1、2022年度长江科学技术奖科技进步壹等奖堰塞湖形成与致灾机理及风险评估关键技术主要完成单位:长江勘测规划设计研究有限责任公司、水利部长江勘测技术研究所、四川大学、水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院、长江水利委员会长江科学院、长江水利委员会水文局。项目亮点:堰塞湖风险科学快捷评估堰塞湖具有灾害链长、灾损大等特点,快速科学评估其风险是决策处置的基础,项目采用典型堰塞湖溃决观测、室内外大型物理模型试验、大数据分析与人工智能软件开发等手段,在堰塞湖形成与致灾机理、堰塞湖风险关键信息获取、堰塞湖风险快速评估等方面取得了诸多突破性创新。形成与溃决机理研究河道堰塞规律堰塞体结构形态溃决控制因素溃口
2、发展演化关键信息获取水情测报结构探测洪水没灾损风险评估体系与模型研究堰塞体危险性评价灾损严重性评价堰塞湖风险评估模型主要创新:1、揭示了岩土失稳与河道堰塞形态结构之间的内在规律,首次建立了河道堰塞风险预测模型并提出了堰塞体物质结构形态预测方法,为堰塞体堵江判断及堰塞体物质形态预测提供了方法依据。2、以白格“11.3”堰塞湖为背景,开展了国内外最大规模堰塞湖溃决模型试验,首次揭示了“尾部剪切冲刷、陡坎溯源冲刷、全断面剪切冲刷、冲淤再平衡”的溃口纵向发展动力机制,以及“细长型向倒喇叭型、双曲面型、等宽平直型发展”的溃口横向演变特性,确定了堰塞湖溃决控制因素,建立了基于携砂水流流一固耦合的溃坝洪水模
3、拟技术,解决了堰塞湖溃决洪水快速有效预测难题。3、首次提出堰塞湖水情应急测报系统方案,首创堰塞体粒径智能识别与低频无线检测天然面波探测技术,首次开发了基于携砂水流的溃决洪水传播三维模拟及灾损动态展示平台,实现堰塞湖风险评估关键信息快速获取。4、首次建立了堰塞体危险性4指标评价体系及分级标准,构建了堰塞湖风险8 指标评价体系及风险快捷评估模型,基于研究成果编制的堰塞湖风险等级划分与应急处置技术规范(SL/T 450一2 0 2 1)已颁布实施,配套开发了堰塞湖风险评估手机APP,实现堰塞湖风险快捷科学评估。主要研究成果及应用:获得授权发明专利5项、实用新型4项、软件著作权5项,国内外期刊发表论文
4、8 1篇,出版专著5部,技术手册1部,行业规范1部;研究成果成功应用于2 0 18 年金沙江白格、雅鲁藏布江加拉堰塞湖应急处置及2 0 19 年安全综合评估、2 0 2 0年湖北沙子坝、2 0 2 1年西藏光谢、2 0 2 2 年四川宝兴县新华、红原县瓦尕穷等堰塞湖应急处置,研究成果应用于金沙江上游滑坡堵江对水电站影响风险评估,创造工程效益1.5亿元;项目成果多次被国家应急部、甘肃应急厅、深圳市灾害防御学会等部门作为应急培训材料采纳,应用前景广阔。上午11:0 5用户应用桌面端前台交互层应用界面堰塞体溃决动态展示洪断水演进动态展示面仿真结果展示业务应用层应用支撑层数据资源层堰塞湖携砂水流动态演进实时预测展示平台系统管理员桌面端后台应用界面案例查询数据持久化GIS组件Net Framework地理空间关系数据库数据库堰塞湖风险等级判别系统风险等级查表法数值计算法堰密湖库容基础数据录入空间分析上游来水量烟密体物质组成堰塞体几何形态风险人口堰塞湖风险判别受影响的城镜受影响的公共或基础设施受影响的生态环境堰塞湖风险快捷评估手机APP