因调理欠妥溃坝，所幸未变成职员伤亡。

　　2000年从此，我国水库年均溃坝率已降至0.5/10000以下，进入寰宇低溃坝率国度队伍，但超圭表洪水导致的溃坝占比呈明白增大趋向，这与如今尽头气象事务频发和硬汉类运动影响有很大闭连。异日要完毕“确保现有水库安然无事”防御倾向，务必提拔水库大坝应对超圭表洪水等各种突发事务的工程韧性。

　　“工程韧性”观点最早由加拿大学者Holling提出，其界说为工程体例正在受到洪水、地动等天然灾殃及社会动荡、构兵、等硬汉类运动扰动后复兴平均或褂讪状况的才气。基于此界说，水库大坝工程韧性则是指库坝体例正在受到暴雨洪水、突发地动、硬汉类运动等扰动，或显现漫顶、渗漏、滑坡、缺陷等工程险情后复兴工程根基功效与褂讪运转状况的才气。中国工程院宣布的《环球工程前沿2023》中将“机闭与工程体例全寿命抗灾韧性”列为10项土木、水利与筑设工程规模工程钻研前沿之一。国际上也对转化境遇下水工程韧性提拔赐与了高度闭怀。2024年9月14日，正在北京召开的第18届寰宇水资源大会“水工程韧性提拔-应对尽头事务”专场集会指出，近年来，正在天气转化和硬汉类运动后台下，环球水体例际遇的表界作对频率、强度持续加强，高韧性水统治迫正在眉睫。水库大坝等水工程正在应对天气转化、完毕高韧性水统治中发扬着越来越紧要的功用。2024年5月23日，正在印度尼西亚巴厘岛召开的第十届寰宇水论坛“天气转化下水利根底方法韧性提拔”分会指出，提拔水工程应对洪水、干旱、旱涝急转等尽头事务的顺应才气与工程韧性，拥有紧要的实际意旨。

　　近年来，相闭提拔工程韧性的钻研得到明显发展，希罕是正在提拔都邑根底方法和区域经济的韧性方面。学者们通过应用大数据、人为智能和呆板研习等进步身手，对都邑电力体例、交通搜集和筑设机闭实行危险评估和优化安排，以升高工程正在面临天然灾殃和人工作对时的复兴力温柔应力。

　　转化境遇与硬汉类运动给水库大坝安详带来新的挑衅，古板安详执掌理念和形式已难以餍足新阶段水库大坝高质地起色与高秤谌安详需求。物联网、云谋划、大数据、人为智能等新一代音讯身手阶跃式起色为水库大坝安详执掌数字化、搜集化、智能化改革供应了紧要契机，深化数字赋能，发展智能大坝树立或对古板水库大坝发展智能化改造，是提拔水库大坝工程韧性、有用提防各种尽头事务危险挑衅的紧要途途。面向起色水利新质分娩力，智能大坝树立已成为坝工身手先进的造高点，也成为当下水利行业核心促进的处事和钻研热门。王浩所正在钻研团队较早体例发挥了灵巧水利的数字赋能系统框架；钟登华等研商了大坝树立及运转执掌历程中正在数字化、智能化方面的症结需求；李庆斌等针对大坝智能筑造提出了基于感知—阐述—掌握的闭环掌握表面；盛金保等阐领会大坝安详灵巧执掌的内在，并正在水库大坝机能演化与灾变机理、大坝安详智能诊断决定表面与手腕等方面得到钻研发展。

　　本文从提拔水库大坝工程韧性角度，研商了智能大坝界说及其内在、特性，总结了智能大坝钻研与树立近况及面对的题目与挑衅，凝练了智能大坝树立与智能化改造必要攻闭冲破的症结科常识题与症结身手，针对性提出了智能大坝树立起色途途。

　　智能大坝是以大坝工程物理实体、赋存境遇数字体为根底，通过搬动互联网、大数据、云谋划、物联网、人为智能等新一代音讯身手，以及传感器、卫星遥感、高效算法、音讯统一、主动掌握等前沿身手与水库大坝专业常识的深度统一，以透彻感知、自决阐述、自决馈控为根基运转形式，以透彻感知、周至互联、深度统一、通俗共享、智能行使、泛正在职职为紧要特性，基于数据—机理—常识三元驱动，完毕水库大坝全人命周期安详与危险的智能感知—统一—诊断—预警—决定—防控，明显提拔水库大坝工程韧性。

　　智能大坝以完毕大坝“物理空间可视化、安详监控智能化、物联搜集图形化、运转执掌协搀杂”为完全功效倾向，树立“数字大坝、协同大坝、韧性大坝、绿色大坝、高效大坝、安详大坝”，明显提拔水库大坝工程韧性，正在更高秤谌上保证大坝安详运转和效益发扬。

　　智能大坝基于体例安详理念，超越了空间、期间、用户、交易4个维度。空间维度网罗水库大坝工程自己及上下游、驾御岸影响区；期间维度超越水库大坝谋划安排、施工树立、蓄水运转、加固改造、降等报废等全人命周期；用户维度网罗水行政主管部分、水库大坝主管部分和运转执掌单元、水库功效受益对象等；交易维度网罗工程安详运转、科学优化调理、交易高效执掌、危险敏捷措置。

　　智能大坝树立涉及4大赋能体（系）与8项重心身手，即水库大坝工程体、赋存境遇数字体、矩阵执掌灵巧体、身手圭表系统，以及智能感知筑立（传感器）、物联网、数字孪生、大数据、云谋划、搬动互联网、人为智能、搜集音讯安详身手。

　　智能大坝完毕水库大坝全人命周期横向到边、纵向毕竟全方位因素音讯透彻感知、智能统一、智能囚禁、智能调理、灵巧运维；兼顾上下游、驾御岸，对大坝安详和灾变实行智能诊断和预警，对大坝运转危险态势实行智能辨识、决定与自决馈控。

　　通过智能大坝树立与智能化改造，完毕水库大坝树立与安详执掌理念和身手从数据到音讯、从音讯到常识、从常识到智能、从智能到灵巧的转换，使古板大坝具备物联感知、全因素表达、可视化映现、数据统一供应、空间阐述谋划、模仿仿真推演、内幕交互，以及自我研习、自我优化、自决诊断、自决馈控等多种才气。

　　物理实体大坝是水库发扬防洪、灌溉、发电等归纳效益的物质根底，是工程树立和行业执掌的完全对象，是新颖化智能感知身手配备的物理载体；数字孪生大坝是物理实体大坝的数字化照射，通过BIM、GIS、VR等身手，将工程实体、呆滞筑立、监测仪器等照射到三维数字化可视空间，完毕水库大坝筑管交易及音讯交互从纸面到屏幕、从二维到三维、从概括静态到现象动态的提拔。

　　“天空隙水工”全因素音讯感知仪器筑立是智能大坝的“觉得器官”和“音讯终端”，完毕大坝变形、应力、渗流、温度等监衡量，以及水情、雨情、旱情、地动等境遇监衡量的周至及时感知。搬动互联网等数据通讯传输身手与搜集根底方法为海量监测音讯正在智能大坝的“感知终端”和“大脑中枢”之间搭筑高效互联互通的音讯高速公途，完毕人-机-物高速度、低时延互联。

　　大坝人为智能是人类为水库大坝开采的“大脑中枢”，欺骗谋划机模仿大坝工程师的逻辑思想和推理决定历程，通过深度研习，对多源异构数据实行统一阐述；欺骗监测数据、专业常识、身手圭表、工程体会对大坝安详性态实行智能诊断；通过仿真模仿对大坝全人命周期可以场景或尽头工况下危险演化实行数字化预演、自顺应预警和自决馈控。

　　智能大坝不妨正在研习、推理、预演根底上，对大坝树立和运转执掌实行灵巧决定，树立期不妨对混凝土振捣、土石料碾压、坝基灌浆、混凝土温控等紧要历程及施工进度实行精准化监控；运转期对水库大坝安详性态实行透彻感知和智能诊断，对换度应用、维素养护、更新改造、功效提拔、隐患统治、危险防控等作出科学判决和优化决定，并反应给筑立执掌职员，通过合理权限分派，完毕闸门主动掌握、隐患智能解决、预警音讯宣布、预案迭代优化、危险自决提防等功效。

　　欺骗新一代音讯身手改造升级古板水利根底方法，鼓吹水利新质分娩力起色，是国度和行业核心促进的处事职司，也是行业学者闭怀和钻研的中央。2023年5月，核心、国务院印发《国度水网树立谋划大纲》，鲜明周至饱励水网工程数字化智能化树立，提拔调理执掌智能化秤谌，打造全遮盖、高精度、多维度、保安详的水网监测系统。水利部也接踵印发《水利部闭于印发加疾促进新时期水利新颖化的指挥偏见的报告》（水规计〔2018〕39号）、《闭于大举促进灵巧水利树立的指挥偏见》（水音讯〔2021〕323号）、《水利部闭于加疾修筑新颖化水库运转执掌矩阵的指挥偏见》（水运管〔2023〕248号）、《水利部印发〈闭于促进水利工程树立数字孪生的指挥偏见〉的报告》（水树立〔2024〕93号）等系列文献，以提拔水利工程树立全因素、全历程的数字化、搜集化、智能化执掌才气。智能大坝树立与智能化升级改造依赖于多种前沿身手革新冲破和集成行使，近年来，通过主动促进水利音讯化、灵巧水利、数字孪生水利树立等闭连处事，大坝智能筑造、智能感知、智能预警、智能监控、身手圭表等规模钻研及行使得到明白首展。

　　跟着大坝工程树立范围与难度慢慢加大，数字化、音讯化和智能化的工程树立执掌需求日趋急切。智能筑造身手的引入，不只升高了大坝树立的质地与服从，改动在施工安详性、境遇友爱性等方面带来了明显提拔。大坝智能筑造身手的起色要紧可能总结为表面、身手、手腕、筑立4个方面。

　　表面层面，统一正在线监测与仿真身手完毕筑造历程中大坝性态的及时阐述和调控，成为升魁岸坝安详性和低浸危险的有用办法，酿成了基于感知—阐述—掌握闭环掌握理念的智能筑造表面。

　　身手层面，通过统一物联网、大数据等身手创办了智能监控体例，同时提出了资料分娩、浇筑、振捣、压实、灌浆等质地评估体例；基于数字孪生身手与Unity可视化出现平台等完毕了对大坝施工全历程的可视化动态出现；通过集成音讯身手和工程执掌表面提出了智能施工执掌身手，完毕施工历程的智能调理。

　　手腕层面，集合智能监控体例获取的资料音讯，提出基于多源音讯统一驱动的坝料物理力学模子识别与参数归纳反演身手，并研发了智能决定模块，为现场科学、高效的施工执掌供应了有用办法。

　　筑立层面，近年来起色较为成熟的智能施工呆滞通过装备种种传感体例、监测体例和集成智能算法的掌握体例等，完毕主动定位、现场境遇感知、途途谋划、主动施工行动施行等职司；研发了集成境遇音讯监测筑立、掌握参数谋划的表面模子和反应掌握体例的喷雾、温控等配备体例，完毕对掌握参数的智能化动态掌握，并正在乌东德水电站和白鹤滩水电站等智能筑造历程中告成行使。必要指出的是，智能筑造的大坝并不愿定是智能大坝，但可认为智能大坝树立奠定优越物理实体根底。

　　多源音讯透彻智能感知是完毕水库大坝数字化、搜集化、智能化运转执掌的根底，通过卫星遥感、人为智能等新身手，无人机、无人船、水下呆板人等新配备新身手的行使，修筑遮盖水库上下游、驾御岸的“天空隙水工”全天候动态监控系统，可为完毕水库运转执掌音讯体例数据集成、周至提拔水库工程全因素危险感知与防控才气供应紧要身手支柱。正在大标准监测身手与配备方面，归纳行使卫星遥感身手可完毕对库区、下游河流等区域地表境遇和时空转化的大周围、长时序动态监测；正在中幼标准监测身手与配备方面，研刊行使了一批新型监测身手与筑立，网罗智能感知终端、无人机、无人船等。通过增强窄带物联网（NB-IoT）、5G等新一代物联通讯身手及智能感知、掌握施行和精准计量等筑立的行使，提拔古板安详监测办法的主动化、智能化秤谌；正在深水探测身手与配备方面，我国自决研发的大坝深水检测专用载人潜水器“禹龙号”告成冲破了300m级深水境遇大坝安详保证身手困难，核心办理了载人潜水器功课固定、水下定位、功课器材搭载、低能见度探测、安详防护、宽视野考核窗研造等身手困难；正在全因素数据集成与数据底板修筑方面，密集工程根底数据、“天空隙水工”全天候动态监测数据、地舆空间数据、交易执掌数据以及跨行业共享数据，修筑水库全因素音讯数据底板，完毕工程多源音讯的透彻感知。

　　通过及时监测水位、降雨量、渗流、应力、浸降等症结物理量，实时挖掘工程潜正在危险和分表情景，进一步预测可以爆发的险情，如洪水、滑坡和机闭损坏等，并完毕危险智能预警，为应急决定供应科学凭据。

　　正在雨水情监测预告“三道防地”修筑方面，跟着数字孪生身手的扩展行使，正在数字孪生场景中接入或叠加雨量和洪水预成功果出现功效持续完竣。正在智能诊断模子与动态预警系统修筑方面，统一工程全人命周期内“天空隙水工”全天候智能监控体例密集的全因素音讯，充离开采工程安排、树立、运转期音讯特性并完毕全人命周期数据互馈，基于数字孪一生台酿成了大数据境遇下大坝安详性态的数据-机理双驱动智能统一及诊断手腕与模子。正在仿真预演与体例研发方面，通过修筑具备正反向推演功效的全历程、多地步模仿仿真预演系统对预告场景实行前瞻预演，为调理计划优选、应急预案协议供应科学凭据。正在应急预案迭代优化方面，数字化应急预案可为敏捷应急抢险调理供应决定声援，通过机闭化、模块化应急预案根底因素，如机闭机构、预警与防守机造等，统一水库防洪调理计划和危险生齿及社会经济热力争阐述收效等实行模仿仿真，敏捷天生成家如今地步的应急指令群，动作进一步动态模仿和迭代优化的根底，完毕应急预案的数字化、矢量化、机闭化解决。

　　智能大坝树立通过统一新一代音讯化身手及专业常识完毕大坝安详性态的透彻感知、自决阐述、自决馈控及大坝全人命周期智能监控，树立大坝智能囚禁平台，集成及时监测、预警预告、智能决定及音讯共享等功效，为应对突发事务中大坝危险智能防控供应身手支柱。

　　正在智能囚禁形式方面，针对大坝囚禁音讯异构性强的题目，创办了音讯分类圭表及模子，完毕囚禁音讯的圭表化执掌；创办了世界水库大坝安详音讯搜集上报与共享系统，完毕数据共享、阐述、行使和水库大坝安详执掌的榜样化、细致化、智能化；开始修筑了“规则轨造为凭据、囚禁机造为保证、囚禁体系为支柱、囚禁手腕为抓手”的智能囚禁形式与机造；创办了执掌评估圭表及分级预警目标系统、大坝安详身手手册质地智能评估手腕及体例等。正在动态智能囚禁手腕与身手方面，正在大坝安详智能囚禁形式框架下，基于囚禁异构音讯圭表化收效，采用相干、聚类等手腕开采识别大坝安详囚禁潜正在危险并完毕定量化阐述，为提出针对性囚禁手腕供应凭据，创办合用于差别阶段、差别危险品级的大坝智能动态囚禁手腕。正在智能囚禁平台树立方面，盘绕执掌监视、安详预警、应急决定三个闭键，修筑水库大坝安详音讯共享与多维协同囚禁云任职架构，网罗智能囚禁、智能预警及智能决定体例。

　　为充塞发扬身手圭表的引颈性、根底性、保证性功用，以修筑面向起色水利新质分娩力的身手圭表系统为倾向，加星遥感、智能巡检、无人机与水下呆板人等新身手行使，水利部新修订的《水利身手圭表系统表》中，将智能化施工身手动作功效序列“施工与安置”的紧要实质，同时酿成国度水网工程智能化安排圭表、大坝安详智能监测身手导则等31项智能大坝树立闭连圭表造修订谋划。但上述身手圭表出台尚待岁月，智能大坝树立与智能化改造身手圭表系统创办照旧任重道远。

　　相较于灵巧都邑、智能电网、智能交通、智能医疗等规模的敏捷起色，智能大坝树立希罕是古板大坝智能化升级改造，正在表面手腕、症结身手、仪器配备、圭表榜样等方面尚存以下非常题目与挑衅。

　　智能大坝是包含新一代起色理念的大坝起色样子，而兼顾谋划、安排、树立、蓄水、运转、加固、改造、退伍等全人命周期树立运转安详保证的智能树立尚处正在表面查究阶段，希罕是面广量大的已筑水库大坝音讯化根底方法脆弱，树立音讯缺失，运转期监测数据匮乏，难以支柱大坝安详智能诊断与协同执掌，智能化改造的表面、手腕与身手缺乏实习查究体会，兼顾水库大坝全人命周期的智能大坝树立理念手腕与身手系统亟待修筑。

　　正在大坝透彻感知系统修筑方面，涵盖监测、检测、探测等全因素的透彻感知系统尚未创办，相应的感知筑立布设手腕与身手圭表不健康，多源感知因素数据统治统一度较低，无法完毕症结因素期间衔接和空间周至的透彻感知；正在大坝安详性态智能诊断、预警与馈控方面，尚存正在多源多模态数据互相统一身手缺乏，数据、机理及常识的互相协同性不强，面向机闭性态演变、境遇转化等杂乱境遇条款下的安详性态自诊断和自顺应预警才气不够等题目。怎么通过表面与手腕革新，将古板坝工身手与新一代音讯身手和前沿身手充塞统一，周至感知水库大坝全天候、全因素、全周期多源音讯，通过数据统一完毕大坝安详与危险的智能诊断—预警—决定—防控症结身手仍需进一步深切钻研。

　　智能大坝透彻感知系统是网罗“天空隙水工”监测、检测与探测等全因素感知音讯深度统一的系统，牢靠的仪器配备是透彻感知的症结，现有埋入式大坝安详监测仪器以弦式、差阻式、电容式等为主，历久褂讪性、境遇顺应性、观测精度难以餍足杂乱运转境遇下大坝安详危险早期精准识另表需求，一朝爆发损坏，往往难以实时修复更新，无法确保监测数据的时空衔接性。现地终端功效不够，数据缺失防控与仪器阻碍修复身手尚不健康，难以支柱智能大坝透彻感知系统树立。同时，顺应杂乱境遇的大坝智能筑造配备，以及大坝深水长间隔检测与修补加固配备、深埋隐伏病害无损检测与措置配备还存正在症结短板。怎么通过自决研发全链条症结仪器配备，进一步提拔水库大坝音讯感知、机能仿真、智能诊断、智能庇护等全遮盖交易规模智能化秤谌有待深切钻研。

　　身手圭表是饱励智能大坝树立与古板大坝智能化改造组织的紧要支柱，是指引智能大坝范围化行使和身手财发生态集群树立的症结根底。纵然水利部新修订的《水利身手圭表系统表》将国度水网工程智能化安排圭表、大坝安详智能监测身手导则等31项智能大坝树立闭连身手圭表列入此中，但圭表造修订必要闭连钻研根底与行使实习支柱，间隔上述圭表出台仍有相当历久间，科学、合理、可行的智能大坝树立与智能化改造身手圭表系统亟待加快创办。

　　智能大坝树立和古板大坝智能化改造应以提拔工程韧性、支柱水库大坝高质地起色与高秤谌安详为统领，以饱励数智赋能、行使至上为重心，锚定命字化、搜集化、智能化起色主线，僵持倾向导向、需求牵引，兼顾筹划，全部促进。

　　智能大坝的顶层安排是引颈智能大坝的身手框架、树立倾向、树立实质、促进形式及保证机造的根底，完全履行途途是保证智能大坝树立与智能化改造有序促进和一连起色的症结。一是遵从新阶段水利新质分娩力、水利高质地起色和高秤谌安详根基央浼，深化古板坝工身手与新一代音讯身手和前沿身手的深度统一，发展多学科多身手笼络科技攻闭，破解智能大坝树立与智能化改造症结身手瓶颈与配备瓶颈；二是基于智能感知—统一—诊断—预警—决定—防控全链条身手门途，正在世界周围有序促进“数字大坝、协同大坝、韧性大坝、绿色大坝、高效大坝、安详大坝”树立；三是兼顾研讨功效需求与身手革新发展，分阶段稳步促进，正在行使中持续迭代升级。

　　加疾修筑集“多维度音讯感知、多倾向智能决定、多因素及时掌握”为一体的智能大坝树立与智能化改造表面手腕系统，涵盖智能感知、智能仿真、智能诊断、智能预警、智能调理、灵巧运维、自决馈控等全链条交易需求，为完毕安排、施工、运转全历程中施工因素、资料机能、机闭性态、危险演化等要素的归纳智能调控，办理大坝机闭服役状况调控、人命期安详机能评估、危险预测预警困难，完毕“高质、高效、安详、绿色”智能树立倾向供应表面根底。

　　修筑“天空隙水工”一体化监测网，统一三维可视化身手，采用智能优化算法，完毕大坝智能感知系统优化安排。统一高精度感知、抗电磁抗作对身手以及精巧创筑工艺，加疾大坝智能传感器研发，完毕传感器与专用微型解决器的集合，研造高精度、抗作对且集自诊断、自校准、功耗执掌、数据解决等功效的一体化智能传感器，增进古板传感器不具备的主动校零、漂移抵偿、传感单位过载防护、数采形式转换、数据存储、数据阐述等功效。研发集成无线传感器搜集身手，创办大坝归纳监测数据传感搜集系统，修筑感知节点的数字孪生体例，完毕智能传感器与数字孪生身手的多效集合。研发多源数据智能搜集、冗余存储与多信道自顺应通讯和智能感知预警的现地终端配备。

　　研发基于大测深探地雷达、分散式电法等身手的大坝病害智能表检测身手配备；主动饱励新一代人为智能正在危险感知和智能诊断身手中的行使，开采智能算法，感知监测数据中的分表音讯和危险特性，提拔水库大坝潜正在危险辨识与量化评估才气；开采尽头情景下的智能预测与预警体例，提拔数据解决自决阐述才气和主动反响服从，提拔危险措置智能决定身手才气。

　　加疾物联网、人为智能与绿色施工身手的统一，提拔身手顺应性与牢靠性，升高施工全历程主动化身手集成率。修筑大坝树立多源音讯感知系统，完毕大坝筑造历程音讯感知的精准性与及时性。研发新型加固资料，革新加固身手，优化改造计划，升高已筑坝机闭强度，深化服役性态。通过智能化改造，发展已筑坝智能传感监测系统树立，饱励古板已筑坝音讯化、数字化提档升级。

　　起色合用于高寒高海拔区域深奥遮盖层和软岩地基的筑坝身手，以及残忍境遇下耐久性混凝土、特大型聚积体欺骗、高陡边坡褂讪掌握、大型弃渣场欺骗与安详掌握等症结身手。研发深埋长隧洞勘察、高机动性地球物理探测、高架大跨度渡槽震灾防控身手与配备，以及新型高效破岩与刀盘卡机灵捷脱困身手，高地热、高地应力、多断层碎裂带等杂乱地质条款下深埋长隧洞钻爆法、TBM法智能安详高效掘进身手与配备。

　　起色国产三维可视化图形安排软件，钻研高效高精度的三维可视化身手。整合微观资料机能到宏观机闭举动的多标准仿真模子与仿真结果，欺骗数字孪生身手，完毕大坝虚拟谋划与场景预演、施工仿真模子的智能更新、施工计划的智能优化与反应掌握等身手更新，完毕对大坝树立进度和质地的动态掌握，办理由大坝树立历程中的随机性和不确定性变成的施工进度和质地掌握难度大等题目。开采高效直观的人机交互界面，完毕合营安排和决定的便捷性。

　　研发合用于通俗境遇条款的高耐久、高强度、优异抗渗性和抗裂性的新型混凝土资料和其他筑坝资料。发展生态境遇友爱型资料钻研，升高工业副产物和废物的欺骗率，欺骗新颖纳米和生物身手办法，改观古板筑设资料的力学机能和耐久性。鼓吹资料科学、境遇科学、音讯身手等多学科交叉，创办和完竣新型资料机能评估和检测系统。

　　基于大数据阐述与呆板研习等智能算法，开采基于大方监测数据的深度阐述模子，及时评估大坝机闭矫健状况，完毕杂乱表荷载功用下水库大坝力学反响与灾变历程仿真。开采基于物理模子和史乘数据的大坝老化与寿命预测模子，修筑大坝渗流与缺陷起色预测模子，对潜正在安详隐患实行早期识别，提拔水库大坝危险智能预警和自决馈控秤谌。

　　开采基于物理模子和数据驱动模子的预测器材，集合大坝的史乘监测数据和及时数据，对大坝的运转状况实行智能预测。欺骗灾变模仿结果实行水库大坝危险评估，阐述可以的损害形式和失效机造，为灵巧决定供应科学凭据。基于监测危险阈值，创办主动预警体例，完毕主动触发预警和启动应急反响圭表。

　　研发“天空隙水工”智能监测数据统一与统治身手，开采基于大数据及呆板研习的监测数据分表识别身手、多源多时空监测数据统一统治模子，开采水库大坝灵巧运维执掌平台，实实际时数据、预警音讯、操作日记、庇护纪录、安详检验讲述智能解决，欺骗监测与预测阐述结果供应操作提议、庇护手腕和危险措置战略。

　　钻研大坝危险全天候感知音讯传输、存储、统一手腕，修筑大坝空间数字化照射场景，懂得危险馈控协同形式，创办大坝运转危险态势的智能感知与智能馈控协同平台，完毕大坝全人命周期安详与危险智能感知—统一—诊断—预警—决定—防控闭环执掌。

　　拣选树立条款充塞、树立需求鲜明、功效发扬明显的工程发展先行先试处事，网罗新筑智能大坝和正在役大坝的智能化升级改造，查究与身手相顺应的工程树立运维执掌系统，增强试点项目树立生效的观察与总结，提炼可复造、可扩展的告成形式和身手收效，为后续的迭代改善供应凭据，指引其他大坝工程向智能大坝起色。

　　盘绕智能大坝树立倾向与树立准则，正在总结先行先试树立体会根底上，面向智能大坝安排、施工、改造、加固、评议、水文、监测、检测、音讯化等全人命周期、全交易流程身手圭表央浼，深化新一代音讯身手、前沿身手与坝工常识的深度统一，创筑不妨有用支柱智能大坝树立和智能化改造的规则轨造身手圭表系统，分类、分等、分层、分级修筑智能大坝树立与更新改造身手圭表与执掌榜样系统，涵盖工程树立手腕、数据搜集与感知、数据解决与阐述、智能掌握体例、安详防护与监测等方面，餍足树立质地、软硬件盛开兼容必要，支柱智能大坝身手的周至扩展履行和持续迭代优化。增强当局指引与交易闭连学（协）会协议圭表之间的兼顾促进和协同起色，修筑当局主导树立、交易闭连方（商场）自决培养的圭表系统，激励产学研用各方依托社会机闭协议群多圭表，饱励智能大坝树立身手正在安排筑造运维全历程全部一体化、榜样化行使。

　　正在转化境遇和硬汉类运动后台下，提拔水库大坝工程韧性以应对尽头事务影响，对正在更高秤谌上保证大坝安详运转和效益发扬至闭紧要。智能大坝动作完毕库坝体例谋划安排、施工树立、蓄水运转、加固改造等全人命周期的立体化感知、搜集化传输、智能化决定及协搀杂执掌的紧要载体，是提拔水库大坝工程韧性、鼓吹水利新质分娩力起色的症结办法。

　　智能大坝树立与水库大坝智能化改造依赖于新一代音讯身手和前沿身手的革新冲破与集成行使，不只不妨完毕大坝树立、运转、改造历程的优化升级，也将鼓吹闭连财产链条的重构升级，酿成新的财发生态，完毕分娩因素革新性筑设，进而催生新质分娩力。本文从提拔水库大坝工程韧性角度启航提出了智能大坝的观点内在，总结了智能大坝的要紧特性；从智能筑造、感知、预警、囚禁、身手圭表等方面总结了智能大坝树立与钻研近况，以及面对的题目与挑衅。另表，从几方面提出了智能大坝树立起色途途：增强顶层安排，科学筹划智能大坝树立谋划与履行途途；加疾修筑智能大坝筑造与智能化改造表面系统；增强科技革新，机闭发展智能大坝树立症结身手和配备攻闭，支柱透彻感知系统以及智能诊断、智能预警、灵巧运维、灵巧决定体例平台修筑；增强身手圭表系统树立与演示引颈，促进智能大坝树立与智能化改造先行先试等。

　　盛金保，李宏恩，王芳.智能大坝树立与韧性提拔起色途途钻研[J].中国水利，2024（24）：68-77.