方向七 抽水蓄能电站智能设计与全生命周期性态评价
抽水蓄能电站溃坝洪水风险分析
由于抽水蓄能电站具有可以灵活调用水电资源、清洁高效、绿色低碳等优点，在实现“双碳”目标的大背景下，呈现出爆发式发展趋势。相较于普通水电站，抽水蓄能电站具有上下水库联合调度的特性，上水库集水流域面积较小，应对超标准洪水风险能力较差；下水库通常为利用天然河道围筑两道拦河坝形成库盆，并利用泄洪排沙洞改变天然河道，河势改动较大，为满足国家法律法规规定和应急管理要求，进一步支撑设计方案和应急预案编制工作，开展溃坝洪水风险分析研究十分必要。
本课题组依托山西蒲县、绛县抽蓄电站等工程科研工作实践，取得了如下研究成果：
（1）明确了抽水蓄能电站溃坝洪水风险分析研究基本流程。基于风险研究一般流程，明确了抽蓄电站溃坝洪水风险分析应从风险识别、风险分析、风险评估及应急处理四个模块依次开展。
（2）提出抽水蓄能电站失效路径识别及失效概率计算方法。基于国内外面板堆石坝失效案例总结，结合抽蓄电站工程特性及工程水文、地质特征，识别出上下库面板坝有可能出现的失效路径，并绘制成为失效事故树。针对漫顶溃坝、地震震陷漫顶溃坝、渗透破坏溃坝的失效模式，总结提出了对应失效模式的溃坝概率。
（3）揭示了不同运行工况下抽水蓄能电站溃坝洪水演进特征。基于大坝溃口预测数学模型，耦合二维水动力学模型，构建长距离、大尺度分析域内抽水蓄能电站溃坝洪水演进计算模型，对电站上、下库挡水坝在不同运行工况下溃坝后洪水演进过程进行模拟分析，探究沿程各城市村镇处的洪峰到达时间，明确各重要设施处的淹没水深数值，分别提出上、下库挡水坝溃坝洪水演进特征。
（4）提出了最不利工况下溃坝避洪转移预案制定方法。基于溃坝洪水风险分析及影响分析成果，结合淹没范围内人口分布、安全设施分布及容量、道路信息等，确定各行政单位避洪方案安置场所，结合ArcGIS软件利用Dijkstra算法以距离最短、时间最快为目标进行避险转移路线规划，为淹没区内人群进行安全避洪转移提供基础，为地方政府决策提供建议。
