（1.水利部大坝安宁管束中央，210029，南京；2.南京水利科学咨询院，210029，南京）

　　摘要：近年来倾覆古板认知的极度降水事宜屡次发作，对水库大坝安宁度汛酿成紧要胁迫，宇宙边界内洪水漫坝及漫顶溃坝变乱时有发作，水库大坝应对极度事宜的工程韧性亟待晋升。转移互联网、大数据、云策画、物联网、人为智能等新一代音信时间阶跃式成长为水库大坝安宁管束数字化、搜集化、智能化改革供给了要紧契机。加强数字赋能，对古板水库大坝展开智能化改造，是晋升水库大坝工程韧性、有用提防各种极度事宜危机的要紧旅途。从晋升水库大坝工程韧性角度启程，商量了智能大坝界说及其内在、特色，总结了智能大坝咨询与设置近况及面对的题目与挑衅，凝练了智能大坝设置需求攻合冲破的症结科常识题与症结时间。从巩固顶层策画、科学策动智能大坝设置计议与推行旅途，加快修筑智能大坝筑造与智能化改造表面编造，巩固科技革新以结构展开智能大坝设置症结时间和装置攻合，维持透彻感知编造以及智能诊断、智能预警、聪明运维、聪明计划体系平台修筑，巩固时间程序编造设置与树范引颈并促进智能大坝设置与智能化改造先行先试等方面，提出智能大坝设置旅途。

　　基金项目：国度核心研发铺排（2022YFC3005400）；国度天然科学基金（U2443231）；主旨级公益性科研院所根本科研营业费专项资金项目（Y722003、Y723008）。

　　水库大坝是国度要紧计谋性根柢方法，经受着保险国度防洪安宁、供水安宁、粮食安宁、能源安宁、生态安宁等要紧做事。寰宇现有各种水库大坝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、高坝大库多等特性。从坝型看，土石坝占91.8%；从筑成年代看，20世纪50—70年代及之前修筑的占87.1%，均匀坝龄53年。

　　近年来，倾覆古板认知的极度暴雨事宜屡次发作，对水库大坝安宁度汛酿成紧要胁迫，国表里洪水漫坝及漫顶溃坝变乱时有发作。从国内看，2018年8月1日，新疆哈密区域射月沟幼（1）型水库际遇超程序洪水漫顶溃坝，该水库校核洪水程序为300年一遇，而实质发作洪水超1000年一遇，漫顶水深达5m。2021年汛期，我国多地显示一连强降雨气象，导致两座水库漫顶溃坝、多座水库显示漫坝险情；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策画大204%，新发水库际遇的300年一遇洪水的校核洪峰流量比原策画大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记实史书极值，导致郑州市143座水库中有84座显示差异水准险情，此中郭家嘴水库显示漫坝险情，紧要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）型水库显示漫坝险情。2023年“七下八上”防汛症结期，松花江流域局限支流发作超实测记实洪水，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，前卫水库、宏胜水库两座幼（2）型水库显示漫坝险情。从国际看，2018年7月23日，热带风暴“山神”（Son-Tinh）过境惹起的络续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7.5万人被迫转动；5月19日，络续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，上万人被迫危殆撤离。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作超程序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”带来极度强降雨，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时独揽两座水库接踵溃坝，溃坝洪水刹那障碍史书名城德尔纳，寰宇胜过10%的人丁遭遇洪灾影响；10月4日凌晨，中印国界锡金国提斯塔河道域因络续降雨诱发南洛纳克冰川湖溃决，发作的肃清性大洪水导致下游提斯塔Ⅲ级水电站溃坝，沿河15座桥梁及豪爽筑立、军事方法被冲毁。2024年5月2日，因际遇极度暴雨洪水，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，碾压混凝土坝上部完全失稳溃决；7月26日，俄罗斯西南部车里雅宾斯克州基阿利姆（Kialimskoye）水库土石坝正在络续强降雨障碍下因调剂不妥溃坝，所幸未酿成职员伤亡。

　　2000年从此，我国水库年均溃坝率已降至0.5/10000以下，进入宇宙低溃坝率国度队伍，但超程序洪水导致的溃坝占比呈昭着增大趋向，这与此刻极度气象事宜频发和英雄类举动影响有很大相合。他日要告竣“确保现有水库平安无事”防御方针，必需晋升水库大坝应对超程序洪水等各种突发事宜的工程韧性。

　　“工程韧性”观点最早由加拿大学者Holling提出，其界说为工程体系正在受到洪水、地动等天然劫难及社会动荡、交兵、等英雄类举动扰动后复原平均或安静状况的技能。基于此界说，水库大坝工程韧性则是指库坝体系正在受到暴雨洪水、突发地动、英雄类举动等扰动，或显示漫顶、渗漏、滑坡、缺陷等工程险情后复原工程根本效用与安静运转状况的技能。中国工程院宣告的《环球工程前沿2023》中将“构造与工程体系全寿命抗灾韧性”列为10项土木、水利与筑立工程界限工程咨询前沿之一。国际上也对转化境况下水工程韧性晋升予以了高度合心。2024年9月14日，正在北京召开的第18届宇宙水资源大会“水工程韧性晋升-应对极度事宜”专场集会指出，近年来，正在天气转化和英雄类举动布景下，环球水体系际遇的表界作对频率、强度不休巩固，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、告竣高韧性水统治中发扬着越来越要紧的感化。2024年5月23日，正在印度尼西亚巴厘岛召开的第十届宇宙水论坛“天气转化下水利根柢方法韧性晋升”分会指出，晋升水工程应对洪水、干旱、旱涝急转等极度事宜的适宜技能与工程韧性，拥有要紧的实际旨趣。

　　近年来，相合晋升工程韧性的咨询赢得明显转机，额表是正在晋升都邑根柢方法和区域经济的韧性方面。学者们通过行使大数据、人为智能和机械进修等前辈时间，对都邑电力体系、交通搜集和筑立构造实行危机评估和优化策画，以降低工程正在面临天然劫难和人工作对时的复原力和适宜力。

　　转化境况与英雄类举动给水库大坝安宁带来新的挑衅，古板安宁管束理念和形式已难以知足新阶段水库大坝高质料成长与高秤谌安宁需求。物联网、云策画、大数据、人为智能等新一代音信时间阶跃式成长为水库大坝安宁管束数字化、搜集化、智能化改革供给了要紧契机，加强数字赋能，展开智能大坝设置或对古板水库大坝展开智能化改造，是晋升水库大坝工程韧性、有用提防各种极度事宜危机挑衅的要紧旅途。面向成长水利新质坐蓐力，智能大坝设置已成为坝工时间提高的造高点，也成为当下水利行业核心促进的就业和咨询热门。王浩所正在咨询团队较早体系叙述了聪明水利的数字赋能编造框架；钟登华等商量了大坝设置及运转管束历程中正在数字化、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—统造的闭环统造表面；盛金保等阐领略大坝安宁聪明管束的内在，并正在水库大坝功能演化与灾变机理、大坝安宁智能诊断计划表面与举措等方面赢得咨询转机。

　　本文从晋升水库大坝工程韧性角度，商量了智能大坝界说及其内在、特色，总结了智能大坝咨询与设置近况及面对的题目与挑衅，凝练了智能大坝设置与智能化改造需求攻合冲破的症结科常识题与症结时间，针对性提出了智能大坝设置成长旅途。

　　智能大坝是以大坝工程物理实体、赋存境况数字体为根柢，通过转移互联网、大数据、云策画、物联网、人为智能等新一代音信时间，以及传感器、卫星遥感、高效算法、音信交融、自愿统造等前沿时间与水库大坝专业学问的深度交融，以透彻感知、自帮阐述、自帮馈控为根本运转形式，以透彻感知、完全互联、深度交融、广大共享、智能操纵、泛正在职职为要紧特色，基于数据—机理—学问三元驱动，告竣水库大坝全性命周期安宁与危机的智能感知—交融—诊断—预警—计划—防控，明显晋升水库大坝工程韧性。

　　智能大坝以告竣大坝“物理空间可视化、安宁监控智能化、物联搜集图形化、运转管束协搀杂”为完全效用方针，设置“数字大坝、协同大坝、韧性大坝、绿色大坝、高效大坝、安宁大坝”，明显晋升水库大坝工程韧性，正在更高秤谌上保险大坝安宁运转和效益发扬。

　　智能大坝基于体系安宁理念，逾越了空间、光阴、用户、营业4个维度。空间维度包含水库大坝工程本身及上下游、独揽岸影响区；光阴维度逾越水库大坝计议策画、施工设置、蓄水运转、加固改造、降等报废等全性命周期；用户维度包含水行政主管部分、水库大坝主管部分和运转管束单元、水库效用受益对象等；营业维度包含工程安宁运转、科学优化调剂、营业高效管束、危机速捷解决。

　　智能大坝设置涉及4大赋能体（系）与8项中枢时间，即水库大坝工程体、赋存境况数字体、矩阵管束聪明体、时间程序编造，以及智能感知筑造（传感器）、物联网、数字孪生、大数据、云策画、转移互联网、人为智能、搜集音信安宁时间。

　　智能大坝告竣水库大坝全性命周期横向到边、纵向终归全方位因素音信透彻感知、智能交融、智能囚系、智能调剂、聪明运维；兼顾上下游、独揽岸，对大坝安宁和灾变实行智能诊断和预警，对大坝运转危机态势实行智能辨识、计划与自帮馈控。

　　通过智能大坝设置与智能化改造，告竣水库大坝设置与安宁管束理念和时间从数据到音信、从音信到学问、从学问到智能、从智能到聪明的调动，使古板大坝具备物联感知、全因素表达、可视化大白、数据交融供应、空间阐述策画、模仿仿真推演、内情交互，以及自我进修、自我优化、自帮诊断、自帮馈控等多种技能。

　　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柢，是工程设置和行业管束的完全对象，是今世化智能感知时间装置的物理载体；数字孪生大坝是物理实体大坝的数字化照射，通过BIM、GIS、VR等时间，将工程实体、死板筑造、监测仪器等照射到三维数字化可视空间，告竣水库大坝筑管营业及音信交互从纸面到屏幕、从二维到三维、从概括静态到形势动态的晋升。

　　“天空位水工”全因素音信感知仪器筑造是智能大坝的“感触器官”和“音信终端”，告竣大坝变形、应力、渗流、温度等监衡量，以及水情、雨情、旱情、地动等境况监衡量的完全及时感知。转移互联网等数据通讯传输时间与搜集根柢方法为海量监测音信正在智能大坝的“感知终端”和“大脑中枢”之间搭筑高效互联互通的音信高速公道，告竣人-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辟的“大脑中枢”，使用策画机模仿大坝工程师的逻辑思想和推理计划历程，通过深度进修，对多源异构数据实行交融阐述；使用监测数据、专业学问、时间程序、工程经历对大坝安宁性态实行智能诊断；通过仿真模仿对大坝全性命周期或许场景或极度工况下危机演化实行数字化预演、自适宜预警和自帮馈控。

　　智能大坝或许正在进修、推理、预演根柢上，对大坝设置和运转管束实行聪明计划，设置期或许对混凝土振捣、土石料碾压、坝基灌浆、混凝土温控等要紧历程及施工进度实行精准化监控；运转期对水库大坝安宁性态实行透彻感知和智能诊断，对换度行使、维涵养护、更新改造、效用晋升、隐患统治、危机防控等作出科学判别和优化计划，并反应给筑造管束职员，通过合理权限分派，告竣闸门自愿统造、隐患智能处置、预警音信宣告、预案迭代优化、危机自帮提防等效用。

　　使用新一代音信时间改造升级古板水利根柢方法，鼓动水利新质坐蓐力成长，是国度和行业核心促进的就业做事，也是行业学者合心和咨询的中心。2023年5月，主旨、国务院印发《国度水网设置计议原则》，鲜明完全促使水网工程数字化智能化设置，晋升调剂管束智能化秤谌，打造全笼盖、高精度、多维度、保安宁的水网监测编造。水利部也接踵印发《水利部合于印发加快促进新期间水利今世化的辅导看法的报告》（水规计〔2018〕39号）、《合于大肆促进聪明水利设置的辅导看法》（水音信〔2021〕323号）、《水利部合于加快修筑今世化水库运转管束矩阵的辅导看法》（水运管〔2023〕248号）、《水利部印发〈合于促进水利工程设置数字孪生的辅导看法〉的报告》（水设置〔2024〕93号）等系列文献，以晋升水利工程设置全因素、全历程的数字化、搜集化、智能化管束技能。智能大坝设置与智能化升级改造依赖于多种前沿时间革新冲破和集成操纵，近年来，通过主动促进水利音信化、聪明水利、数字孪生水利设置等合连就业，大坝智能筑造、智能感知、智能预警、智能监控、时间程序等界限咨询及操纵赢得昭着转机。

　　跟着大坝工程设置范畴与难度慢慢加大，数字化、音信化和智能化的工程设置管束需求日趋殷切。智能筑造时间的引入，不光降低了大坝设置的质料与出力，纠正在施工安宁性、境况友爱性等方面带来了明显晋升。大坝智能筑造时间的成长紧要能够概括为表面、时间、举措、筑造4个方面。

　　表面层面，交融正在线监测与仿真时间告竣筑造历程中大坝性态的及时阐述和调控，成为降低大坝安宁性和消重危机的有用伎俩，酿成了基于感知—阐述—统造闭环统造理念的智能筑造表面。

　　时间层面，通过交融物联网、大数据等时间筑树了智能监控体系，同时提出了质料坐蓐、浇筑、振捣、压实、灌浆等质料评估体系；基于数字孪生时间与Unity可视化呈现平台等告竣了对大坝施工全历程的可视化动态呈现；通过集成音信时间和工程管束表面提出了智能施工管束时间，告竣施工历程的智能调剂。

　　举措层面，联合智能监控体系获取的质料音信，提出基于多源音信交融驱动的坝料物理力学模子识别与参数归纳反演时间，并研发了智能计划模块，为现场科学、高效的施工管束供给了有用伎俩。

　　筑造层面，近年来成长较为成熟的智能施工死板通过装备百般传感体系、监测体系和集成智能算法的统造体系等，告终自愿定位、现场境况感知、旅途计议、自愿施工作为推行等做事；研发了集成境况音信监测筑造、统造参数策画的表面模子和反应统造体系的喷雾、温控等装置体系，告竣对统造参数的智能化动态统造，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捷操纵。需求指出的是，智能筑造的大坝并不必定是智能大坝，但可认为智能大坝设置奠定杰出物理实体根柢。

　　多源音信透彻智能感知是告竣水库大坝数字化、搜集化、智能化运转管束的根柢，通过卫星遥感、人为智能等新时间，无人机、无人船、水下机械人等新装置新时间的操纵，修筑笼盖水库上下游、独揽岸的“天空位水工”全天候动态监控编造，可为告竣水库运转管束音信体系数据集成、完全晋升水库工程全因素危机感知与防控技能供给要紧时间维持。正在大标准监测时间与装置方面，归纳操纵卫星遥感时间可告竣对库区、下游河流等区域地表境况和时空转化的大边界、长时序动态监测；正在中幼标准监测时间与装置方面，研发操纵了一批新型监测时间与筑造，包含智能感知终端、无人机、无人船等。通过巩固窄带物联网（NB-IoT）、5G等新一代物联通讯时间及智能感知、统造推行和精准计量等筑造的操纵，晋升古板安宁监测伎俩的自愿化、智能化秤谌；正在深水探测时间与装置方面，我国自帮研发的大坝深水检测专用载人潜水器“禹龙号”告捷冲破了300m级深水境况大坝安宁保险时间困难，核心治理了载人潜水器功课固定、水下定位、功课用具搭载、低能见度探测、安宁防护、宽视野瞻仰窗研造等时间困难；正在全因素数据集成与数据底板修筑方面，聚集工程根柢数据、“天空位水工”全天候动态监测数据、地舆空间数据、营业管束数据以及跨行业共享数据，修筑水库全因素音信数据底板，告告终程多源音信的透彻感知。

　　通过及时监测水位、降雨量、渗流、应力、重降等症结物理量，实时出现工程潜正在危机和卓殊情状，进一步预测或许发作的险情，如洪水、滑坡和构造损坏等，并告竣危机智能预警，为应急计划供给科学按照。

　　正在雨水情监测预告“三道防地”修筑方面，跟着数字孪生时间的实行操纵，正在数字孪生场景中接入或叠加雨量和洪水预胜利果呈现效用不休圆满。正在智能诊断模子与动态预警编造修筑方面，交融工程全性命周期内“天空位水工”全天候智能监控体系聚集的全因素音信，填塞发现工程策画、设置、运转期音信特色并告竣全性命周期数据互馈，基于数字孪一生台酿成了大数据境况下大坝安宁性态的数据-机理双驱动智能交融及诊断举措与模子。正在仿真预演与体系研发方面，通过修筑具备正反向推演效用的全历程、多现象模仿仿真预演编造对预告场景实行前瞻预演，为调剂计划优选、应急预案同意供给科学按照。正在应急预案迭代优化方面，数字化应急预案可为速捷应急抢险调剂供给计划援帮，通过构造化、模块化应急预案根柢因素，如结构机构、预警与抗御机造等，交融水库防洪调剂计划和危机人丁及社会经济热力求阐述效果等实行模仿仿真，速捷天生配合此刻现象的应急指令群，行动进一步动态模仿和迭代优化的根柢，告竣应急预案的数字化、矢量化、构造化处置。

　　智能大坝设置通过交融新一代音信化时间及专业学问告竣大坝安宁性态的透彻感知、自帮阐述、自帮馈控及大坝全性命周期智能监控，设置大坝智能囚系平台，集成及时监测、预警预告、智能计划及音信共享等效用，为应对突发事宜中大坝危机智能防控供给时间维持。

　　正在智能囚系形式方面，针对大坝囚系音信异构性强的题目，筑树了音信分类程序及模子，告竣囚系音信的程序化管束；筑树了寰宇水库大坝安宁音信收罗上报与共享编造，告竣数据共享、阐述、操纵和水库大坝安宁管束的模范化、缜密化、智能化；发端修筑了“法例轨造为按照、囚系机造为保险、囚系体例为维持、囚系手段为抓手”的智能囚系形式与机造；筑树了管束评估程序及分级预警目标编造、大坝安宁时间手册质料智能评估举措及体系等。正在动态智能囚系举措与时间方面，正在大坝安宁智能囚系形式框架下，基于囚系异构音信程序化效果，采用干系、聚类等举措发现识别大坝安宁囚系潜正在危机并告竣定量化阐述，为提出针对性囚系手段供给按照，筑树合用于差异阶段、差异危机品级的大坝智能动态囚系举措。正在智能囚系平台设置方面，盘绕管束监视、安宁预警、应急计划三个合键，修筑水库大坝安宁音信共享与多维协同囚系云任职架构，包含智能囚系、智能预警及智能计划体系。

　　为填塞发扬时间程序的引颈性、根柢性、保险性感化，以修筑面向成长水利新质坐蓐力的时间程序编造为方针，加星遥感、智能巡检、无人机与水下机械人等新时间操纵，水利部新修订的《水利时间程序编造表》中，将智能化施工时间行动效用序列“施工与装置”的要紧实质，同时酿成国度水网工程智能化策画程序、大坝安宁智能监测时间导则等31项智能大坝设置合连程序造修订铺排。但上述时间程序出台尚待岁月，智能大坝设置与智能化改造时间程序编造筑树依然任重道远。

　　相较于聪明都邑、智能电网、智能交通、智能医疗等界限的速捷成长，智能大坝设置额表是古板大坝智能化升级改造，正在表面举措、症结时间、仪器装置、程序模范等方面尚存以下高出题目与挑衅。

　　智能大坝是包含新一代成长理念的大坝成长状态，而兼顾计议、策画、设置、蓄水、运转、加固、改造、退伍等全性命周期设置运转安宁保险的智能设置尚处正在表面寻求阶段，额表是面广量大的已筑水库大坝音信化根柢方法脆弱，设置音信缺失，运转期监测数据匮乏，难以维持大坝安宁智能诊断与协同管束，智能化改造的表面、举措与时间短缺执行寻求经历，兼顾水库大坝全性命周期的智能大坝设置理念举措与时间编造亟待修筑。

　　正在大坝透彻感知编造修筑方面，涵盖监测、检测、探测等全因素的透彻感知编造尚未筑树，相应的感知筑造布设举措与时间程序不健康，多源感知因素数据统治交融度较低，无法告竣症结因素光阴一连和空间完全的透彻感知；正在大坝安宁性态智能诊断、预警与馈控方面，尚存正在多源多模态数据互相交融时间缺乏，数据、机理及学问的互相协同性不强，面向构造性态演变、境况转化等庞大境况条款下的安宁性态自诊断和自适宜预警技能不够等题目。怎么通过表面与举措革新，将古板坝工时间与新一代音信时间和前沿时间填塞交融，完全感知水库大坝全天候、全因素、全周期多源音信，通过数据交融告竣大坝安宁与危机的智能诊断—预警—计划—防控症结时间仍需进一步长远咨询。

　　智能大坝透彻感知编造是包含“天空位水工”监测、检测与探测等全因素感知音信深度交融的编造，牢靠的仪器装置是透彻感知的症结，现有埋入式大坝安宁监测仪器以弦式、差阻式、电容式等为主，永恒安静性、境况适宜性、观测精度难以知足庞大运转境况下大坝安宁危机早期精准识其它需求，一朝发作损坏，往往难以实时修复更新，无法保障监测数据的时空一连性。现地终端效用不够，数据缺失防控与仪器毛病修复时间尚不健康，难以维持智能大坝透彻感知编造设置。同时，适宜庞大境况的大坝智能筑造装置，以及大坝深水长隔断检测与修补加固装置、深埋隐伏病害无损检测与解决装置还存正在症结短板。怎么通过自帮研发全链条症结仪器装置，进一步晋升水库大坝音信感知、功能仿真、智能诊断、智能保护等全笼盖营业界限智能化秤谌有待长远咨询。

　　时间程序是促使智能大坝设置与古板大坝智能化改造结构的要紧维持，是诱导智能大坝范畴化操纵和时间家发作态集群设置的症结根柢。虽然水利部新修订的《水利时间程序编造表》将国度水网工程智能化策画程序、大坝安宁智能监测时间导则等31项智能大坝设置合连时间程序列入此中，但程序造修订需求合连咨询根柢与操纵执行维持，隔断上述程序出台仍有相当长光阴，科学、合理、可行的智能大坝设置与智能化改造时间程序编造亟待加快筑树。

　　智能大坝设置和古板大坝智能化改造应以晋升工程韧性、维持水库大坝高质料成长与高秤谌安宁为统领，以促使数智赋能、操纵至上为中枢，锚定命字化、搜集化、智能化成长主线，保持方针导向、需求牵引，兼顾策动，完全促进。

　　智能大坝的顶层策画是引颈智能大坝的时间框架、设置方针、设置实质、促进形式及保险机造的根柢，完全推行旅途是保险智能大坝设置与智能化改造有序促进和络续成长的症结。一是效力新阶段水利新质坐蓐力、水利高质料成长和高秤谌安宁根本恳求，加强古板坝工时间与新一代音信时间和前沿时间的深度交融，展开多学科多时间共同科技攻合，破解智能大坝设置与智能化改造症结时间瓶颈与装置瓶颈；二是基于智能感知—交融—诊断—预警—计划—防控全链条时间途径，正在寰宇边界有序促进“数字大坝、协同大坝、韧性大坝、绿色大坝、高效大坝、安宁大坝”设置；三是兼顾琢磨效用需求与时间革新转机，分阶段稳步促进，正在操纵中不休迭代升级。

　　加快修筑集“多维度音信感知、多方针智能计划、多因素及时统造”为一体的智能大坝设置与智能化改造表面举措编造，涵盖智能感知、智能仿真、智能诊断、智能预警、智能调剂、聪明运维、自帮馈控等全链条营业需求，为告竣策画、施工、运转全历程中施工因素、质料功能、构造性态、危机演化等要素的归纳智能调控，治理大坝构造服役状况调控、性命期安宁功能评估、危机预测预警困难，告竣“高质、高效、安宁、绿色”智能设置方针供给表面根柢。

　　修筑“天空位水工”一体化监测网，交融三维可视化时间，采用智能优化算法，告竣大坝智能感知编造优化策画。交融高精度感知、抗电磁抗作对时间以及周密成立工艺，加快大坝智能传感器研发，告竣传感器与专用微型处置器的联合，研造高精度、抗作对且集自诊断、自校准、功耗管束、数据处置等效用的一体化智能传感器，填补古板传感器不具备的自愿校零、漂移积累、传感单位过载防护、数采形式转换、数据存储、数据阐述等效用。研发集成无线传感器搜集时间，筑树大坝归纳监测数据传感搜集编造，修筑感知节点的数字孪生体系，告竣智能传感器与数字孪生时间的多效联合。研发多源数据智能收罗、冗余存储与多信道自适宜通讯和智能感知预警的现地终端装置。

　　研发基于大测深探地雷达、分散式电法等时间的大坝病害智能表检测时间装置；主动促使新一代人为智能正在危机感知和智能诊断时间中的操纵，开辟智能算法，感知监测数据中的卓殊音信和危机特色，晋升水库大坝潜正在危机辨识与量化评估技能；开辟极度情状下的智能预测与预警体系，晋升数据处置自帮阐述技能和自愿反应出力，晋升危机解决智能计划时间技能。

　　加快物联网、人为智能与绿色施工时间的交融，晋升时间适宜性与牢靠性，降低施工全历程自愿化时间集成率。修筑大坝设置多源音信感知编造，告竣大坝筑造历程音信感知的精准性与及时性。研发新型加固质料，革新加固时间，优化改造计划，降低已筑坝构造强度，加强服役性态。通过智能化改造，展开已筑坝智能传感监测编造设置，促使古板已筑坝音信化、数字化提档升级。

　　成长合用于高寒高海拔区域深重笼盖层和软岩地基的筑坝时间，以及残暴境况下耐久性混凝土、特大型聚集体使用、高陡边坡安静统造、大型弃渣场使用与安宁统造等症结时间。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时间与装置，以及新型高效破岩与刀盘卡机速捷脱困时间，高地热、高地应力、多断层破裂带等庞大地质条款下深埋长隧洞钻爆法、TBM法智能安宁高效掘进时间与装置。

　　成长国产三维可视化图形策画软件，咨询高效高精度的三维可视化时间。整合微观质料功能到宏观构造行径的多标准仿真模子与仿真结果，使用数字孪生时间，告竣大坝虚拟计议与场景预演、施工仿真模子的智能更新、施工计划的智能优化与反应统造等时间更新，告竣对大坝设置进度和质料的动态统造，治理由大坝设置历程中的随机性和不确定性酿成的施工进度和质料统造难度大等题目。开辟高效直观的人机交互界面，告竣合作策画和计划的便捷性。

　　研发合用于广大境况条款的高耐久、高强度、优异抗渗性和抗裂性的新型混凝土质料和其他筑坝质料。展开生态境况友爱型质料咨询，降低工业副产物和废物的使用率，使用今世纳米和生物时间伎俩，改正古板筑立质料的力学功能和耐久性。鼓动质料科学、境况科学、音信时间等多学科交叉，筑树和圆满新型质料功能评估和检测编造。

　　基于大数据阐述与机械进修等智能算法，开辟基于豪爽监测数据的深度阐述模子，及时评估大坝构造强健状况，告竣庞大表荷载感化下水库大坝力学反应与灾变历程仿真。开辟基于物理模子和史书数据的大坝老化与寿命预测模子，修筑大坝渗流与缺陷成长预测模子，对潜正在安宁隐患实行早期识别，晋升水库大坝危机智能预警和自帮馈控秤谌。

　　开辟基于物理模子和数据驱动模子的预测用具，联合大坝的史书监测数据和及时数据，对大坝的运转状况实行智能预测。使用灾变模仿结果实行水库大坝危机评估，阐述或许的损害形式和失效机造，为聪明计划供给科学按照。基于监测危机阈值，筑树自愿预警体系，告竣自愿触发预警和启动应急反应步伐。

　　研发“天空位水工”智能监测数据交融与统治时间，开辟基于大数据及机械进修的监测数据卓殊识别时间、多源多时空监测数据交融统治模子，开辟水库大坝聪明运维管束平台，实实际时数据、预警音信、操作日记、保护记实、安宁搜检告诉智能处置，使用监测与预测阐述结果供给操作提议、保护手段和危机解决战略。

　　咨询大坝危机全天候感知音信传输、存储、交融举措，修筑大坝空间数字化照射场景，明确危机馈控协同形式，筑树大坝运转危机态势的智能感知与智能馈控协同平台，告竣大坝全性命周期安宁与危机智能感知—交融—诊断—预警—计划—防控闭环管束。

　　挑选设置条款填塞、设置需求鲜明、效用发扬明显的工程展开先行先试就业，包含新筑智能大坝和正在役大坝的智能化升级改造，寻求与时间相适宜的工程设置运维管束编造，巩固试点项目设置结果的侦察与总结，提炼可复造、可实行的告捷形式和时间效果，为后续的迭代矫正供给按照，诱导其他大坝工程向智能大坝成长。

　　盘绕智能大坝设置方针与设置准绳，正在总结先行先试设置经历根柢上，面向智能大坝策画、施工、改造、加固、评议、水文、监测、检测、音信化等全性命周期、全营业流程时间程序恳求，加强新一代音信时间、前沿时间与坝工学问的深度交融，创筑或许有用维持智能大坝设置和智能化改造的法例轨造时间程序编造，分类、分等、分层、分级修筑智能大坝设置与更新改造时间程序与管束模范编造，涵盖工程设置举措、数据收罗与感知、数据处置与阐述、智能统造体系、安宁防护与监测等方面，知足设置质料、软硬件怒放兼容需求，维持智能大坝时间的完全实行推行和不休迭代优化。巩固当局诱导与营业合连学（协）会同意程序之间的兼顾促进和协同成长，修筑当局主导设置、营业合连方（市集）自帮培植的程序编造，胀动产学研用各方依托社会结构同意大多程序，促使智能大坝设置时间正在策画筑造运维全历程全体一体化、模范化操纵。

　　正在转化境况和英雄类举动布景下，晋升水库大坝工程韧性以应对极度事宜影响，对正在更高秤谌上保险大坝安宁运转和效益发扬至合要紧。智能大坝行动告竣库坝体系计议策画、施工设置、蓄水运转、加固改造等全性命周期的立体化感知、搜集化传输、智能化计划及协搀杂管束的要紧载体，是晋升水库大坝工程韧性、鼓动水利新质坐蓐力成长的症结伎俩。

　　智能大坝设置与水库大坝智能化改造依赖于新一代音信时间和前沿时间的革新冲破与集成操纵，不光或许告竣大坝设置、运转、改造历程的优化升级，也将鼓动合连家产链条的重构升级，酿成新的家发作态，告竣坐蓐因素革新性摆设，进而催生新质坐蓐力。本文从晋升水库大坝工程韧性角度启程提出了智能大坝的观点内在，概括了智能大坝的紧要特色；从智能筑造、感知、预警、囚系、时间程序等方面总结了智能大坝设置与咨询近况，以及面对的题目与挑衅。其余，从几方面提出了智能大坝设置成长旅途：巩固顶层策画，科学策动智能大坝设置计议与推行旅途；加快修筑智能大坝筑造与智能化改造表面编造；巩固科技革新，结构展开智能大坝设置症结时间和装置攻合，维持透彻感知编造以及智能诊断、智能预警、聪明运维、聪明计划体系平台修筑；巩固时间程序编造设置与树范引颈，促进智能大坝设置与智能化改造先行先试等。

　　盛金保，李宏恩，王芳.智能大坝设置与韧性晋升成长旅途咨询[J].中国水利，2024（24）：68-77.