一、《規(guī)劃》編制的背景、意義及重點任務(wù)
21世紀以來，以三峽、南水北調(diào)工程為標(biāo)志，中國水電開發(fā)進入了自主創(chuàng)新、引領(lǐng)發(fā)展的新階段，先后建成了龍灘、水布埡、溪洛渡等工程，這一階段我國更加關(guān)注巨型工程和超高壩的安全，注重環(huán)境保護，建設(shè)技術(shù)不斷刷新世界紀錄。
《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》），分析了世界和我國能源科技發(fā)展形勢，提出了發(fā)展目標(biāo)和重點任務(wù)，建議了相關(guān)保障措施和支持政策等，抓住了能源領(lǐng)域的技術(shù)關(guān)鍵和行業(yè)痛點?！兑?guī)劃》對保障我國能源安全、應(yīng)對氣候變化和節(jié)能減排等具有重要作用，相關(guān)內(nèi)容可為我國全面構(gòu)建綠色低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系提供技術(shù)支撐，對推動能源革命，掌握核心關(guān)鍵技術(shù)話語權(quán)具有深遠意義。
在水能發(fā)電技術(shù)方面，《規(guī)劃》列出了3項重點任務(wù)。藏東南水電開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)；水電基地可再生能源多能互補協(xié)同開發(fā)運行關(guān)鍵技術(shù)；水電工程健康診斷、升級改造和災(zāi)害防控技術(shù)。
二、水能科技發(fā)展的重大研究方向和技術(shù)挑戰(zhàn)
我國水電工程建設(shè)能力和百萬千瓦級水電機組成套設(shè)計制造能力領(lǐng)跑全球，水電工程建設(shè)技術(shù)已達到世界領(lǐng)先水平。然而，與引領(lǐng)能源革命的要求相比，水能科技創(chuàng)新仍存在一定差距。我國剩余水電資源主要集中在西部地區(qū)，尤其是青藏高原及其周邊，水電開發(fā)面臨著諸多挑戰(zhàn)，同時，我國水電國際化發(fā)展也對水電行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新提出了新的更高要求。
重點開展藏東南水電開發(fā)重大技術(shù)問題研究
高壩壩基深厚覆蓋層。藏東南水電開發(fā)位于高山峽谷高地震烈度區(qū)，存在超深厚覆蓋層問題，壩基抗滑穩(wěn)定、抗震安全、變形穩(wěn)定和滲透穩(wěn)定給我們提出了巨大挑戰(zhàn)，采用振沖碎石樁對深厚覆蓋層進行處理，試驗已取得成功，但是造價非常高昂。
“十四五”期間，需要重點對深厚覆蓋層的物理力學(xué)特性進行深入研究。傳統(tǒng)的鉆孔取樣存在擾動，不能真實反映覆蓋層物理力學(xué)特性。除鉆孔外，應(yīng)打一個沉井，開展現(xiàn)場原位試驗，搞清楚壩基持力層的物理力學(xué)性能，這樣可以準(zhǔn)確分析評估抗滑穩(wěn)定和地震液化。
高壩壩型選擇。超深厚覆蓋層上最適宜的壩型是礫石土心墻堆石壩，但是藏東南工程壩址區(qū)土料性狀復(fù)雜，處理難度大、運距遠，因此可與瀝青心墻堆石壩方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較，瀝青心墻堆石壩方案存在的主要問題是對壩基變形適應(yīng)能力較差，需要進行專題研究，另外需要研究瀝青心墻壩對藏東南地區(qū)氣候的適應(yīng)性。
復(fù)雜地質(zhì)條件下深埋大直徑引水隧洞和超大型地下洞室群。深埋大直徑引水隧洞宜采用TBM施工，但深埋隧洞地應(yīng)力高，面臨巖爆和大變形問題，同時超大型地下廠房需要布置數(shù)十臺大型水輪發(fā)電機組，這樣的工程規(guī)模前所未有，大型地下洞室群的穩(wěn)定和廠房安全問題需要特別關(guān)注，應(yīng)重點開展巖爆的預(yù)報和防治措施研究，還要預(yù)防復(fù)雜地質(zhì)條件下涌水突泥等地質(zhì)災(zāi)害。
超高水頭大容量水輪發(fā)電機組。超高水頭大容量水輪發(fā)電機組設(shè)計制造是引水發(fā)電系統(tǒng)最難的問題。分兩條線路研究兩種機組，分別是1000米級水頭大容量沖擊式和600米級水頭大容量混流式。1000米級水頭的沖擊式水輪機，目前世界上最大42萬千瓦，現(xiàn)在要做到70萬千瓦，設(shè)計制造難度很大，而且每個廠房裝幾十臺，布置難度也很大?；炝魇綑C組，我們現(xiàn)在能做到100萬千瓦，但水頭只有300米級，國外600米級混流式機組的最大單機容量35萬千瓦，要做到70萬千瓦難度也很大?；炝魇綑C組可借鑒抽水蓄能機組，抽水蓄能600米水頭做70萬千瓦單機是可行的。該領(lǐng)域研究要堅持自主創(chuàng)新與國際合作相結(jié)合。
環(huán)境影響。藏東南水電開發(fā)位于高山峽谷區(qū)，山坡陡峻，施工布置難度大，土石方開挖量巨大，如何選擇合適堆渣點、保障堆渣穩(wěn)定安全、實現(xiàn)堆渣綠化，避免造成次生災(zāi)害及對環(huán)境造成有害影響，也給我們提出了很大挑戰(zhàn)，需要開展綠色施工新技術(shù)新工藝的研究。
