高坝大库运行安全湖北省重点实验室（以下简称实验室）是水电领域聚焦流域水电工程运行安全的省级重点实验室，依托中国长江三峡集团有限公司，由流域枢纽运行管理中心为主体，联合中国长江电力股份有限公司、中国地质大学（武汉）、中国地震局地震研究所（湖北省地震局）、中国地质调查局武汉地质调查中心、南京水利科学研究院等单位共同建设。
为加强实验室对外合作和学术交流，广泛吸引实验室外部力量参与高坝大库运行安全研究，共同推动水电行业基础研究和科技创新，设立高坝大库运行安全湖北省重点实验室开放研究基金。现发布2026年度申请指南（以下简称指南），热忱欢迎和邀请国内外相关领域的研究人员积极申请。
一、 资助范围
本年度实验室按照“培育项目”和“重点项目”两类进行资助研究。本年度研究内容围绕3个方向展开，包括但不限于以下16个研究课题。
方向一：大坝安全风险评价与管控
课题1：大坝安全监测测点网络图谱构建与诊断分析方法研究
（1）测点网络图谱构建方法研究。以三峡工程典型坝段为对象，系统梳理变形、渗流、应力应变、环境量等各类监测测点的空间布局与物理关联，研究测点之间的时空关联关系与拓扑结构，构建融合多源监测信息的测点网络图谱模型，实现测点资源的统一标识、关联映射与可视化表达。
（2）基于测点网络图谱的粗差识别方法研究。利用测点网络图谱中相邻测点、关联测点之间的物理逻辑和统计相关性，研究基于空间一致性和时间一致性的粗差检测方法，建立多维多尺度粗差识别模型，实现对监测数据中异常跳变、系统漂移等粗差的有效识别与定位。
（3）基于测点网络图谱的异常判定方法研究。在粗差识别的基础上，研究基于测点网络图谱的结构异常判定方法，通过分析测点间的协同变化模式和关联规则偏离程度，建立异常测点判定准则，实现对大坝局部异常区域的有效识别。
课题2：基于轮式移动机器人的高坝坝面沉降高精度视觉巡检关键技术研究
针对高坝坝顶沉降监测人工效率低、覆盖范围有限、恶劣天气作业风险高且数据滞后等痛点问题，开展轮式移动机器人高精度视觉巡检关键技术研究。重点突破非稳态平台运动误差自适应补偿、复杂环境下坝面特征鲁棒跟踪、长距离巡检误差累积抑制等核心难题，建立完整的坝面沉降视觉巡检方法体系，实现 5km/h 速度、±5mm@1000m精度的高效巡检。研究成果可为长江流域高坝大库提供低成本、智能化、全覆盖的安全监测技术手段，助力水利工程智能运维升级。
课题3：基于比例边界有限元的重力坝应力场高精度求解方法研究
针对大型重力坝复杂结构应力“算不准”的工程瓶颈，提出基于比例边界有限元与有限元耦合的跨尺度高精度求解框架。重点攻克廊道折角、坝踵等几何突变区及混凝土-岩基异质界面的应力伪峰值与网格依赖难题，构建多样式协同求解模型、高保真应力重构方法及内生型误差自适应机制。通过集成至国产SAPTIS仿真平台，在标准理论验证算例中实现关键节点应力计算结果与解析解的相对误差控制在5%以内，并依托大型水电站真实监测数据验证模型在应力集中区的响应趋势与演化规律。研究成果将形成自主知识产权的高精度应力场求解体系，支撑大坝安全诊断从“被动监测”向“主动损伤反演”跨越，为数字孪生建设和国产工业软件底层技术自主化提供核心引擎。
课题4：长江上游梯级水库群运行性态与溃决风险智能评估关键技术研究
（1）考虑暴雨洪水、地质灾害、地震等外荷载的随机分布特征，采用机器学习算法开发土石坝和混凝土坝的变形、稳定分析代理模型，提出“数据+机理+知识”三元驱动的梯级水库群长期运行性态智能评价方法。
（2）建立基于主动学习-贝叶斯支持向量回归的大坝可靠度分析方法，计算梯级水库群系统失效概率，识别薄弱梯级。基于单级枢纽溃坝与洪水演进模拟理论，提出薄弱梯级灾变演化路径模拟方法，揭示失效机制与灾害传导规律，明晰梯级水库群灾害链效应的形成与演化机制。
（3）构建水电枢纽系统各单体水工建筑物的贝叶斯网络拓扑结构，分析单级枢纽破坏对系统整体可靠性的影响。构建基于三元驱动的洪水演进高效算法，提出梯级水库群连溃洪水一体化数值模拟方法。
课题5：复杂运行工况下碾压式沥青混凝土心墙堆石坝渗流—应力耦合响应研究
本项目面向碾压式沥青混凝土心墙堆石坝安全运维需求，聚焦复杂运行工况下渗流—应力双向耦合响应、参数反演与风险研判。首先，对库水位、降雨、渗压、渗流量及变形等长期监测数据开展质量控制与特征提取，结合工程图纸和BIM几何信息，构建三维渗流—应力耦合数值模型；其次，以渗压、渗流量、位移等实测响应为约束，开展水力参数、力学参数及关键耦合参数敏感性分析与反演，建立监测数据驱动的模型率定与迭代修正机制；最后，开展典型水位调度及降雨叠加工况下耦合场动态模拟，揭示孔压—有效应力—变形—渗透特性之间的相互反馈及心墙—坝壳接触带响应规律，识别渗流异常与变形集中风险部位。项目将形成数据—机理协同的渗流—应力耦合分析与风险研判方法，为高坝大库长期安全运维提供理论依据和技术支撑。
课题6：大坝深水裂缝磁驱动灌浆修复机理与关键技术
针对高坝百米级深水裂缝放空检修困难、传统灌浆工序复杂、浆液易外溢及饱水界面水膜削弱粘结等问题，开展磁驱动灌浆修复机理与关键技术研究。研发兼具可注性、磁响应性和水下粘结性能的灌浆材料，研究高水压、裂缝几何及磁场参数对浆液扩散、填充和定域留存的影响，揭示相位差交变磁场驱动磁颗粒运动、浆液自聚挤压和界面水膜驱替机制；构建水膜—孔隙—粘结性能评价方法，研究磁场布设与注浆参数协同关系，形成深水裂缝磁驱动灌浆工艺，并通过典型模型试验验证修复效果。
课题7：基于光栅阵列技术的大坝面板裂缝演化机理与智能监测方法研究
本项目以混凝土重力坝为研究对象，围绕“感知—识别—评估”技术链条，研究：（1）高可靠光栅阵列传感网络布设与应变传递机制；（2）基于全域连续应变场的大坝损伤智能识别算法；（3）多物理场耦合的大坝安全状态评估与工程示范。
方向二：水库群联合调度多维安全
课题8：梯级水库群整体弃水率量化方法及联合优化运行方式研究
针对行业内水库弃水率仅针对单库，尚无梯级整体弃水率定义与计算方法的问题，研究提出梯级整体弃水率的定义及其量化方法；以梯级弃水率最小、传统梯级总发电量最大为目标，兼顾防洪风险裕度、生态流量满足度等为多维约束，构建多目标动态优化模型及其高效求解算法，分析不同优化目标下调度过程差异性；以金下-三峡梯级水库为对象，开展面向梯级弃水率最小的梯级水库运行方式优化研究，提升流域水资源整体利用效率、支撑水库群联合调度精细化决策。
课题9：新形势下三峡水库汛限水位优化建模与算法技术研究
针对行业内水库弃水率仅针对单库，尚无梯级整体弃水率定义与计算方法的问题，研究提出梯级整体弃水率的定义及其量化方法；以梯级弃水率最小、传统梯级总发电量最大为目标，兼顾防洪风险裕度、生态流量满足度等为多维约束，构建多目标动态优化模型及其高效求解算法，分析不同优化目标下调度过程差异性；以金下-三峡梯级水库为对象，开展面向梯级弃水率最小的梯级水库运行方式优化研究，提升流域水资源整体利用效率、支撑水库群联合调度精细化决策。
课题10：三峡库区水质长时序演变规律与预测模拟研究
大型水利枢纽运行深刻改变流域水动力条件与污染物迁移转化规律，水质安全问题已成为水库群联合调度多维安全体系中不可或缺的关键维度。针对当前三峡水库水质长时序演变规律及调度情景下水质响应机制不清，水库新污染时空分布和潜在风险掌握不足等问题，开展长时序水环境演变规律解析、多尺度驱动机制归因及预测预警研究。研究内容：（1）三峡水库常规污染物、重金属及新污染物的时空特征解析；（2）基于水库调度等多源数据的智能预测模型构建。
课题11：三峡水库调度驱动的溶解性有机质演变及其水质安全效应
面向三峡水库水文调度作用下溶解性有机质（DOM）时空分异、分子转化机制不清及水质变化研判能力不足等问题，开展DOM时空动态演变与分子尺度响应研究。结合主库区、坝前、坝下及典型支流监测，解析水位涨落、流量变化、水力停留时间及水质环境驱动DOM含量、来源、光学特征与分子组成的变化规律，揭示水库对溶解性有机碳截留、改造与输出的调控机制；阐明水文调度经水动力与水质环境影响DOM迁移转化的直接和间接路径，识别关键区域与关键时期；融合多源异构数据与机器学习方法，筛选高敏感、稳定且可监测的DOM分子指纹，构建可解释水质预测模型，明确其对营养盐等指示效应，提升水库DOM动态监测与水质安全研判能力。
课题12：金沙江下游流域旱涝急转响应机制与事件辨识方法研究
针对气候变化背景下旱涝急转事件频发及其水文响应机理认识不足的问题，以金沙江下游流域为对象，研究旱涝急转过程中流域水热状态快速重构及其对降雨-产汇流关系的影响，阐明旱涝急转区别于一般干旱或洪涝事件的关键水文响应特征；突破传统固定阈值和单一气象指标识别方法，融合干旱-湿润转换过程、流域蓄水状态等多维信息，构建具有水文物理基础的旱涝急转事件辨识体系，形成事件分级、类型划分与过程识别方法，并针对金沙江下游典型流域开展示范验证；将事件辨识与流域状态感知结果融入梯级水库群调度，提出面向旱涝急转过程的库群适应性调度策略，为复杂极端水文事件风险防控和水资源高效利用提供理论与技术支撑。
课题13：面向大型水库入库洪水预报业务的多智能体协同关键技术研究
本课题针对大型水库入库洪水预报业务智能化水平不足、流程自动化程度低、多源信息融合依赖人工经验等突出问题，提出以多智能体技术赋能预报业务全流程而非替代预报模型本身。重点突破面向预报业务的多智能体架构、多智能体协同编排、自然语言人机交互等关键技术，通过智能体对业务流、数据流、决策流的编排整合，提升预报业务的效率、规范性和抗风险能力。研究成果将直接服务三峡集团梯级水库防洪调度日常业务，为高坝大库运行安全提供智能化预报业务保障。
课题14：白鹤滩水库水位变化下消落带碳排放特征及影响机制研究
针对白鹤滩水库消落带受水位周期变化影响，经历淹没-落干-干湿交替过程，导致碳源汇转换规律不清、温室气体释放机制不明确的问题，开展消落带全周期碳循环研究。重点解析不同水位时期CO2、CH4释放规律，研究沉积物有机碳转化、甲烷产生、水体甲烷氧化及界面释放过程，揭示水位变化、水动力条件和生物地球化学过程对消落带碳排放的影响机制，分析水位变化与碳效应的响应关系，评估不同水位运行情景下的潜在减碳效应，形成低碳运行建议。研究成果将为大型水库碳效应评价、水位运行管理和绿色低碳发展提供科学依据。
课题15：高坝大库多维均衡生态调控技术基础性研究
本项目以长江干流三峡及金沙江下游梯级高坝大库为对象，针对生态外部性缺乏统一度量、多目标优化解难以工程落地等问题，开展三项研究：①识别正、负外部性形成与传导路径，建立多尺度、可叠加、可计算的生态外部性量化方法；②构建防洪-发电-生态-供-航运多目标分层博弈均衡模型，提出“基础均衡-负外部性最小化-正外部性最大化”三次博弈求解策略，输出可解释、可计算的Pareto改进解集；③利用三峡水库2011年以来生态调度试验数据，构建多鱼种栖息地模拟与序贯决策机制，筛选负外部性小、正外部性大的调控策略并验证。
方向三：水电工程斜坡稳定性控制
课题16：水库堆积层滑坡地表深部协同变形演化机制与灾变预测
以金沙江下游水电站库区库水位周期性涨落引发的堆积层滑坡大变形为研究对象，采用InSAR技术识别滑坡地表时序变形，分析变形与水位涨落关联性；综合现场调查、无人机航飞、数值模拟等技术，厘清裂缝阶段性发展对滑坡变形的控制作用，建立地表-裂缝-深部变形模型，模拟不同裂缝发展阶段、不同工况的灾变模式、溃滑范围及涌浪影响范围；结合深度学习方法，构建变形预测模型，实现长期变形趋势预测。
二、 基金类别
资助项目分为培育项目和重点项目两类，其中培育项目资助额度为10~12万元，重点项目资助额度为20~25万元。基金项目必须与实验室固定人员合作申报，培育项目研究期限为2年，重点项目为2-3年，确需持续较长时间的项目可申请延长研究期限。
三、 申请要求
基金项目申请人原则上需具备博士学位或高级专业技术职称，原则上年龄不超过40周岁。申请人必须是基金项目的实际负责人，且每个项目必须有1名流域管理中心人员作为联系人（每一位联系人联合申报和在研的开放基金课题不超过2项）。
四、 申报程序
1、 申请人根据基金申请指南中的研究方向填写《高坝大库运行安全湖北省重点实验室2026年度开放研究基金项目申请书》（见附件），经所在单位同意并签字盖章后，向本实验室提出申请。
2、 申报单位及个人应按相关要求提交项目申请书1份，同时报送电子版文件（包括申请书word版和盖章后的申请书pdf扫描版）。
3、 自本《指南》公布之日起，开始受理项目申请，截止日期为2026年10月19日。
五、 成果管理
1、 所有基金研究成果应标注本基金项目资助，并在成果鉴定、报奖时署名中国长江三峡集团有限公司和实验室。实验室的中文署名格式为“高坝大库运行安全湖北省重点实验室，湖北 宜昌， 443133”，英文署名格式为“Hubei Key Laboratory of Operation Safety of High Dam and Large Reservoir，Yichang, Hubei 443133， China”。
2、 开放研究基金培育项目成果基本要求：发表或录用SCI（科学引文索引）论文不少于1篇，并申请或授权发明专利不少于1项；开放研究基金重点项目成果基本要求：发表或录用核心期刊以上高水平论文2篇（其中SCI不少于1篇）或发表1区SCI论文1篇（以中国科威廉希尔官网 文献情报中心期刊分区表（升级版）为准），并申请或授权发明专利不少于2项。以上成果要求论文第一单位为实验室，第一专利权人为中国长江三峡集团有限公司。相关成果要求可视项目研究类别及研究内容进行调整，具体以任务书签订为准。
六、 联系方式
联系人：杨剑飞
联系电话：13545770927
电子信箱：[email protected]
地址：湖北省宜昌市夷陵区三峡坝区建管中心大楼
邮编：443133
附件：高坝大库与运行安全湖北省重点实验室开放研究基金
项目申请书
高坝大库实验室运行安全湖北省重点实验室
2026年10月10日
