近日,浙江省水利厅正式批复立项重点科技项目——“超标准洪水条件下土工袋加固堤坝韧性提升关键技术研发”(项目编号:RB2514)。该项目由宁波市河道管理中心承担,联合浙江同济科技职业学院、河海大学等多家单位共同攻关,标志着宁波水利在主动提升堤坝工程极端灾害韧性方面的系统性技术研发迈出关键一步。
聚焦工程痛点,推动理念革新
面对日益频发的“超标准洪水”威胁,传统土石堤坝的背水坡抗冲刷与渗透稳定能力面临严峻考验。传统的应急抢险模式往往被动响应,窗口期短、风险高。本项目创新性地提出“主动防护、韧性前移”新理念,旨在通过预先在堤坝背水坡及坝顶构建一道长期、可靠的土工袋加固层,将抢险防线前置,变被动应急为主动防御,系统性提升堤坝抵御洪水漫顶及冲刷破坏的内在能力。
四大攻关方向,构筑韧性防线
一是编织智慧“防护甲”:土工袋反滤与渗透稳定机制。深入研究土工袋材料与堤坝土体间的相互作用,揭示在高水力梯度下土工袋的透水保土反滤效能与颗粒运移规律,为不同堤坝土质“量身定制”袋体选型准则,筑牢防渗透破坏的第一道基础。
二是模拟洪水“冲击波”:漫顶水流冲刷动力响应。通过物理模型与数值仿真,精确模拟超标准洪水漫顶场景,研究土工袋防护层在坡面高速水流拖曳下的变形特性、冲刷防护效果及水流下渗衰减规律,探寻最优的袋体堆叠与组合方式,以稳定结构化解水流冲击。
三是设计优化“强筋骨”:韧性结构与高效工艺。基于冲刷机理研究成果,利用先进数值模拟手段,优化土工袋加固体的断面形态与厚度等设计参数。创新研发 “土工袋主动防护面+刚性排水槽”复合韧性提升结构,并配套形成“装-铺-压”一体化快速施工与质量检测工艺,确保防护工程既稳固又高效。
四是装上智能“透视眼”:漫顶实时感知与评估诊断。研发集成高精度传感器、无人机视觉测流等多源监测技术,构建堤坝漫顶实时感知与智能评估系统。该系统可实现漫顶流态、坝体应力等的自动化连续观测与数据智能分析,为应急决策提供精准、及时的感知数据支持,实现从加固设计到安全监测的全链条技术闭环。
创新技术引领,变革防洪模式
本项目首次系统探索将土工袋从传统应急抢险材料,转型升级为可预先铺设的永久性韧性防护结构,着力推动堤坝防洪模式从“事后被动抢险”向“事前主动加固、事中智能监控”的深刻变革。通过产学研深度协同,项目成果将为保障超标准洪水条件下堤坝工程的长期安全运行提供坚实的科技支撑,对提升全省水旱灾害防御现代化水平具有重要的现实意义与战略价值。