国家科学技术进步奖提名书公示内容

国家科学技术进步奖提名书公示内容(2018年度)一、项目名称300m级特高拱坝安全控制关键技术及工程应用二、提名意见我国西部水电资源丰富。

为满足国家西电东送战略、能源结构调整、减少温室气体排放、防洪及水资源高效利用的需要，规划并建设了一批坝高超过200m 达300m级的特高拱坝工程。

300m级特高拱坝的安全控制代表了世界筑坝技术最高水平。

项目依托锦屏一级、溪洛渡和大岗山拱坝工程，组织优势科研团队，针对特高拱坝安全控制关键技术难题，持续20多年攻关，创新成果有：1）创建了300m级特高拱坝安全控制的3K方法标准及成套技术，解决了特高拱坝结构抗裂、基础抗滑和整体稳定的安全控制难题。

2）系统构建了特高拱坝防震抗震设计方法与安全评价体系，满足了特高拱坝极端地震不溃的控制要求。

3）创建了特高拱坝施工期快速反馈设计技术和运行期安全评判体系，为特高拱坝长期运行安全提供了技术保障。

项目成果全部用于依托工程，确保了工程成功建设与安全运行，获得直接经济效益10.99亿元，间接经济效益62.78亿元。

项目主要成果纳入了水工设计手册及规范；获得发明专利33项，软件著作权10项，发表论文101篇。

项目成果已推广应用到叶巴滩、孟底沟和伊朗Bakhtiary（高315m）等特高拱坝设计。

成果被鉴定为“整体达到国际领先水平”。

项目已获3项省部级科技进步一等奖，3项省部级优秀设计一等奖，溪洛渡工程获世界FIDIC工程项目杰出奖，锦屏一级获中国土木工程詹天佑奖。

提名该项目为国家科学技术进步奖二等奖。

三、项目简介水电是可再生清洁能源。

我国西部水电资源丰富，为了满足国家西电东送战略、能源结构调整、减少温室气体排放、防洪及水资源高效利用的需要，规划并建设了一批水库调节能力大、综合效益显著的高坝大库工程，包括适于狭窄河谷修建的坝高超过200m达300m级的特高拱坝工程。

截至目前，我国已建特高拱坝7座，正在建设和将要建设的特高拱坝有10多座，是我国重要的基础设施和国家能源战略体系的重要组成。

西部地区山高谷深，地质条件复杂，地震烈度高。

300m级特高拱坝的挡水压力巨大，对结构抗裂、基础稳定、坝体抗震的安全控制要求极高，代表了世界筑坝技术最高水平，超出了已有工程经验和设计规范。

大坝安全关系国计民生，我国规范明确规定特高拱坝需要专门研究论证。

中国电建成都院先后承担了200余座水电站设计，在我国已建7座特高拱坝中，成都院设计了4座，且工程规模与难度均具代表性。

其中，雅砻江锦屏一级拱坝高305m（装机360万kW），不仅坝高为当前世界第一，而且基础处理的复杂程度堪称世界之最；金沙江溪洛渡拱坝高285.5m（装机1386万kW，世界第三大水电站），Ⅸ度地震设防，坝身设25个泄流孔口、泄洪规模世界第一，设计综合难度居世界最高水平；大渡河大岗山拱坝高210m（装机260万kW），设计地震峰值加速度0.557g，为拱坝抗震设防世界最高。

雅砻江二滩拱坝高240m （装机330万kW），为上世纪末建成的中国首座突破200m大关的高坝工程。

项目依托锦屏一级、溪洛渡、大岗山特高拱坝建设，组织国内优势科研技术团队，产学研用相结合，针对300m级特高拱坝安全控制的关键技术难题，持续20多年科技攻关，取得的主要创新点有：1）创建了300m级特高拱坝安全控制3K方法标准及成套技术，解决了特高拱坝结构抗裂、基础抗滑和整体稳定的安全控制难题。

2）系统构建了特高拱坝防震抗震设计方法与安全评价体系，满足了特高拱坝极端地震不溃的控制要求。

3）创建了特高拱坝施工期快速反馈设计技术和运行期安全评判体系，为特高拱坝长期运行安全提供了技术保障。

项目成果全部用于依托工程，确保了工程的成功建设与安全运行，获得直接经济效益10.99亿元，间接经济效益62.78亿元。

填补了我国特高拱坝设计的空白，部分成果纳入了水工设计手册和水工建筑物抗震设计等相关规程规范，项目成果已推广应用到叶巴滩、孟底沟、多吉和伊朗Bakhtiary（高315m）等多座特高拱坝的设计。

项目获得发明专利33项，软件著作权10项，发表论文101篇。

项目鉴定专家委员会一致认为本项目“整体达到国际领先水平”。

本项目已获得3项省部级科技进步一等奖，3项省部级优秀设计一等奖，溪洛渡工程获得世界FIDIC工程项目杰出奖，锦屏一级获得中国土木工程詹天佑奖。

四、客观评价1、科技鉴定结论（1）2015年6月，中国水力发电工程学会主持召开了“300m级特高拱坝安全控制关键技术及工程应用”成果鉴定会。

鉴定委员由马洪琪、陈厚群、张超然、郑守仁、钟登华、钮新强等11位院士及专家组成。

主要鉴定意见有：该项目首次提出了300m级特高混凝土拱坝安全控制的3k理论方法与评价体系，奠定了世界领先的特高拱坝设计理论基础；首次较系统构建了特高拱坝防震抗震设计方法与评价体系；……。

鉴定委员会一致认为：该项成果整体达到国际领先水平，并在溪洛渡、锦屏一级、大岗山等特高拱坝建设中推广应用，取得了显著的经济和社会效益。

（2）2009年4月，四川省科技厅主持召开了“300m级高混凝土拱坝合理建基面研究与应用”成果鉴定会，鉴定委员由潘家铮、钱七虎、王思敬、郑颖人、谢和平、张超然、李文纲等10位院士、国家勘察大师及专家组成。

主要鉴定意见有：该项目首次提出了300m级高混凝土拱坝建基面确定的原则，即“以岩级为基础，安全为准则，合理利用弱风化Ⅲ级岩体作为建基面基础岩体，并根据坝高分区段确定岩体利用程度”；……。

鉴定委员会一致认为：该项研究成果“具有较高的科学价值，取得了显著的经济效益，并在锦屏一级、大岗山拱坝设计中得到了应用，整体达到国际领先水平，其中在特高拱坝合理建基面的评价体系等方面取得了原创性成果”。

（3）2011年3月，水电水利规划设计总院主持召开了“水电水利工程三维协同设计关键技术及系统开发研究”成果鉴定会。

鉴定委员由钟登华、王柏乐等7位院士、专家组成。

主要鉴定意见有：该项目提出了基于DSI-插值算法和约束控制的水电水利工程三维地质动态分析技术，提出了基于工程参数化驱动的三维建模技术，研究解决了水电水利工程关联设计问题，提出了自上而下的多层骨架驱动与特征级协同技术，规范了水电水利工程三维协同设计流程。

达到国际领先水平。

（4）2012年6月，四川省科技厅主持召开了“机载激光扫描技术在高山区大型水电工程勘测设计中的研究与应用”成果鉴定会。

鉴定委员由周万村、李小文等7位院士、专家组成。

主要鉴定意见有：该项目针对高山区特大型水电工程测绘数据获取与处理的技术难题，开展了机载激光扫描技术的应用研究，实现了数据的快速获取与高效处理。

项目应用研究成果达到国际领先水平。

2、第三方评价（1）潘家铮院士认为本项目创新成果1中提出的有关300m级特高拱坝合理建基面设计的研究成果，“有利于推进我国高拱坝建设技术的发展，在特高拱坝合理建基面的评价体系和基于变形加固理论的坝趾区锚固力设计理论与方法等方面具有国际领先水平”。

（2）陈厚群院士在《混凝土高坝抗震研究》中对本项目研发的动力模型试验新方法评价如下：“通过以上处理模拟的坝基岩体、坝体横缝以及振动台输入，使高混凝土坝的振动台模型试验更接近工程实际，标志着其试验技术取得的突破性进展”。

（3）张超然院士认为本项目创新成果1中提出的有关300m级特高拱坝合理建基面设计的研究成果“在溪洛渡工程获得了直接应用，并取得了显著的经济效益”，“对类似工程具有直接的指导作用”。

该项目提出的特高拱坝坝趾锚固力的计算方法和评价体系，“属于国内外首创，对类似工程具有重大的指导意义”。

3、行业规范采用本项目主要创新点2提出的拱坝抗震设计方法及评价体系，以及工程抗震措施，被我国《水电工程水工建筑物抗震设计规范》（NB35047-2015）修编采用。

4、支撑科技奖励（1）2017年，《300m级特高拱坝安全控制关键技术及工程应用》获得中国电力科学技术进步奖一等奖。

（2）2010年，《300m级高混凝土拱坝合理建基面研究与应用》获得四川省科技进步一等奖。

（3）2011年，《水电水利工程三维协同设计关键技术及系统开发研究》获得水力发电科学技术一等奖。

（4）2015年，《锦屏一级水电站特高拱坝工程设计》获得四川省优秀工程设计一等奖。

（5）2017年，《金沙江溪洛渡水电站工程设计》获得水电行业优秀工程设计一等奖。

（6）2017年，《四川省大渡河大岗山水电站拱坝工程设计》获得水电行业优秀工程设计一等奖。

（7）2016年，金沙江溪洛渡水电站工程获得FIDIC2016年度工程项目杰出奖。

（8）2017年，锦屏一级水电站工程获得中国土木工程詹天佑奖。

五、推广应用情况（1）《300m级特高拱坝安全控制关键技术及工程应用》项目创新成果已直接应用于锦屏一级、溪洛渡、大岗山等特高拱坝设计与建设过程，确保了工程成功建设与安全运行，目前锦屏一级、溪洛渡两座特高拱坝已经安全运行了四年，大岗山特高拱坝安全运行了三年，各项监测成果显示三座拱坝均工作正常，且大坝未发现裂缝。

在确保工程安全运行的同时，仅溪洛渡、锦屏一级两座拱坝，节约直接投资10.99亿元。

同时，工期节约带来的间接收益达62.78亿元。

（2）项目成果直接推广应用于孟底沟、叶巴滩、多吉、伊朗巴哈蒂亚瑞等工程设计，更新了设计理念，减少了复杂的比选研究论证过程，直接节约了工程投资，提升了设计效率，减少了人力资源投入。

（3）《300m级特高拱坝安全控制关键技术及工程应用》旨在针对300m级特高拱坝建立一整套安全、经济的设计分析方法，涵盖特高拱坝安全控制的3K 方法与标准、特高拱坝合理建基面选择与评价技术、特高拱坝抗震分析与设计、特高拱坝施工期快速反馈设计技术和运行期安全评判体系等。

其中科技创新点1已经部分纳入国家重点图书《水工设计手册》，指导水电工程的设计工作；科技创新点2的研究成果已经部分纳入了《水电工程水工建筑物抗震设计规范》(NB/T 35047-2015)国家行业标准中。

（4）依托项目研究成果，近年来已在国内外各类期刊上发表学术论文101篇，其中SCI、EI检索论文24篇，主编或参编专著4本，培养博士10余名，申请并获得授权发明专利33项，授权软件著作权10项，授权实用新型专利19项。

六、主要知识产权证明目录（不超过10件）七、主要完成人情况表八、主要完成单位及创新推广贡献第1完成单位：中国电建成都勘测设计研究院有限公司主要创新推广贡献；本项目的第一完成单位对本项目创新点的提出、研究成果的完成、实践与运用做出了重要贡献。

自上世纪80年代以来，成都院陆续完成了二滩、溪洛渡、锦屏一级、大岗山等多座特高混凝土拱坝的勘测设计工作。

在勘测设计过程中成都院结合国家大型攻关研究课题，深入开展了一系列有针对性的科学研究，开创出一系列先进、有效的特高拱坝安全控制设计方法与体系，包括创新性地提出了300m级特高拱坝安全控制3K方法标准及成套技术、特高拱坝基于设定地震、波动理论、材料及接触非线性的动力仿真分析和大型振动台仿真模型试验的抗震安全设计与措施体系、特高拱坝施工期快速反馈设计技术和运行期安全评判体系。