水利工程学科建设典型案例：混凝土高坝安全防控理论与方法及其工程实践

我国相继建设和规划了一批混凝土高坝工程，有力支撑了我国经济和社会发展。但这些工程面临复杂恶劣的建设与服役环境，且超高的坝高和超大的库容，技术指标突破了现行规范和标准，给工程安全运行带来了极大挑战。面对现有理论、技术的不适应和无成熟经验可借鉴的客观现实，聚焦混凝土高坝服役性能演化机理机制的揭示、健康状况诊断和安全性状评估理论与方法的构建、工作性态预判和灾变破坏预警模式与技术的创新等，开展了深入系统研究和大量工程实践。取得的主要创新成果有：（1）改进和创新了荷载与环境因素组合作用下混凝土材料性能试验装置与测试技术，研发了混凝土高坝大区域数值分析模型与程序，系统揭示了材料-结构-基础-库盘-环境多要素联合驱动下混凝土高坝服役性能的多尺度演化规律与机理。（2）提出了混凝土高坝裂缝转异在线判识模型和准则，创建了混凝土高坝结构性态变化空间关联诊断模式与方法，实现了混凝土高坝健康状况由局部到整体的全面把握。（3）创新了混凝土高坝服役安全确定性评估模型与方法，改进了传统随机过程可靠性分析模型与方法，创建了非概率可靠性分析模型与方法及相匹配的目标可靠度指标，形成了多元不确定因素影响下混凝土高坝服役可靠性评估理论。（4）创新了混凝土高坝全生命周期工作性态跟踪预报模型与方法，创建了灾变破坏确定与不确定联合预警策略和安全保障控制荷载反馈方法，开发了混凝土高坝安全防控三维全景交互式远程支持平台。

上述成果已整体成功应用于小湾、锦屏一级、二滩、丹江口、龙羊峡、李家峡、三峡、向家坝等混凝土高坝工程中，并被推广于白鹤滩、丰满、东江、古田溪等大坝工程以及多座水闸、泵站、船闸、引水工程等中，为确保工程安全、及早和充分发挥工程能效起到了重要作用，取得了9.72818亿元的经济效益和显著社会效益；部分成果已被纳入相关规范和设计手册。

成果应用于效益证明

结合项目研究，先后培养全国模范教师、国家高层次人才和科技创新领军人才等入选者和一批领域技术人员，取得授权专利和软件著作权32项、出版专著4部、发表高质量论文200余篇，有力推动了水利工程学科和行业科技进步。