学科专业评审组:工程建设组
项目名称:复杂条件下高面板坝工程监测创新与智能馈控关键技术及实践
提名单位: 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
提名等级:二等奖
提名单位意见: 按照《陕西省科学技术进步奖励办法》及其实施细则的有关规定和自治区科技奖励工作办公室对提名工作的具体要求,我单位对提名书内容及全部附件材料进行了严格审查,确认该项目符合《陕西省科学技术进步奖励办法》规定的提名资格条件,提名材料全部内容属实,没有违反《中华人民共和国保守国家秘密法》和《科学技术保密规定》等相关法律法规,也不侵犯他人知识产权。 本项目面向国家“十四五”规划和2035年远景目标中关于西南水电基地建设的重大战略需求,聚焦高海拔、复杂地质条件下高面板堆石坝工程安全监测与智能监控关键技术问题,开展了系统性、创新性的研究与实践。项目通过50余座高面板堆石坝工程的深入总结与凝练,突破了特殊结构体和“三高一深一窄”等复杂工况下安全监测设计的技术瓶颈,创新提出了多种新型监测技术与方法,自主研发了智能分析模型与预警平台,构建了完整的高面板堆石坝安全监测与控制理论体系。成果获授权发明专利15项、软件著作权10项,出版专著4部,编制技术规范10部,发表学术论文35篇,并成功应用于巴贡、公伯峡、大石峡等50余座重大水电工程,经济与社会效益显著,为250m乃至300m级高面板堆石坝建设与安全运行提供了关键技术支撑,对实现“西电东送”等国家能源战略具有重大意义,整体达到国际领先水平。
项目简介:

客观评价:

应用情况和效益:

主要知识产权和标准规范等目录:

主要完成人:
  1. 姓名:苗喆
    排名:1
    行政职务:一级技术专家
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:作为项目总技术负责人,主持构建了复杂条件下高面板堆石坝安全监测体系(对应创新点一),提出特殊结构体监测设计方法,系统性解决了“三高一深一窄”工程难题。主持项目技术路线规划与整体攻关,支撑成果在重大工程中的应用。证明材料: ZL201310460820.4(附件1)。
    曾获国家科技奖励情况:1、2008年度,中国水电顾问集团公司科学进步二等奖1项; 2、2016年度,中国电建科学技术一等奖1项,《强震区200m级高混凝土面板堆石坝抗震关键技术研究》,排名第3。
  2. 姓名:张群
    排名:2
    行政职务:所长
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:主导高趾墩、挤压边墙等特殊结构体监测布置形式创新(对应创新点一),共同开发曲线监测断面与多基准算法;合作研发新型水管沉降仪、电磁沉降自动化系统及GNSS同轴监测技术(对应创新点二),显著提升长距离、高精度监测能力。证明材料:ZL202410064848.4(附件2)、ZL202210030669.X(附件14)等。
    曾获国家科技奖励情况:(1)《乌弄龙水电站库区右岸拉金神谷坡体应急测绘与应急监测》2021年度中国电力规划设计协会水电行业优秀工程勘测一等奖; (2)《青藏高原超深冰水堆积物勘察评价技术及工程应用》2022年度中国电力规划设计协会电力工程科学技术进步奖一等奖。 (3)《黄河上游大型梯级水库岸坡蠕变机理与破坏效应研究及安全监控技术》2022年度中国科技产业化促进会科技产业化一等奖。
  3. 姓名:马春辉
    排名:3
    行政职务:无
    技术职称:讲师
    工作单位:西安理工大学
    对本项目技术创造性贡献:独立提出并实现了基于多输出支持向量机与克隆选择算法的堆石料参数反演模型(对应创新点三),研发高面板坝安全性态预警反馈技术,提升参数识别效率与模型适应性。合作完成管道监测试验装置开发。证明材料:ZL202111167908.8(附件12)、ZL201910312464.9(附件13)。
    曾获国家科技奖励情况:2017年,第三届“全国水利工程专业学位研究生实践优秀成果获得者”
  4. 姓名:胡波
    排名:4
    行政职务:副总监
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:南瑞集团有限公司
    对本项目技术创造性贡献:主持研发新型水管式沉降仪与杆式位移计(对应创新点二),提出地震条件下大坝安全动态监测方法,显著提升设备大量程、高可靠性和工程适用性,支撑体系从200米至300米级跨越。证明材料:ZL201610866413.7(附件3)。
    曾获国家科技奖励情况:曾获水利科学技术进步一等奖,四川省科学技术进步一等奖,湖南省电力科学技术进步奖二等奖,电力科技创新奖二等奖,电力建设科学技术进步奖三等奖,电力行业创新创意成果银牌成果,全国电力职工技术成果三等奖,国网湖南省电力有限公司科技进步奖一等奖,国网经济技术研究院有限公司科学技术进步奖一等奖等。
  5. 姓名:李俊
    排名:5
    行政职务:无
    技术职称:工程师
    工作单位:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:负责大坝监测数据智能分析整编系统开发(支持创新点二、三),实现多源监测数据清洗、集成与异常识别,提升数据处理效率与系统集成水平。合作完成关联规则变形预判模型。证明材料:软件著作权2024SR0540649(附件18)
    曾获国家科技奖励情况:1、2021年度,拉西瓦水电站安全监测工程设计,水电行业优秀工程设计二等奖 2、2022年度,水电站边坡安全监测及预警管理平台V1.0,电力行业优秀计算机软件三等奖 3、2021年度,特高土石坝坝基防渗系统服役性能演化规律研究,西北院公司科学技术一等奖
  6. 姓名:周鹤翔
    排名:6
    行政职务:副所长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:主导电磁沉降管传感器安装方法创新及非开挖施工工艺研发(对应创新点二),提升沉降监测全生命周期适用性与可靠性;合作开发水平敷设施工方法并参与智能分析软件设计。证明材料:ZL202210030669.X(附件14)等。
    曾获国家科技奖励情况:2022年,特高拱坝安全监测设计及分析应用研究,公司级科技进步三等奖,排名:7,证书编号:XBYJB-2022-02-11; 2021年,特高土石坝坝基防渗系统服役性能演化规律研究,公司级科技进步一等奖,排名:11; 2021年,水电站边坡安全监测及预警管理平台研究,公司级科技进步一等奖,排名:9。
  7. 姓名:南大伟
    排名:7
    行政职务:无
    技术职称:工程师
    工作单位:中国水利水电第三工程局有限公司
    对本项目技术创造性贡献:主要负责新型监测设备的现场施工工艺适应性提升(支持创新点二),开发钢丝水平位移计安装工法,保障了多种智能感知技术在高坝工程中的可靠实施与应用。证明材料:工法DJGF-SD-26-2015(附件17)。
    曾获国家科技奖励情况:1、2020年“土石坝钢丝水平位移计安装工法”获中国电建工法; 2、2021年“水工建筑物正垂施工工法”获中国电建工法; 3、“创新QC小组”荣获陕西省2021年度工程勘察设计优秀质量管理小组活动成果大赛一等奖; 4、“大坝安全监测QC小组”荣获陕西省2021年度工程勘察设计优秀质量管理小组活动成果大赛三等奖;
  8. 姓名:程琳
    排名:8
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:西安理工大学
    对本项目技术创造性贡献:共同主导堆石坝材料参数反演机器学习方法(对应创新点三),提出空间随机场模拟与混合核相关向量机模型,提升反演精度和工程适用性;合作研发管道变形试验装置。证明材料:ZL201910312464.9(附件13)、ZL202111167908.8(附件12)。
    曾获国家科技奖励情况:无
  9. 姓名:王伟
    排名:9
    行政职务:无
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与狭窄河谷坝体变形监测装置研发(对应创新点一),合作提出横河向贯穿测线布设方法,解决狭窄河谷全面立体监测难题,支撑特殊地形安全监测实施。证明材料:ZL202410064848.4(附件2)。
    曾获国家科技奖励情况:(1)中美水电工程技术标准对照研究,2015年度中国电建科学技术奖二等奖,中国电力建设集团有限公司。 (2)碾压式土石坝设计规范中美水电技术标准技术对比研究报告,2013年度优秀咨询成果奖二等奖,西北勘测设计研究院。 (3)深厚覆盖层上高面板坝建设与运行评价关键技术,2022年度电力科技创新奖一等奖,中国电力企业联合会。 (4)混凝土面板堆石坝结构安全控制关键技术研究与应用,科技进步奖一等奖,西北勘测设计研究院。
  10. 姓名:许焱鑫
    排名:10
    行政职务:无
    技术职称:助理研究员
    工作单位:河海大学
    对本项目技术创造性贡献:参与构建高面板堆石坝多测点变形智能预测模型(对应创新点三),支持时空聚类与深度学习异常识别方法的开发,提升复杂条件下变形预测和状态评估能力。
    曾获国家科技奖励情况:024年,水力发电科学技术奖,一等奖,高寒地区复杂地质条件高拱坝健康诊断与安全监控关键技术及应用,排名13,证书编号:2024-J-1-07-G13 2025年,陕西高等学校科学技术研究优秀成果奖,一等奖,西部强震区混凝土坝结构服役性态动力学诊断关键技术及应用,排名7。
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司
    单位贡献:中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司作为本项目的牵头单位,负责整体技术路线规划与科研大纲编制依托西北院设计的大石峡、玛尔挡、羊曲、苗家坝、察汗乌苏等数十座水电站,总结提炼了高坝、高寒、高地震烈度、深厚覆盖层、狭窄河谷(以下简称“三高一深一窄”)条件下高面板堆石坝及特殊结构体安全监测面临的问题和不足,梳理总结提炼了需要解决的关键技术问题。构建了复杂条件下高面板堆石坝安全监测体系,提出了高趾墩、高趾墙和挤压边墙等特殊结构体的监测方法与布置形式,创新了适应弯曲河道的曲线监测断面、面板柔性与固定测斜仪多基准算法,解决了“三高一深一窄”复杂条件和高面板堆石坝特殊结构体安全监测难题(创新点一)。开发了复杂条件下高面板堆石坝的多场信息智能感知系统,配合南瑞集团公司研发了新型水管式沉降仪与杆式位移计,发明了电磁沉降环自动感知技术,主导提升了适应工程应用的柔性管道机器人监测技术,解决了超长距离、大量程、高精度监测难题(创新点二)。联合西安理工大学、河海大学等单位,共同构建了复杂条件高面板堆石坝多测点变形智能监测模型,提出了面板堆石坝模型计算参数反演分析的机器学习方法,研发了高面板堆石坝安全性态多位预警与反馈技术,解决了高面板堆石坝监测馈控难题(创新点三)。 将以上成果应用于大石峡、玛尔挡、羊曲、镇安等典型工程。

  2. 单位名称:西安理工大学
    单位贡献:作为项目重要参与单位,与中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司和河海大学紧密合作,共同主导了面板堆石坝筑坝材料参数智能反演分析与安全性态预警反馈技术研发(创新点三),提出了基于多输出支持向量机、克隆选择算法及混合相关向量机的机器学习反演方法,提升了参数识别效率和模型在复杂条件下的适用性,为构建高面板堆石坝多测点变形智能预测模型提供了核心算法支持。

  3. 单位名称:南瑞集团有限公司
    单位贡献:聚焦于监测装备的创新与工程化应用,与中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司协同攻关,主导研发了新型水管式沉降仪与杆式位移计(创新点二),发明了基于磁致伸缩原理的电磁沉降环自动感知技术,解决了传统设备在超长距离、大量程、高精度监测方面的技术瓶颈,显著提升了监测系统的可靠性和工程适用性,为智能感知系统的建立提供了关键设备支撑。

  4. 单位名称:中国水利水电第三工程局有限公司
    单位贡献:主要负责监测仪器安装工艺与工程适用性提升,与中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司及南瑞集团协同,针对新型水管式沉降仪、电磁沉降环及柔性管道机器人等设备,创新了水平敷设、非开挖施工、分段安装等施工工法,攻克了狭窄河谷、深厚覆盖层等复杂条件下的仪器埋设难题,保障了先进监测技术在高面板堆石坝工程中的成功实施与应用。

  5. 单位名称:河海大学
    单位贡献:参与项目智能馈控方向的联合研究,与中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司和西安理工大学合作,共同构建了复杂条件下高面板堆石坝多测点变形智能预测模型(创新点三),参与了基于时空聚类、深度学习等的异常识别方法以及考虑多因素效应的安全监控模型开发,为提升大坝变形预测准确性和实现时空多维安全预警提供了理论和技术支持。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处