“中國(guó)是大壩建設(shè)大國(guó)。近年來(lái)，中國(guó)水利部堅(jiān)決貫徹落實(shí)習(xí)近平總書(shū)記關(guān)于大壩建設(shè)運(yùn)行管理的重要指示批示精神，在大壩智能化領(lǐng)域開(kāi)展了積極探索實(shí)踐，建設(shè)了一批數(shù)字孿生大壩，構(gòu)建現(xiàn)代化水庫(kù)運(yùn)行管理矩陣，推動(dòng)大壩實(shí)現(xiàn)更安全運(yùn)行、更精準(zhǔn)調(diào)度、更高效管理，為保障防洪安全、供水安全、糧食安全、生態(tài)安全、能源安全提供有力支撐?！彼坎块L(zhǎng)李國(guó)英在由水利部、四川省人民政府和國(guó)際大壩委員會(huì)聯(lián)合主辦的國(guó)際大壩委員會(huì)第28屆大會(huì)暨第93屆年會(huì)期間，首次系統(tǒng)闡述了智能大壩的理念。

在全球氣候變化和能源轉(zhuǎn)型的雙重背景下，傳統(tǒng)大壩建設(shè)與管理面臨著諸多挑戰(zhàn)。智能大壩作為一種新型基礎(chǔ)設(shè)施，正逐漸成為大壩行業(yè)發(fā)展的新方向。我國(guó)在智能大壩領(lǐng)域的探索已取得顯著成效，得到了國(guó)際水電專(zhuān)家的一致認(rèn)可。

在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，智能大壩的未來(lái)發(fā)展將更加注重綠色低碳、生態(tài)友好和全球合作。一方面，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，智能大壩將進(jìn)一步提升對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)能力，推動(dòng)人與自然和諧共生。另一方面，國(guó)際合作將更加緊密，通過(guò)制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和共享經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)全球大壩事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，引領(lǐng)水電行業(yè)的新未來(lái)。

智能是大壩發(fā)展未來(lái)

“智能是大壩事業(yè)發(fā)展的未來(lái)?！崩顕?guó)英指出，當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展，前沿技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)入前所未有的密集活躍期，大壩事業(yè)發(fā)展面臨理念重塑、技術(shù)變革、模式再造的新形勢(shì)新要求新任務(wù)。近年來(lái)，我們堅(jiān)持需求牽引、應(yīng)用至上、數(shù)字賦能、提升能力，加快構(gòu)建智能大壩，深化對(duì)水庫(kù)大壩性態(tài)、安全要素和運(yùn)行管理全過(guò)程的數(shù)字化映射、智能化模擬，做到歷史數(shù)據(jù)積累分析，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)同步交互，未來(lái)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)預(yù)演，實(shí)現(xiàn)大壩建設(shè)運(yùn)行管理全生命周期的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化。

李國(guó)英介紹，智能大壩以物理大壩為基礎(chǔ)、時(shí)空數(shù)據(jù)為底座、數(shù)學(xué)模型為核心、水利知識(shí)為驅(qū)動(dòng)，對(duì)水庫(kù)大壩性態(tài)全要素和運(yùn)行管理全過(guò)程進(jìn)行數(shù)字化映射、智能化模擬，實(shí)現(xiàn)大壩建設(shè)運(yùn)行全生命周期透徹監(jiān)測(cè)感知、智能分析預(yù)測(cè)、前瞻決策支持，提升大壩安全高效可持續(xù)運(yùn)行水平。智能大壩通過(guò)自感知、自診斷、自學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)建設(shè)運(yùn)行管理高質(zhì)量發(fā)展和高水平安全良性互動(dòng)，是對(duì)傳統(tǒng)大壩運(yùn)行模式的超越和創(chuàng)新。

智能大壩能夠全覆蓋、全要素、全天候、全周期感知大壩和環(huán)境信息，全面、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地分析診斷大壩和環(huán)境的安全性、穩(wěn)定性、可靠性、聯(lián)動(dòng)性，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)及態(tài)勢(shì)進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別、預(yù)警、處置，在此基礎(chǔ)上可根據(jù)環(huán)境條件的變化，進(jìn)行“正向—逆向—正向”的動(dòng)態(tài)推演和迭代優(yōu)化運(yùn)行方式，以確保在防洪、供水、灌溉、發(fā)電、航運(yùn)等方面實(shí)現(xiàn)“帕累托最優(yōu)”效益。目前，中國(guó)已建成水庫(kù)大壩約9.5萬(wàn)座，總庫(kù)容約1萬(wàn)億立方米，在世界上面積最大、水土流失最為嚴(yán)重的黃土高原，建成淤地壩約5.8萬(wàn)座，攔蓄泥沙55億立方米，育出耕地面積128萬(wàn)畝。在已建成的水庫(kù)大壩上或利用水庫(kù)大壩建設(shè)的水力發(fā)電站，2024年全國(guó)水電裝機(jī)容量4.36億千瓦，年發(fā)電量14257億千瓦時(shí)。無(wú)論是大壩類(lèi)型、數(shù)量、高壩數(shù)量、水力發(fā)電裝機(jī)規(guī)模均位居世界第一。

中國(guó)已開(kāi)展智能大壩初步探索

中國(guó)在智能大壩領(lǐng)域已取得初步探索成果，為全球水電開(kāi)發(fā)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。我國(guó)在智能大壩建設(shè)方面已構(gòu)建現(xiàn)代化水庫(kù)大壩運(yùn)行管理矩陣，實(shí)現(xiàn)了8000余座水庫(kù)的全覆蓋、全要素、全天候、全周期管理。同時(shí)，通過(guò)提升工程感知能力，建設(shè)數(shù)字孿生工程，如三峽、小浪底、太浦閘等，大大提高了決策的智能化和精準(zhǔn)化水平。

國(guó)家能源局副局長(zhǎng)萬(wàn)勁松表示，截至2024年底，中國(guó)水電總裝機(jī)已達(dá)到4.35億千瓦，年發(fā)電量占可再生能源發(fā)電量40%以上，人均水電發(fā)電量首次突破1000千瓦時(shí)，并有力帶動(dòng)了新能源高質(zhì)量發(fā)展。水電功能發(fā)揮與水庫(kù)大壩建設(shè)密切相關(guān)，依托重大工程建設(shè)，廣大水利水電行業(yè)同仁加大科技攻關(guān)創(chuàng)新，攻克一系列世界級(jí)難題挑戰(zhàn)。從能源行業(yè)的大壩管理實(shí)踐看，大壩管理體制機(jī)制更加完善，大壩安全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)更加健全，大壩安全運(yùn)行技術(shù)更加成熟，在近年來(lái)極端天氣多發(fā)頻發(fā)的情況下，我國(guó)的高壩大庫(kù)從未發(fā)生過(guò)潰壩事故，更好的大壩為中國(guó)人民提供了更強(qiáng)的能源獲得感和安全感。

國(guó)際大壩委員會(huì)主席米歇爾·利諾對(duì)中國(guó)水電開(kāi)發(fā)的成就給予高度評(píng)價(jià)。他指出，在本次大會(huì)期間，我們通過(guò)會(huì)前和會(huì)后的考察，走訪(fǎng)了中國(guó)許多大型大壩工程和水電站工程，我們深切體會(huì)到中國(guó)在水電開(kāi)發(fā)方面幾十年如一日地追求卓越，所取得的巨大成就不僅為中國(guó)帶來(lái)了福祉，也為其他國(guó)家和地區(qū)的水電開(kāi)發(fā)提供了有益的啟發(fā)。中國(guó)在水電開(kāi)發(fā)領(lǐng)域積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和成就之后，現(xiàn)在又開(kāi)始積極向世界其他國(guó)家進(jìn)行投資。中國(guó)將自身成熟的技術(shù)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)推向海外，這無(wú)疑是對(duì)世界的另一層貢獻(xiàn)。中國(guó)的水電技術(shù)和大壩施工能力走向世界，不僅展示了中國(guó)水電開(kāi)發(fā)的實(shí)力，也為全球水電、壩工事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)了中國(guó)智慧和中國(guó)力量。

智能大壩助力大壩安全

面對(duì)全球氣候變化的加速重塑水文環(huán)境，水庫(kù)大壩的安全性、可靠性和可持續(xù)性正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。極端氣候事件的頻發(fā)加劇了大壩安全風(fēng)險(xiǎn)，生態(tài)環(huán)境壓力持續(xù)增大，水資源供需矛盾日益尖銳，同時(shí)，大壩的老化與運(yùn)維管理也面臨著嚴(yán)峻考驗(yàn)。

在這一背景下，智能大壩以其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，成為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的關(guān)鍵力量。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)分析，智能大壩能夠迅速識(shí)別大壩安全隱患，并及時(shí)采取預(yù)警和應(yīng)對(duì)措施。以三峽、小浪底等數(shù)字孿生工程為例，它們的建設(shè)實(shí)現(xiàn)了對(duì)大壩安全狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控和精準(zhǔn)預(yù)警，極大地提升了大壩的抗災(zāi)能力。

不僅如此，智能大壩在優(yōu)化水庫(kù)調(diào)度策略、提高水資源利用效率方面也發(fā)揮著重要作用。借助智能化的調(diào)度系統(tǒng)，智能大壩可以根據(jù)實(shí)時(shí)水情和氣象條件，自動(dòng)調(diào)整蓄水和放水策略，實(shí)現(xiàn)防洪、供水、灌溉、發(fā)電等多目標(biāo)的精準(zhǔn)決策調(diào)控。這不僅確保了大壩的安全運(yùn)行，也為緩解水資源供需矛盾、支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供了堅(jiān)強(qiáng)保障。

米歇爾·利諾指出，從大壩全生命周期的角度來(lái)看，人工智能技術(shù)的應(yīng)用潛力無(wú)限。無(wú)論是設(shè)計(jì)階段利用AI賦能的建模軟件，還是在流域尺度上進(jìn)行梯級(jí)水電站的智慧化調(diào)度，或是防洪調(diào)度和洪水預(yù)測(cè)，人工智能技術(shù)都扮演著關(guān)鍵角色。他進(jìn)一步解釋道，AI技術(shù)的應(yīng)用不僅顯著提升了洪水預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，還能在短時(shí)間內(nèi)處理大量數(shù)據(jù)，為我們提供最精準(zhǔn)的信息。這些信息對(duì)于優(yōu)化水庫(kù)大壩的調(diào)度和全生命周期管理至關(guān)重要，極大地提高了我們的管理效率和決策水平。展望未來(lái)，人工智能技術(shù)在大壩全生命周期管理中的應(yīng)用前景廣闊，其作用將愈發(fā)凸顯。