清华四川能源互联网研究院

科技创新

数字水利水电工程与流域安全研究中心

中心充分发挥水利、信息、控制等学科的交叉融合,构建智慧流域科学理论及关键技术体系,聚集了长江学者、国家千人、优青等在内的20余位专家人才,围绕水电枢纽智能建造、智能巡检与城市河湖智慧管控领域开展前沿研究与应用落地。

  • 陈永灿

    陈永灿

    中心首席科学家

    西南石油大学原党委书记、清华大学土木水利学院教授、博导、长江学者特聘教授,教育部“水资源与水安全”创新团队负责人、水利工程国务院学科评议组成员、国际水利学会中国分会副主任、四川省“天府万人计划”杰出科学家、享受国务院政府特殊津贴。
  • 杨华中

    杨华中

    中心首席科学家

    清华大学电子工程系教授,博导、国家杰出青年基金获得者、长江学者特聘教授、IEEE会士;在高能效智能处理芯片、高速高精度数据转换芯片、电子系统设计自动化等方面取得了多项开创性成果。
  • 林鹏

    林鹏

    中心主任

    清华大学水利水电工程系教授、中国岩石力学与工程学会常务理事、中国大坝工程学会智能建设与管理专业委员会副秘长、长江生态保护科学技术委员会委员;先后担任200余次国家重大水电、水利和电源工程咨询评审专家。

下属研究所

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水安全与水环境研究所

研究所汇聚水力学、水生态、水环境、水安全等相关专业人才,聚焦城市河湖水安全与水环境领域,致力于建立智慧流域科学理论及关键技术体系,提供河湖水生态环境提升与智慧监管解决方案,成为融理论创新、技术开发、产品研制为一体的研发平台。


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02

智能建造研究所

研究所汇聚清华大学智能建造团队人才,聚焦国家重大基础设施尤其是水利水电和其他大型岩土工程建设和运维领域,致力于实现基础设施的建造-运维-退役的全生命周期的挑战与对策的研究,开展智能建造的研究方法、创新技术、关键装备的研发工作,提供智能建造、智能后建造时期的工程技术解决方案,推动基础设施的工程建设和管理的现代化转型与升级。


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03

智能水电枢纽研究所

研究所汇聚水利水电领域、电子信息工程领域、控制科学与机器人应用领域的专家,以水电枢纽关键建筑物为对象,致力于构建基于“巡、检、诊、维”库坝安全智能检测与智慧管控体系,形成多元巡检数据采集、数据识别判断、风险预警、响应联动等一系列关键技术,促进库坝安全信息流的高效传递与融合协同,优化关键水工建筑物检测和管控流程。


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核心技术/产品

高坝枢纽结构安全智能巡检与数字孪生技术


  • 针对四川等西南地区高拱坝泄洪消能的挑战,构建了泄洪水流高精度数值模拟方法

  • 研制“空天地水”一体化的巡检装备体系,自主研发系列巡检机器人设备与系统,实现结构安全动态检测与透彻感知

  • 构建了高坝枢纽关键设施“全域粗检,局部细察,缺陷精测”的可视化主动检测技术体系

  • 攻克损伤智能识别与风险空间映射方法,建立基于数字孪生的水工结构安全管控平台,开展流域级工程实践


研发产品:多模态水下巡检机器人系统

采用排淤、水体置换、观测一体化“清淤-置换”技术设计,破解复杂环境下的可视化检测难题,入选水利部技术推广,获国内外发明专利金奖

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图:双模态水下巡检机器人系统


研发产品:库坝安全数字孪生管控平台

建立水工结构安全运行模型、开发基于时空AI的知识图谱,打造关键结构数字孪生体,实现损伤智能识别、风险空间映射和基于数字孪生的结构安全评价与风险管控

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图:库坝数字孪生管控系统


*研发团队:智能水电枢纽研究所

河湖生态环境长效运维与智慧管控技术


  • 自主研发智能监测设备,实现河湖水质、水生物、水生境动态实时监测

  • 构建数学模型分析各种复杂条件下的水流、水质时空变化规律,开展趋势预测

  • 采用“感知-预测-提升-决策”的技术体系构建河湖水生态环境数字孪生系统

  • 打造“专业模型+大数据算法”双核驱动的“水务大脑”


研发产品:水下生境智能监测系统

研发水下生境智能监测塔,实现浅水河湖水下关键生境要素和水生生物数据的长时间序列连续采集,支撑河湖生态全要素数据底板构建

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图:水下生境智能监测系统


研发产品:公园城市知水系统

构建水数字孪生的生态综合应用平台,实现水生态、水环境数据全掌握、未来变化精确推演、应急和综合措施的智慧处置调度管理

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图:公园城市知水系统


*研发团队:水安全与水环境研究所

智能温控系统


  • 集现场总线、物联网数据感知、PLC控制、大数据、云计算和AI、多端交互界面等于一体

  • 测控芯片、控制装置等核心元器件实现100%自主研发与国产化

  • 突破了混凝土温控领域的行业技术瓶颈

  • 全面应用于白鹤滩、乌东德等世界级巨型水电站,精河大坝、雷尔大坝、西拉沐沦特大桥、王官黄河大桥等重大工程


图333


*研发团队:智能建造研究所

应用案例

  • 嘉陵江水利工程水电站消力池水下巡检

    · 先后完成5次示范应用,为企业节省约3000万元检修费用

    · 确保工程充分发挥错峰滞洪的功能,产生了良好的社会影响力

    · 实现行业引领,获中电联电力5G应用创新案例、四川省科技进步一等奖

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  • 城市河湖水生态管理与提升

    · 实现对成都兴隆湖、永安湖等关键城市水域的水要素透彻感知与智慧管控

    · 实现流域“预警、预报、预演、预案”的应用,为水生态管理赋能

    · 天府新区智慧水生态管理系统,助力营造数字孪生之城,提升城市韧性,打造公园城市品质

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