《红石岩堰塞坝水利枢纽工程关键技术》项目是在国家重点研发计划等科研项目的支持下，依托国务院《关于鲁甸地震灾害恢复重建总体规划》红石岩堰塞湖后期整治工程，历经十年，以“产学研用”融合创新模式，首创堰塞坝“应急抢险—后续处置—开发利用”一体化关键技术，建成集防洪、供水、灌溉、发电等综合社会效益显著的红石岩堰塞坝水利枢纽工程，全面提升了我国堰塞坝应急处置与国家自然灾害防治技术能力。今年，该项目获得了2023年度云南省科学技术进步特等奖。
创新引领攻克世界难题
2014年8月3日16时30分，云南省鲁甸发生6.5级地震。金沙江一级支流牛栏江干流山体滑坡形成大型堰塞湖，直接影响上下游3万余人，下游天花板、黄角树等水电站安全。
“当时红石岩堰塞湖抢险环境危险、条件恶劣、交通不便、应急处置难度极大。中国工程院院士、全国勘察设计大师、时任昆明院总工程师张宗亮带领团队，攻克快速获取数据、研判风险因子、精确预测溃堰洪峰等抢险技术难题，突破宽级配材料结构分析、性态评价、勘察设计、坝体防渗、施工技术与装备、安全运行评价等开发利用技术瓶颈。”中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司专职专业总工程师、首席技术专家杨再宏说。
项目团队依托“堰塞坝险情处置与开发利用保障技术和装备研发”、云南省领军人才培养等国家和省级科技项目，针对红石岩堰塞湖严峻复杂的应急抢险环境，创建了堰塞湖风险识别与溃堰分析的应急抢险关键技术。“高效精准分析堰塞湖溃决洪水对应急处置决策至关重要。”项目主要完成人之一周兴波博士说。团队研发抢险现场信息数据快速采集与处理技术、堰塞体外部形态和空间结构识别探测技术、堰塞坝灾害应急指挥和流域安全应急平台、高精度溃决洪水计算模型方法与软件，构建了空天地一体化的应急监测技术体系。有效攻克了堰塞体应急抢险快速响应与处置决策的技术难题，为科学高效抢险、守护人民群众生命财产安全提供了技术支撑。
自主探索填补技术空白
针对堰塞湖的后续整治利用，项目团队首次提出了堰塞坝性态评价与勘察设计技术体系，填补了现有土石坝理论体系无法满足堰塞坝勘察设计的技术空白。“我们研发了堰塞坝开发利用综合评价软件，解决了堰塞坝开发利用评价难题，同时建立了堰塞坝综合勘察技术体系，创新探测技术与设备，首次在堰塞坝顶布置1.5m大直径勘探竖井，突破堰塞坝物理力学参数获取的技术瓶颈。”昆明院专业总工程师、红石岩堰塞坝枢纽副设总程凯说。此外，项目团队还构建了堰塞坝工作性态一体化分析新方法，解决了堰塞坝渗流、变形、抗滑稳定和抗震安全评价难题；构建了堰塞坝开发利用设计技术体系。
配套装备技术解决施工难题
2016年2月，《牛栏江红石岩堰塞湖整治工程实施方案》正式获得批复，这是多方人员一次次冒着余震与塌方危险现场勘察，集结了众人的智慧与力量进行研究论证，最终得到的成果。至此，一项前无古人的堰塞湖综合整治利用工程，得以成功落地实施。
“红石岩堰塞湖整治利用工程难度极高，其中堰塞坝成孔成槽、防渗加固等施工技术均无先例可循，是世界性工程技术难题。”昆明院院士创新研究院副院长吴学明介绍。为了让工程顺利进行，项目团队研发了堰塞坝防渗新材料新装备与施工成套技术。其中包括环保型纳米级灌浆硅溶胶、水泥膏浆2种新材料，全液压低净空大功率工程钻机、集控自动一体式制浆系统、全液压灌浆泵等4套施工装备。有效解决了复杂环境下宽级配堰塞坝施工关键技术难题，大幅提高了施工质量和效率。
经过夜以继日的不懈努力，一个因自然灾害形成的堰塞湖华丽变身，成为了一个抵御自然灾害、带动地区经济发展的宝库。它是全国水利工程师们的智慧结晶，是无数水利工作者努力的见证。
项目团队还开创了“变废为宝、减灾兴利”的堰塞坝全生命期防灾减灾与安全绿色发展新模式。研发了2套堰塞坝新型监测仪器设备，建立了堰塞坝-基础-高边坡全生命期一体化动态安全监测体系；构建了堰塞坝安全运行评价技术体系与全生命期安全预警模型，研发了智能安全运行平台。
红石岩堰塞坝是世界首例、全国首创的“减灾兴利、变废为宝”的一体化大型水利枢纽工程，综合经济社会生态环境效益十分显著，有力推动了国家自然灾害防治体系和防治能力现代化，为全球堰塞湖灾害治理树立了新典范。（禹诗琪/文 仕诗宙/视频）
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