《紅石岩堰塞壩水利樞紐工程關鍵技術》項目是在國家重點研發計劃等科研項目的支援下，依託國務院《關於魯甸地震災害恢復重建總體規劃》紅石岩堰塞湖後期整治工程，歷經十年，以“産學研用”融合創新模式，首創堰塞壩“應急搶險—後續處置—開發利用”一體化關鍵技術，建成集防洪、供水、灌溉、發電等綜合社會效益顯著的紅石岩堰塞壩水利樞紐工程，全面提升了我國堰塞壩應急處置與國家自然災害防治技術能力。今年，該項目獲得了2023年度雲南省科學技術進步特等獎。
創新引領攻克世界難題
2014年8月3日16時30分，雲南省魯甸發生6.5級地震。金沙江一級支流牛欄江幹流山體滑坡形成大型堰塞湖，直接影響上下游3萬餘人，下游天花板、黃角樹等水電站安全。
“當時紅石岩堰塞湖搶險環境危險、條件惡劣、交通不便、應急處置難度極大。中國工程院院士、全國勘察設計大師、時任昆明院總工程師張宗亮帶領團隊，攻克快速獲取數據、研判風險因子、精確預測潰堰洪峰等搶險技術難題，突破寬級配材料結構分析、性態評價、勘察設計、壩體防滲、施工技術與裝備、安全運作評價等開發利用技術瓶頸。”中國電建集團昆明勘測設計研究院有限公司專職專業總工程師、首席技術專家楊再宏説。
項目團隊依託“堰塞壩險情處置與開發利用保障技術和裝備研發”、雲南省領軍人才培養等國家和省級科技項目，針對紅石岩堰塞湖嚴峻複雜的應急搶險環境，創建了堰塞湖風險識別與潰堰分析的應急搶險關鍵技術。“高效精準分析堰塞湖潰決洪水對應急處置決策至關重要。”項目主要完成人之一週興波博士説。團隊研發搶險現場資訊數據快速採集與處理技術、堰塞體外部形態和空間結構識別探測技術、堰塞壩災害應急指揮和流域安全應急平臺、高精度潰決洪水計算模型方法與軟體，構建了空天地一體化的應急監測技術體系。有效攻克了堰塞體應急搶險快速響應與處置決策的技術難題，為科學高效搶險、守護人民群眾生命財産安全提供了技術支撐。
自主探索填補技術空白
針對堰塞湖的後續整治利用，項目團隊首次提出了堰塞壩性態評價與勘察設計技術體系，填補了現有土石壩理論體系無法滿足堰塞壩勘察設計的技術空白。“我們研發了堰塞壩開發利用綜合評價軟體，解決了堰塞壩開發利用評價難題，同時建立了堰塞壩綜合勘察技術體系，創新探測技術與設備，首次在堰塞壩頂佈置1.5m大直徑勘探豎井，突破堰塞壩物理力學參數獲取的技術瓶頸。”昆明院專業總工程師、紅石岩堰塞壩樞紐副設總程凱説。此外，項目團隊還構建了堰塞壩工作性態一體化分析新方法，解決了堰塞壩滲流、變形、抗滑穩定和抗震安全評價難題；構建了堰塞壩開發利用設計技術體系。
配套裝備技術解決施工難題
2016年2月，《牛欄江紅石岩堰塞湖整治工程實施方案》正式獲得批復，這是多方人員一次次冒著余震與塌方危險現場勘察，集結了眾人的智慧與力量進行研究論證，最終得到的成果。至此，一項前無古人的堰塞湖綜合整治利用工程，得以成功落地實施。
“紅石岩堰塞湖整治利用工程難度極高，其中堰塞壩成孔成槽、防滲加固等施工技術均無先例可循，是世界性工程技術難題。”昆明院院士創新研究院副院長吳學明介紹。為了讓工程順利進行，項目團隊研發了堰塞壩防滲新材料新裝備與施工成套技術。其中包括環保型奈米級灌漿硅溶膠、水泥膏漿2種新材料，全液壓低凈空大功率工程鑽機、集控自動一體式制漿系統、全液壓灌漿泵等4套施工裝備。有效解決了複雜環境下寬級配堰塞壩施工關鍵技術難題，大幅提高了施工品質和效率。
經過夜以繼日的不懈努力，一個因自然災害形成的堰塞湖華麗變身，成為了一個抵禦自然災害、帶動地區經濟發展的寶庫。它是全國水利工程師們的智慧結晶，是無數水利工作者努力的見證。
項目團隊還開創了“變廢為寶、減災興利”的堰塞壩全生命期防災減災與安全綠色發展新模式。研發了2套堰塞壩新型監測儀器設備，建立了堰塞壩-基礎-高邊坡全生命期一體化動態安全監測體系；構建了堰塞壩安全運作評價技術體系與全生命期安全預警模型，研發了智慧安全運作平臺。
紅石岩堰塞壩是世界首例、全國首創的“減災興利、變廢為寶”的一體化大型水利樞紐工程，綜合經濟社會生態環境效益十分顯著，有力推動了國家自然災害防治體系和防治能力現代化，為全球堰塞湖災害治理樹立了新典範。（禹詩琪/文 仕詩宙/視頻）
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