科學技術是第一生產力，工程是直接生產力。我國水電堅持科技研究面向生產建設、生產建設依靠科技發展的政策，以科學技術為引領，工程創新為靈魂，不斷推進水電科學能力、技術能力和工程能力的提升。“大型水電站的技術開發”在“六五”期間就列入國家科技攻關計劃。以國家發展規劃的重點工程為依托，水電水利規劃設計總院組織行業力量持續四十年的科技攻關，解決行業發展中的一系列重大科學技術問題。水電壩工技術、泄洪消能、地下工程、高邊坡治理及大壩抗震和施工技術水平全面躋身世界前列。

一、壩工技術取得重大突破

“高壩筑壩技術”立足世界前沿，通過國家“六五”至“十一五”四十年的科技攻關，300米級特高拱壩技術，200米級特高碾壓混凝土重力壩、混凝土面板壩堆石壩技術和心墻堆石壩技術，100米級碾壓混凝土拱壩筑壩技術全面突破。筑壩技術創新成為我國工程創新的主戰場。進入21世紀以來，我國建成了一批高水平大壩工程。錦屏一級（305米）、小灣（294.5米）、溪洛渡（285.5米）等三座拱壩的高度和技術難度名列世界前三。

在土石壩方面，建成了有國際影響力的水布埡（壩高233米，國際最高）、三板溪和洪家渡等面板壩以及小浪底、瀑布溝、糯扎渡等心墻堆石壩。在碾壓混凝土壩方面，已建成超過100米的，既有重力壩又有拱壩。碾壓混凝土重力壩有當時最高的光照（壩高200.5米；現在埃塞俄比亞的扎巴Ⅲ壩高246米）、龍灘（已建壩高192米，遠景壩高216.5米）、黃登（壩高203米）等壩。碾壓混凝土拱壩有萬家口子（壩高167.5米，國際最高）、沙牌、大花水等壩。

全球已建超過200米高壩63座，中國有13座；250米以上高壩15座，中國有5座。我國壩工建設水平，無論數量與規模，還是技術難度和工程創新等方面，都已進入世界壩工的先進或領先行列。

二、泄洪消能技術處于國際領先

我國西南水電開發地處深山峽谷，水頭高、流速大，泄洪消能問題十分突出。如二灘、錦屏一級、小灣和溪洛渡等工程的泄流水頭超過150米，流速超過30米/秒，有的超過50米/秒。國外高壩設計泄量超過10000米3/秒的工程不多。我國高壩設計泄流量普遍超過10000米3/秒，二灘工程已超過20000米3/秒，溪洛渡工程超過40000米3/秒。單寬流量多數已突破200米3/（秒？米），少數300米3/（秒？米），個別達到600米3/（秒？米）；下泄功率大多數達千萬千瓦級，甚至上億千瓦級，溪洛渡工程下泄功率達9800萬千瓦。我國壩工技術指標遠超過國外同類壩水平。我國成功解決了“高水頭、大流量、窄河谷”的泄洪消能關鍵技術問題，而且水流激振對建筑物的影響降到最小。各種新型消能工技術成功應用，極大地拓寬了水電行業高水頭、大單寬流量泄洪消能的設計思路。

溪洛渡壩身最大可能泄量達到30000米3/秒量級，為技術上的一項重大突破。拉西瓦工程首先提出采用了反拱型底板水墊塘，可使入池水流擴散更充分，沖擊荷載更分散，還可減少對河床兩岸坡腳的開挖，結構穩定性也有提高。

我國率先提出并成功實踐了縱向分散和摻氣的寬尾墩設計技術，形成了寬尾墩與挑流、底流、戽流、臺階式等相結合的聯合消能工。五強溪、巖灘、大朝山和百色等采用寬尾墩＋臺階式壩面＋消力池綜合消能，其中百色最大單寬流量達200米3/（秒？米），為目前國內外最高水平。向家壩工程采用了淹沒跌坎式底流消能，最大泄量48680米3/秒，入池單寬流量225米3/（秒？米）。

我國還創新提出了環境友好型旋流消能式泄洪洞。沙牌水電站旋流豎井式泄洪洞消能率達73％；溪洛渡水電站旋流豎井式泄洪洞的水頭達200米、流量1000米3/秒；公伯峽水電站單洞泄量1060米3/秒，消能率達85％以上。旋流消能式泄洪洞由于布置方便、消能率高，且利用導流洞改建對減少投資和縮短工期都具有很大意義，已在國內外工程界普遍推廣使用。

三、地下工程技術日趨成熟

我國已建成各類水工隧洞總長接近1000千米，地下廠房100多座。工程實踐有力促進了地下工程設計理論和方法不斷發展，施工水平不斷提升；而卸荷巖體力學、巖體與水耦合等基礎理論與方法體系的不斷完善，也極大地推動了地下工程技術水平的提升。在工程實踐中，提出了適用高地應力、高外水壓條件下的錦屏圍巖分類JPF體系，彌補了國內外同類研究中對高地應力和高外水壓力考慮的不足。這些成果已應用于錦屏二級、江邊水電站引水隧洞圍巖分類。在巖體試驗方面，大型三軸剛性伺服實驗機已應用于巖石材料在全應力路徑下的參數測定，電鏡掃描、CT技術應用于巖體材料的微觀與細觀的結構觀測研究；各種地應力測量技術，如應力恢復法、應力解除法、應變恢復法、應變解除法、水壓致裂法、聲發射法、X射線法、重力法等廣泛應用于地下工程的現場測試。溪洛渡地下廠房，采用了離散化多主應力面三維加載系統、步進機械臂和微型掘進機技術、微型高精度位移量測技術、聲波測試技術、光纖測量技術以及內窺攝影技術，解決了地下洞室群地質力學模型試驗中的復雜三維地應力仿真，開辟了大型洞室試驗研究的新途徑。

目前我國建設的地下廠房跨度已超過33米，高度達到70多米，長度可達300米，引水洞更是長達17千米，而其最大埋深達2500米，且為高地應力、大突涌水的巖溶地層。我國建成了世界最大開挖跨度最大（33.4米）、最大開挖高度最高（88.2米）的向家壩地下廠房，綜合規模和難度最大的錦屏二級水電站地下洞室群。

四、高邊坡治理技術不斷進步

高邊坡穩定在水電開發中是一個非常突出的問題。我國西南、西北地區的河谷自然邊坡有的高達千米乃至千米以上，高達數百米的人工邊坡已屢見不鮮。小灣工程開挖邊坡高達600～700米，錦屏一級為500～600米。通過多年科技攻關與工程實踐，在高邊坡穩定分析方法、安全控制標準及處理措施等方面取得很大進步，群錨機理認識不斷深化，各項測試技術、監測反饋技術和快速施工技術水平不斷提高，對數百米級的巖質高邊坡處理形成了行之有效的成套技術。

在高邊坡理論研究中，提出了力學閉合解的計算公式，數值分析收斂性能超越了國外現有的方法。在安全控制指標取值方面，提出了邊坡不同工況下安全系數的取值范圍、邊坡處理設計原則和邊坡穩定風險度的方法。

在高邊坡治理實施中，創造性地將信息化動態治理理念貫穿于工程實踐中，即根據開挖揭示的地質條件及邊坡變形情況，建立嚴格的監控體系，及時對監測信息進行分析，一方面反饋優化治理方案；另一方面分期、分區合理選擇安全控制指標和分步驟實施，較好地解決了安全、經濟和工期之間的突出矛盾。這些研究成果成功應用于李家峽、龍灘、龍羊峽、三峽、洪家渡、小灣、錦屏一級等許多水電站工程的高邊坡治理。

五、大壩抗震技術保持科學發展前沿

我國的大壩抗震研究跟蹤科學發展前沿，開拓思路，敢于突破，獨立自主創新了抗震設計理論和方法，形成了一套工作方法和評價標準。“5？12”汶川特大地震災區的大、中型水電工程，在遭受遠超其設計烈度的地震作用，雖有不同程度的震損現象，但沒有發生潰壩，也未出現威脅下游安全的險情，均經受住了嚴峻的考驗。我國水電工程大壩抗震設計標準、設計理論和方法符合西南地震特點，抗震措施有效。我國在壩址地震動輸入研究、大壩體系地震響應分析、大壩混凝土動態強度標準值、三維細觀力學非線性動力分析方法及CT掃描和高采樣頻率聲發射等新的測試技術、地震模擬振動試驗和現場測振試驗研究方面，取得很多原創性技術成果。大壩震害預警與決策系統，成功應用于小灣、三峽、二灘、潘家口等水電大壩工程的強震安全監測。

六、水電施工技術發展成就巨大

我國水電各項施工技術也不斷提高。導截流技術與規模均得到很大提升，白鶴灘、烏東德、溪洛渡、糯扎渡等工程的導流隧洞開挖跨度均大于20米，圍堰高度超過75米。防滲墻、帷幕灌漿和高噴灌漿技術均取得了較大進展。大渡河瀘定電站壩基防滲墻最深達110米，正在建設的西藏旁多水利樞紐工程防滲墻最深成墻深度達158.47米，創造了防滲墻施工深度的世界之最。地下工程施工動態仿真、高地應力巖爆防治、TBM開挖等關鍵技術取得重大突破。溪洛渡地下廠房月平均開挖強度達到2.88萬米3，錦屏二級水電站在高強巖爆和大突涌水條件下，3臺TBM月最高進尺達到753.3米。三峽工程創造的月最高混凝土澆筑強度55.4萬米3，年最高強度548萬米3新世界紀錄，至今無壩能夠突破。大壩施工全過程仿真技術快速發展。糯扎渡工程還采用大壩填筑質量GPS監控系統，發揮了實時、自動、連續、全過程、高精度填筑質量監控功效，有效提高了大壩填筑質量與質量控制管理水平。