一、《規劃》編制的背景、意義及重點任務
21世紀以來，以三峽、南水北調工程為標志，中國水電開發進入了自主創新、引領發展的新階段，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注巨型工程和超高壩的安全，注重環境保護，建設技術不斷刷新世界紀錄。
《“十四五”能源領域科技創新規劃》（以下簡稱《規劃》），分析了世界和我國能源科技發展形勢，提出了發展目標和重點任務，建議了相關保障措施和支持政策等，抓住了能源領域的技術關鍵和行業痛點。《規劃》對保障我國能源安全、應對氣候變化和節能減排等具有重要作用，相關內容可為我國全面構建綠色低碳、安全高效的現代能源體系提供技術支撐，對推動能源革命，掌握核心關鍵技術話語權具有深遠意義。
在水能發電技術方面，《規劃》列出了3項重點任務。藏東南水電開發關鍵技術；水電基地可再生能源多能互補協同開發運行關鍵技術；水電工程健康診斷、升級改造和災害防控技術。
二、水能科技發展的重大研究方向和技術挑戰
我國水電工程建設能力和百萬千瓦級水電機組成套設計制造能力領跑全球，水電工程建設技術已達到世界領先水平。然而，與引領能源革命的要求相比，水能科技創新仍存在一定差距。我國剩余水電資源主要集中在西部地區，尤其是青藏高原及其周邊，水電開發面臨著諸多挑戰，同時，我國水電國際化發展也對水電行業高質量發展和技術創新提出了新的更高要求。
重點開展藏東南水電開發重大技術問題研究
高壩壩基深厚覆蓋層。藏東南水電開發位于高山峽谷高地震烈度區，存在超深厚覆蓋層問題，壩基抗滑穩定、抗震安全、變形穩定和滲透穩定給我們提出了巨大挑戰，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特性進行深入研究。傳統的鉆孔取樣存在擾動，不能真實反映覆蓋層物理力學特性。除鉆孔外，應打一個沉井，開展現場原位試驗，搞清楚壩基持力層的物理力學性能，這樣可以準確分析評估抗滑穩定和地震液化。
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土料性狀復雜，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經濟比較，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氣候的適應性。
復雜地質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十臺大型水輪發電機組，這樣的工程規模前所未有，大型地下洞室群的穩定和廠房安全問題需要特別關注，應重點開展巖爆的預報和防治措施研究，還要預防復雜地質條件下涌水突泥等地質災害。
超高水頭大容量水輪發電機組。超高水頭大容量水輪發電機組設計制造是引水發電系統最難的問題。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，現在要做到70萬千瓦，設計制造難度很大，而且每個廠房裝幾十臺，布置難度也很大。混流式機組，我們現在能做到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。混流式機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。該領域研究要堅持自主創新與國際合作相結合。
環境影響。藏東南水電開發位于高山峽谷區，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、保障堆渣穩定安全、實現堆渣綠化，避免造成次生災害及對環境造成有害影響，也給我們提出了很大挑戰，需要開展綠色施工新技術新工藝的研究。
