（问题）泵站是防洪排涝和水资源调配的重要枢纽。底板下方一旦出现土体被水流带走的“土流失”，可能逐步形成空腔或通道，导致底板下“脱空”。脱空发展到一定程度，容易引发结构受力异常、局部沉降甚至渗透破坏等风险，影响工程安全与运行稳定。如何巡检和监测的基础上，更形成可操作、可量化的评估方法，长期以来都是工程管理关注的重点。 （原因）从机理来看，底板下土流失与水头差、渗流条件以及土体颗粒特性密切有关。当泵站两侧存在水位差时，水体可能沿薄弱部位或既有微小空隙形成持续渗流。若渗流力、拖曳力等外力叠加超过颗粒间黏结力与摩阻力的稳定作用，细颗粒可能被启动并迁移，空隙随之扩大并连通，逐渐演化为更明显的通道。同时，工程结构边界条件复杂、流态可能变化，单靠经验判断往往难以在早期准确给出脱空范围及其演化趋势，增加了隐患排查与处置的不确定性。 （影响）在防洪工程体系中，泵站通常承担关键节点功能，其安全状态直接关系区域防洪排涝能力与应急保障水平。若脱空规模与位置不能及时识别，维护决策可能出现偏差：一上，过于保守会带来不必要的停机、开挖和加固成本；另一方面，评估不足又可能放大运行风险，影响工程效能。尤其极端天气增多、洪涝风险上升的背景下，提升隐患识别与量化评估能力，有助于把风险控制在早期阶段，增强工程韧性并提升运维精细化水平。 （对策）国家知识产权局公开信息显示，福州市闽江下游防洪工程建设有限公司与河海大学、河海大学淮安研究院、福州市水利投资建设集团有限公司、福州市水利水电勘测设计有限公司等单位，申报了一项名为“泵站底板下土流失造成的脱空规模计算方法和电子设备”的专利，公开号CN121580905A，申请日期为2025年11月。根据专利摘要，该方法以泵站两侧最大水头差、土颗粒密度、底板总长度等工程参数为基础，并对空隙通道直径进行估计。在此基础上，对空隙通道侧壁的细观土颗粒单元开展受力分析，纳入有效重力、拖曳力、渗流力、上举力、黏结力、支持力以及滑动摩擦、滚动摩擦等因素；并将底板下通道水流视作有压管流，结合滑动/滚动失稳模式及紊流水力过渡区相关公式，实现对脱空发育通道长度的快速计算，从而明确脱空位置与风险范围。业内人士认为，若该方法在工程应用中能与现场监测数据、地质条件和运行工况相互校核，有望形成从“发现问题”到“量化评估”再到“分级处置”的技术闭环，提升巡检针对性与治理科学性。 （前景）水利工程运维正在加快向数字化、精细化转型，围绕渗流破坏、结构病害等典型风险的模型化评估需求持续增长。此次专利申请反映了工程建设单位与科研院校共同推进的思路：一上，将理论模型进一步参数化、工具化，便于管理单位日常工作中使用；另一上，也需要在不同土质条件、水头差及运行工况下开展验证与适配，形成更具普适性的参数范围与判据体系。随着防洪排涝体系持续完善，相关评估工具与设备若能实现工程化落地，预计将为风险预警、养护决策和应急处置提供支撑，提升关键水利枢纽的安全运行水平。
从被动抢险到主动防控，这项专利技术的推进不仅反映了产学研协同的成果，也反映出我国水利工程正从规模建设走向精细化管理。在气候变化影响加深的背景下，如何通过科技手段筑牢防洪安全屏障，正在获得更具体、可落地的解决路径。