一、《规划》编制的背景、意义及重点任务

21世纪以来，以三峡、南水北调工程为标志，中国水电开发进入了自主创新、引领发展的新阶段，先后建成了龙滩、水布垭、溪洛渡等工程，这一阶段我国更加关注巨型工程和超高坝的安全，注重环境保护，建设技术不断刷新世界纪录。

《“十四五”能源领域科技创新规划》（以下简称《规划》），分析了世界和我国能源科技发展形势，提出了发展目标和重点任务，建议了相关保障措施和支持政策等，抓住了能源领域的技术关键和行业痛点。《规划》对保障我国能源安全、应对气候变化和节能减排等具有重要作用，相关内容可为我国全面构建绿色低碳、安全高效的现代能源体系提供技术支撑，对推动能源革命，掌握核心关键技术话语权具有深远意义。

在水能发电技术方面，《规划》列出了3项重点任务。藏东南水电开发关键技术；水电基地可再生能源多能互补协同开发运行关键技术；水电工程健康诊断、升级改造和灾害防控技术。

二、水能科技发展的重大研究方向和技术挑战

我国水电工程建设能力和百万千瓦级水电机组成套设计制造能力领跑全球，水电工程建设技术已达到世界领先水平。然而，与引领能源革命的要求相比，水能科技创新仍存在一定差距。我国剩余水电资源主要集中在西部地区，尤其是青藏高原及其周边，水电开发面临着诸多挑战，同时，我国水电国际化发展也对水电行业高质量发展和技术创新提出了新的更高要求。

重点开展藏东南水电开发重大技术问题研究

高坝坝基深厚覆盖层。藏东南水电开发位于高山峡谷高地震烈度区，存在超深厚覆盖层问题，坝基抗滑稳定、抗震安全、变形稳定和渗透稳定给我们提出了巨大挑战，采用振冲碎石桩对深厚覆盖层进行处理，试验已取得成功，但是造价非常高昂。

“十四五”期间，需要重点对深厚覆盖层的物理力学特性进行深入研究。传统的钻孔取样存在扰动，不能真实反映覆盖层物理力学特性。除钻孔外，应打一个沉井，开展现场原位试验，搞清楚坝基持力层的物理力学性能，这样可以准确分析评估抗滑稳定和地震液化。

高坝坝型选择。超深厚覆盖层上最适宜的坝型是砾石土心墙堆石坝，但是藏东南工程坝址区土料性状复杂，处理难度大、运距远，因此可与沥青心墙堆石坝方案进行技术经济比较，沥青心墙堆石坝方案存在的主要问题是对坝基变形适应能力较差，需要进行专题研究，另外需要研究沥青心墙坝对藏东南地区气候的适应性。

复杂地质条件下深埋大直径引水隧洞和超大型地下洞室群。深埋大直径引水隧洞宜采用TBM施工，但深埋隧洞地应力高，面临岩爆和大变形问题，同时超大型地下厂房需要布置数十台大型水轮发电机组，这样的工程规模前所未有，大型地下洞室群的稳定和厂房安全问题需要特别关注，应重点开展岩爆的预报和防治措施研究，还要预防复杂地质条件下涌水突泥等地质灾害。

超高水头大容量水轮发电机组。超高水头大容量水轮发电机组设计制造是引水发电系统最难的问题。分两条线路研究两种机组，分别是1000米级水头大容量冲击式和600米级水头大容量混流式。1000米级水头的冲击式水轮机，目前世界上最大42万千瓦，现在要做到70万千瓦，设计制造难度很大，而且每个厂房装几十台，布置难度也很大。混流式机组，我们现在能做到100万千瓦，但水头只有300米级，国外600米级混流式机组的最大单机容量35万千瓦，要做到70万千瓦难度也很大。混流式机组可借鉴抽水蓄能机组，抽水蓄能600米水头做70万千瓦单机是可行的。该领域研究要坚持自主创新与国际合作相结合。

环境影响。藏东南水电开发位于高山峡谷区，山坡陡峻，施工布置难度大，土石方开挖量巨大，如何选择合适堆渣点、保障堆渣稳定安全、实现堆渣绿化，避免造成次生灾害及对环境造成有害影响，也给我们提出了很大挑战，需要开展绿色施工新技术新工艺的研究。