鈕新強(qiáng)，萬(wàn) 蕙，劉 琪

（長(zhǎng)江設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，430010，武漢）

引江補(bǔ)漢工程作為南水北調(diào)中線工程的后續(xù)水源，從長(zhǎng)江三峽水庫(kù)自流引水至漢江丹江口水庫(kù)壩下，是首個(gè)開(kāi)工建設(shè)的南水北調(diào)后續(xù)工程大型項(xiàng)目，是構(gòu)建完善國(guó)家骨干水網(wǎng)的標(biāo)志性工程。工程將打通長(zhǎng)江三峽向我國(guó)北方地區(qū)的輸水通道，創(chuàng)造長(zhǎng)江—漢江—華北平原水資源協(xié)同調(diào)配的工程條件，提升三峽水庫(kù)在國(guó)家骨干水網(wǎng)中的戰(zhàn)略水源作用，具有重大戰(zhàn)略意義。該工程也是我國(guó)在建單洞長(zhǎng)度最長(zhǎng)、洞徑最大、綜合難度最高的長(zhǎng)距離有壓引調(diào)水隧洞，關(guān)鍵技術(shù)涉及地質(zhì)勘探、設(shè)計(jì)、施工、智慧調(diào)控等方面。

一、工程總體方案

1.工程背景

南水北調(diào)工程是緩解我國(guó)北方地區(qū)水資源嚴(yán)重短缺局面的重大戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施，事關(guān)戰(zhàn)略全局、事關(guān)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展、事關(guān)人民福祉。20世紀(jì)50年代開(kāi)始，就已開(kāi)展南水北調(diào)中線工程勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)研究工作，水源方案更是歷經(jīng)長(zhǎng)期研究和反復(fù)比選。最終在國(guó)務(wù)院2002年批復(fù)的《南水北調(diào)工程總體規(guī)劃》中明確，中線工程“近期引漢、遠(yuǎn)期引江”。根據(jù)總體規(guī)劃安排，南水北調(diào)中線一期工程于2014年12月建成通水。截至2022年7月底，中線一期工程累計(jì)調(diào)水突破500億m3，顯著改善了受水區(qū)的水資源條件和供水保障程度，并為受水區(qū)地下水壓采和生態(tài)環(huán)境保護(hù)創(chuàng)造了有利條件，同時(shí)促進(jìn)了水源區(qū)漢江上游生態(tài)修復(fù)，提高了漢江中下游防洪能力，工程取得了巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益。

按照南水北調(diào)工程總體規(guī)劃，中線北調(diào)水是北方受水區(qū)的補(bǔ)充水源，一期工程多年平均調(diào)水量95億m3，與受水區(qū)地表水和地下水聯(lián)合運(yùn)用，共同保障受水區(qū)的城市供水。工程通水后，水質(zhì)持續(xù)穩(wěn)定在Ⅱ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)以上，供水地位已由“輔”變“主”，成為沿線受水區(qū)主要城市的主要供水水源。然而，按照總體規(guī)劃，在1956—1998年水文系列中，中線一期工程渠首調(diào)水量達(dá)到多年平均調(diào)水量95億m3的年份僅占62%，最小年調(diào)水量?jī)H53億m3。當(dāng)水文系列延長(zhǎng)為1956—2018年后，由于漢江枯水年份增多，最小年可調(diào)水量減少到23億m3，中線一期工程的供水保證率與其實(shí)際供水地位不匹配。此外，隨著京津冀協(xié)同發(fā)展國(guó)家戰(zhàn)略、雄安新區(qū)建設(shè)和中原城市群建設(shè)的推進(jìn)以及城鄉(xiāng)供水一體化的實(shí)施，中線實(shí)際供水范圍在不斷擴(kuò)大，為保障北方受水區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，增加中線北調(diào)水量勢(shì)在必行。同時(shí)，近年來(lái)漢江流域連續(xù)枯水年呈增加趨勢(shì)，漢江生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)也對(duì)漢江流域水資源保障提出了新要求，漢江流域水資源供需矛盾愈加突出。

因此，為應(yīng)對(duì)北方受水區(qū)用水需求進(jìn)一步增長(zhǎng)、供水穩(wěn)定性進(jìn)一步提高等新要求，保障北方受水區(qū)供水安全，增強(qiáng)漢江枯水年水資源調(diào)配能力、緩解漢江流域用水壓力，迫切需要實(shí)施中線后續(xù)水源工程?！赌纤闭{(diào)工程總體規(guī)劃》和《長(zhǎng)江流域綜合規(guī)劃（2012—2030年）》均提出根據(jù)漢江流域水源區(qū)及北方受水區(qū)生態(tài)環(huán)境實(shí)際情況和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求，相機(jī)實(shí)施從長(zhǎng)江干流引水補(bǔ)充漢江的研究。長(zhǎng)江三峽水庫(kù)作為我國(guó)戰(zhàn)略水源地，具有水量豐沛、調(diào)蓄能力強(qiáng)、區(qū)位優(yōu)勢(shì)突出、供水范圍廣、水位適中、水能開(kāi)發(fā)影響小等天然優(yōu)勢(shì)，可作為南水北調(diào)中線工程后續(xù)水源向漢江補(bǔ)水。2017年引江補(bǔ)漢工程全面啟動(dòng)前期研究論證工作。2021年5月14日，習(xí)近平總書(shū)記主持召開(kāi)推進(jìn)南水北調(diào)后續(xù)工程高質(zhì)量發(fā)展座談會(huì)并發(fā)表重要講話，強(qiáng)調(diào)要深入分析南水北調(diào)工程面臨的新形勢(shì)新任務(wù)，科學(xué)推進(jìn)工程規(guī)劃建設(shè)，提高水資源集約節(jié)約利用水平，為南水北調(diào)后續(xù)工程規(guī)劃建設(shè)提供了根本遵循與指引。

2.工程定位與規(guī)模

引江補(bǔ)漢工程定位是南水北調(diào)中線工程的后續(xù)水源，其建設(shè)任務(wù)為從長(zhǎng)江三峽庫(kù)區(qū)引水入漢江，提高漢江流域的水資源調(diào)配能力，增加南水北調(diào)中線工程北調(diào)水量，提升中線工程供水保障能力，并為引漢濟(jì)渭工程達(dá)到遠(yuǎn)期調(diào)水規(guī)模、向工程輸水線路沿線地區(qū)城鄉(xiāng)生活和工業(yè)補(bǔ)水創(chuàng)造條件。

引江補(bǔ)漢工程規(guī)模論證需統(tǒng)籌發(fā)展與安全、效益與影響，屬于典型的跨流域多目標(biāo)水資源優(yōu)化配置難題。針對(duì)引江補(bǔ)漢工程水資源配置的特點(diǎn)，自主研發(fā)了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的水資源聯(lián)合配置模擬和輔助決策模型，涵蓋長(zhǎng)江、漢江等主要河流，南水北調(diào)中線、引漢濟(jì)渭、鄂北地區(qū)水資源配置等骨干跨流域調(diào)水工程，三峽、丹江口等控制性水利水電工程（見(jiàn)圖1）。按照“生態(tài)優(yōu)先、豐枯互濟(jì)、保障水源區(qū)原有用水權(quán)益、適當(dāng)留有余地”的原則開(kāi)展水資源優(yōu)化配置，預(yù)測(cè)2035年中線受水區(qū)多年平均總?cè)彼?36億m3。按照中線一期工程總干渠不擴(kuò)建、正常供水期可全線通過(guò)加大流量、冰期分年型分渠段控制流量，復(fù)核中線一期總干渠輸水能力為115億～119億m3。在此基礎(chǔ)上按照“以供定需”原則（即充分利用中線一期總干渠現(xiàn)有輸水能力向北方受水區(qū)增加供水量）確定引江補(bǔ)漢工程增補(bǔ)中線北調(diào)水量。

圖1 引江補(bǔ)漢工程水源區(qū)與受水區(qū)概化示意圖

綜合考慮施工技術(shù)難度、運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)合理要求，最終確定引江補(bǔ)漢工程多年平均引江水量39億m3。其中，補(bǔ)北調(diào)水量24.9億m3（陶岔多年平均調(diào)水量達(dá)到115.1億m3），補(bǔ)引漢濟(jì)渭水量5億m3，補(bǔ)漢江中下游水量6.1億m3，輸水工程沿線補(bǔ)水量3億m3。

3.工程布局

從長(zhǎng)江向漢江調(diào)水的方案自20世紀(jì)50年代已開(kāi)始研究，如大寧河調(diào)水入漢江、香溪河引江濟(jì)漢、龍?zhí)断?、小江調(diào)水等方案，均作為南水北調(diào)中線的水源方案在中線工程規(guī)劃階段開(kāi)展了初步研究工作。

引江補(bǔ)漢工程布局論證在以往研究成果的基礎(chǔ)上，堅(jiān)持“生態(tài)優(yōu)先、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、兼容并包”的原則，根據(jù)工程建設(shè)任務(wù)論證分析比選各種可能的方案，綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境影響、建設(shè)條件、移民占地等多方面因素，工程線路推薦風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)可控、經(jīng)濟(jì)性好、供水成本低的龍安1線，從三峽庫(kù)首北岸龍?zhí)断恋そ谒畮?kù)壩下約5 km的安樂(lè)河口入漢江干流，采用一條全長(zhǎng)194.3 km、過(guò)水洞徑10.2 m的有壓隧洞自流輸水，充分利用三峽水庫(kù)動(dòng)態(tài)水位形成的寶貴水頭差，引水流量隨三峽水庫(kù)水位變化為170～212 m3/s。在線路樁號(hào)164 km處布置石花控制閘，用于銜接前后兩段有壓隧洞，解決閘后淺埋隧洞高內(nèi)水壓力問(wèn)題。

4.工程調(diào)度

引江補(bǔ)漢工程運(yùn)行以服從三峽水庫(kù)和丹江口水庫(kù)防洪調(diào)度為前提，丹江口水庫(kù)設(shè)置引江控制水位線：丹江口水庫(kù)蓄水位低于引江啟動(dòng)線時(shí)，開(kāi)始向漢江干流補(bǔ)水；丹江口水庫(kù)蓄水位高于引江停止線時(shí)，停止向漢江干流補(bǔ)水。引江控制水位線以引江后基本不增加丹江口水庫(kù)棄水為目標(biāo)，采用長(zhǎng)系列調(diào)節(jié)計(jì)算模型逐旬試算確定。

引江補(bǔ)漢實(shí)施后南水北調(diào)中線水資源配置格局發(fā)生了重大變化。今后，將建立基于三峽和丹江口水情預(yù)報(bào)系統(tǒng)的水資源統(tǒng)一調(diào)度平臺(tái)，在三峽、丹江口水庫(kù)實(shí)現(xiàn)較高精度長(zhǎng)、中、短期水情預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上，研究在不同的長(zhǎng)江、漢江本流域來(lái)水和跨流域調(diào)水需求條件下，引江補(bǔ)漢工程與三峽、丹江口水庫(kù)的水資源聯(lián)合調(diào)配策略；研究?jī)?yōu)化三峽—葛洲壩水利樞紐梯級(jí)調(diào)度運(yùn)行方案；統(tǒng)籌考慮漢江中下游防洪、供水和生態(tài)需求，研究?jī)?yōu)化丹江口水庫(kù)調(diào)度運(yùn)用方案，提升水資源綜合利用效益，特別是改善枯水年北調(diào)水過(guò)程和漢江中下游水資源條件；提出發(fā)生水污染、工程事故、特殊干旱等情況時(shí)，三峽、丹江口、漢江梯級(jí)及骨干引調(diào)水工程應(yīng)急調(diào)度的原則、聯(lián)合調(diào)度方式和預(yù)期效果。

5.工程效益

引江補(bǔ)漢工程補(bǔ)水范圍可分為供水區(qū)、補(bǔ)水區(qū)和受益區(qū)三個(gè)層次：中線工程受水區(qū)為供水區(qū)，漢江中下游為補(bǔ)水區(qū)，引漢濟(jì)渭工程受水區(qū)和輸水線路沿線補(bǔ)水區(qū)為受益區(qū)。

工程實(shí)施后可增加中線工程調(diào)水量，顯著提高調(diào)水過(guò)程均勻程度，提升受水區(qū)用水保障水平。中線工程多年平均調(diào)水量達(dá)到115.1億m3，較中線一期規(guī)劃的年均調(diào)水量增加約20億m3，對(duì)枯水年補(bǔ)水量相對(duì)更大；年調(diào)水95億m3的保證率由62%提高至90%，最小年調(diào)水量將從23億m3增加至66億m3。

工程實(shí)施后，漢江黃家港斷面多年平均下泄水量236.7億m3，比工程實(shí)施前增加5.9億m3；最小流量490 m3/s長(zhǎng)序列時(shí)段保證率從94%提高至99%，連續(xù)枯水年除個(gè)別時(shí)段外，基本可以滿(mǎn)足最小流量要求，或按400 m3/s下泄。同時(shí)，提高了漢江中下游梯級(jí)生態(tài)調(diào)度實(shí)施概率，5—8月下泄流量相應(yīng)提高。另外，在漢江中下游水華高發(fā)時(shí)段（1—3月），利用工程富裕輸水能力可向漢江中下游相機(jī)補(bǔ)水，最大年增補(bǔ)水量可達(dá)16億m3。

引江補(bǔ)漢工程實(shí)施為引漢濟(jì)渭工程多年平均實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)期調(diào)水規(guī)模15億m3創(chuàng)造了條件，向沿線宜昌市、荊門(mén)市和襄陽(yáng)市干旱地區(qū)多年平均補(bǔ)水約3億m3，提高受益區(qū)水資源保障能力，支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。

二、關(guān)鍵技術(shù)

1.深埋長(zhǎng)大隧洞地質(zhì)勘探技術(shù)

引江補(bǔ)漢工程輸水隧洞穿越地層眾多、地質(zhì)條件復(fù)雜，具有“三高、兩多、一軟、一活動(dòng)”特點(diǎn)?！叭摺奔锤叩貞?yīng)力、高外水壓力、高巖石強(qiáng)度：沿線實(shí)測(cè)水平主應(yīng)力達(dá)35.2 MPa；已開(kāi)展的鉆孔實(shí)測(cè)洞線區(qū)域最大水壓超過(guò)5 MPa；超硬巖分布范圍廣，實(shí)測(cè)最大巖石強(qiáng)度達(dá)281 MPa?！皟啥唷奔磾鄬佣?、地下水多：輸水隧洞穿越區(qū)域性斷裂7條，地區(qū)性斷層50余條，其中著名的青峰斷裂帶總寬度達(dá)6 km以上；隧洞沿線地下水豐富，預(yù)測(cè)可能發(fā)生涌水洞段長(zhǎng)約37.5 km?！耙卉洝敝杆矶创┰杰涃|(zhì)巖總長(zhǎng)度達(dá)58.5 km，占比約30%，預(yù)測(cè)可能發(fā)生中等及以上軟巖大變形的洞段長(zhǎng)約18 km?！耙换顒?dòng)”指輸水隧洞穿越兩條蠕滑型活動(dòng)斷裂，分別為通城河斷裂和城口—房縣斷裂，其中通城河斷裂實(shí)測(cè)年均位移量約0.3 mm。

為應(yīng)對(duì)復(fù)雜的工程地質(zhì)問(wèn)題，工程勘察設(shè)計(jì)階段綜合采用了多種勘察技術(shù)和手段，并在遙感、鉆探、測(cè)試、試驗(yàn)等方面開(kāi)展了新技術(shù)探索和應(yīng)用，形成了基于三維實(shí)景影像的地質(zhì)信息解譯技術(shù)、超深大頂角斜孔及水平孔鉆探技術(shù)、超深復(fù)合定向鉆探技術(shù)、超深孔壓水試驗(yàn)技術(shù)、千米級(jí)深孔地應(yīng)力測(cè)試技術(shù)等。

隧洞開(kāi)挖時(shí)，對(duì)掌子面前方不良地質(zhì)體進(jìn)行探測(cè)并對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行超前預(yù)報(bào)十分重要。由于目前勘察裝備和評(píng)價(jià)理論的局限性，不良地質(zhì)體超前探測(cè)與預(yù)報(bào)精度尚難以滿(mǎn)足工程建設(shè)需要，應(yīng)從可靠、高效獲取隧洞圍巖工程地質(zhì)特征參數(shù)的關(guān)鍵裝備研制出發(fā)，開(kāi)展物探方法、鉆探工藝、測(cè)試技術(shù)攻關(guān)，構(gòu)建安全、高效、合理的超前勘察技術(shù)體系。

2.深埋長(zhǎng)大隧洞總體施工方案

“長(zhǎng)洞短打、分段掘進(jìn)”是超特長(zhǎng)隧洞施工的基本方法，但如何合理劃分施工分段和優(yōu)選施工方案，既能充分發(fā)揮TBM（全斷面硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)）優(yōu)勢(shì)，提高施工效率，又能利用鉆爆法開(kāi)挖不良地質(zhì)洞段，規(guī)避施工風(fēng)險(xiǎn)，達(dá)到綜合效益最優(yōu)的目標(biāo)，是一個(gè)極為復(fù)雜而重要的問(wèn)題。

引江補(bǔ)漢工程隧洞開(kāi)挖采用“TBM法+鉆爆法”組合的總體施工方案，充分考慮了TBM及其配套設(shè)備性能和國(guó)內(nèi)現(xiàn)有承包商的技術(shù)能力和管理水平，緊密結(jié)合隧洞工程地形地質(zhì)條件與結(jié)構(gòu)要求，以期實(shí)現(xiàn)縮短工期、減少輔助工程設(shè)施及附加工作量、降低施工成本的目標(biāo)。工程共采用9臺(tái)TBM集群施工，開(kāi)挖直徑達(dá)12.2 m，為非常規(guī)的超大直徑TBM，是我國(guó)在建項(xiàng)目投入超大直徑TBM施工最多的隧洞，對(duì)TBM結(jié)構(gòu)件剛度、大直徑主軸承等關(guān)鍵部件的性能、支護(hù)系統(tǒng)的配備與優(yōu)化、超前預(yù)處理及卡機(jī)脫困輔助設(shè)施配置等方面要求高，而現(xiàn)有設(shè)備設(shè)計(jì)與制造的參考經(jīng)驗(yàn)有限。在TBM功能配置方面，亟需提升TBM設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，增強(qiáng)復(fù)雜地質(zhì)條件下超大直徑TBM的適用性，針對(duì)不同的地質(zhì)條件，尤其是局部不良地質(zhì)洞段，研究不同類(lèi)型TBM相應(yīng)的功能配置要求，解決和克服超大直徑TBM施工過(guò)程中面臨的諸多不確定因素，總結(jié)形成一套成熟的超大直徑TBM功能配置關(guān)鍵技術(shù)。

3.深埋長(zhǎng)大隧洞關(guān)鍵地質(zhì)問(wèn)題及對(duì)策

引江補(bǔ)漢工程輸水隧洞地質(zhì)條件復(fù)雜，隧洞施工面臨涌水突泥、高外水壓力、軟巖大變形、堅(jiān)硬巖巖爆、活動(dòng)斷裂錯(cuò)動(dòng)影響等工程地質(zhì)問(wèn)題，對(duì)工程施工安全、投資控制與工期保障存在不利影響。

工程沿線穿越黃陵背斜、聚龍山復(fù)式向斜、青峰斷裂帶等多個(gè)構(gòu)造單元，部分洞段具有圍巖軟弱破碎、地下水水頭高且補(bǔ)給充足等特點(diǎn)，高壓富水破碎地層的涌水突泥災(zāi)害是工程建設(shè)過(guò)程最突出的施工風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)對(duì)涌水突泥問(wèn)題，一是遵循“繞避優(yōu)先、避重就輕”原則，在選線過(guò)程中最大限度避開(kāi)或短距離穿越易發(fā)生隧洞地下水害的強(qiáng)巖溶區(qū)和大斷裂帶；二是“超前物探+超前鉆探”相結(jié)合開(kāi)展超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，提前探明富水構(gòu)造，并采取“封堵、排水減壓、疏導(dǎo)、繞行”等針對(duì)性處置措施；三是超前注漿加固，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際綜合考慮洞內(nèi)超前灌漿、地表超前復(fù)合定向鉆灌漿；四是超前支護(hù)，在超前灌漿堵水完成后采取超前管棚等措施，確保下一步開(kāi)挖圍巖安全穩(wěn)定。

輸水隧洞穿越高地應(yīng)力軟弱巖地層時(shí)面臨軟巖大變形風(fēng)險(xiǎn)，主要危害表現(xiàn)為圍巖變形侵限、支護(hù)破壞、TBM頻繁卡機(jī)等，甚至是二襯開(kāi)裂，影響結(jié)構(gòu)壽命。對(duì)于軟巖大變形問(wèn)題，總體上采用“監(jiān)測(cè)預(yù)警、超前支護(hù)、預(yù)留變形、初支加強(qiáng)、及時(shí)封閉、底部加強(qiáng)、襯砌緊跟、動(dòng)態(tài)優(yōu)化”等措施應(yīng)對(duì)。對(duì)特別嚴(yán)重洞段考慮“放-抗結(jié)合、主動(dòng)支護(hù)、分層施作”的軟巖大變形控制理念，具體采用讓壓支護(hù)、預(yù)應(yīng)力錨桿（索）、雙層初期支護(hù)等措施。

工程線路存在中等巖爆風(fēng)險(xiǎn)的洞段長(zhǎng)約25 km。巖爆防治遵循“以防為主、防治結(jié)合”原則，施工過(guò)程中結(jié)合巖爆監(jiān)測(cè)預(yù)警，綜合采用強(qiáng)支護(hù)、應(yīng)力解除爆破、超前應(yīng)力釋放、噴水或鉆孔注水軟化等防控措施。TBM施工洞段優(yōu)先考慮護(hù)盾式TBM，通過(guò)管片結(jié)構(gòu)降低施工安全風(fēng)險(xiǎn)及爆渣清理對(duì)掘進(jìn)速度的影響。針對(duì)強(qiáng)烈?guī)r爆洞段，則采用以重型鋼管片為主的綜合防護(hù)措施。

輸水隧洞穿越兩條蠕滑型活動(dòng)斷裂，針對(duì)活動(dòng)斷裂的主要設(shè)計(jì)思路：一是鉸接設(shè)計(jì)，增加襯砌在軸向的自由度，以適應(yīng)斷層錯(cuò)動(dòng)位移；二是超挖設(shè)計(jì)，預(yù)留出斷層錯(cuò)動(dòng)變形空間；三是隔離設(shè)計(jì)，在初支和二襯之間充填柔性緩沖層，以適應(yīng)斷層錯(cuò)動(dòng)位移，避免或減小襯砌結(jié)構(gòu)受到的影響。

4.水網(wǎng)工程精細(xì)精準(zhǔn)智慧調(diào)度技術(shù)

引江補(bǔ)漢工程實(shí)施后形成了以三峽水庫(kù)和丹江口水庫(kù)為水源，南水北調(diào)中線一期工程、引漢濟(jì)渭工程、鄂北地區(qū)水資源配置工程等為通道，長(zhǎng)江、漢江流域與京津華北地區(qū)為供水對(duì)象的水網(wǎng)綜合工程體系，工程調(diào)度涉及多水源、多通道、多用戶(hù)、多目標(biāo)的均衡優(yōu)化配置問(wèn)題，需要厘清水量調(diào)配、水力控制、水質(zhì)保護(hù)的互饋?lái)憫?yīng)機(jī)理，協(xié)調(diào)好流域、區(qū)域等不同空間尺度和月、旬、實(shí)時(shí)等不同時(shí)間尺度間調(diào)度的解耦-耦合關(guān)系。已有研究成果多集中在單一工程或小尺度區(qū)域，難以支撐水網(wǎng)工程精細(xì)化、精準(zhǔn)化、智能化調(diào)度，亟待開(kāi)展相關(guān)技術(shù)研究。

創(chuàng)新水網(wǎng)系統(tǒng)多尺度多過(guò)程高效模擬技術(shù)，研究水網(wǎng)跨區(qū)域多目標(biāo)協(xié)同實(shí)時(shí)調(diào)度技術(shù)，提出超大規(guī)模有壓管道系統(tǒng)的水錘防護(hù)技術(shù)準(zhǔn)則及方法模型，突破無(wú)壓及有壓輸水系統(tǒng)全情景工況智能、精準(zhǔn)、精細(xì)調(diào)控技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)水網(wǎng)多目標(biāo)時(shí)空效益均衡調(diào)度，保障水網(wǎng)工程效益充分發(fā)揮。

5.數(shù)字孿生引江補(bǔ)漢工程關(guān)鍵技術(shù)

數(shù)字孿生引江補(bǔ)漢工程旨在服務(wù)和保障全生命期工程安全、供水安全、水質(zhì)安全等，建設(shè)可計(jì)算、可推演、可追溯、可決策的工程數(shù)字孿生體，打造各參建方協(xié)同、全生命期業(yè)務(wù)應(yīng)用一體化的管理工作平臺(tái)，形成數(shù)字孿生創(chuàng)新平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)應(yīng)對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)向主動(dòng)防控，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)工程質(zhì)量持續(xù)優(yōu)化，促進(jìn)工程建設(shè)體系技術(shù)和模式變革，促使工程運(yùn)維能力現(xiàn)代化和科學(xué)化升級(jí)。

現(xiàn)階段，數(shù)字孿生工程主要面臨工程信息模型、數(shù)據(jù)融合和服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)缺失，專(zhuān)業(yè)模型智能化程度不高、智能基因注入不足，以及數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景廣度不夠、深度不足等問(wèn)題，亟需針對(duì)工程數(shù)字孿生體、建設(shè)和運(yùn)維智能模型和知識(shí)構(gòu)建，以及數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景挖掘等開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)。

三、展 望

作為首個(gè)開(kāi)工的南水北調(diào)后續(xù)工程重大項(xiàng)目，引江補(bǔ)漢工程在復(fù)雜構(gòu)造條件下地質(zhì)勘察、大范圍多目標(biāo)水資源配置、工程規(guī)模布局論證、復(fù)雜地質(zhì)條件下深埋長(zhǎng)大隧洞設(shè)計(jì)等方面形成了一系列自主研發(fā)的勘察設(shè)計(jì)技術(shù)，高效完成了工程規(guī)劃論證。未來(lái)以引江補(bǔ)漢工程為突破口，有望引領(lǐng)精準(zhǔn)高效勘探、不良地質(zhì)體超前預(yù)報(bào)與安全高效施工、水網(wǎng)精細(xì)精準(zhǔn)智慧化調(diào)度、數(shù)字孿生工程建設(shè)等關(guān)鍵技術(shù)的攻克，可為南水北調(diào)西線工程等國(guó)家水網(wǎng)重大工程建設(shè)提供參考和借鑒。