1.3　研究内容

1.3.1　研究目标

根据上述背景的分析，本书以混凝土大坝生命周期的碳排放量为研究对象，考虑工程建设过程中的材料消耗和机械设备运行的真实状态，提出混凝土大坝生命周期碳排放评价方法，建立碳排放清单，对比常规混凝土、碾压混凝土和堆石混凝土筑坝技术生命周期的碳排放量，以明确生命周期中碳排放的主要来源，提供有效的减排措施，评价和比较各项建设方案的排放表现，分析排放和成本、进度的关系，为优化施工工艺，实现碳排放的过程控制，为建立大中型水电站项目碳排放交易方法学，减少混凝土大坝生命周期碳排放量提供合理化的建议和决策支持。

为了实现这一目标，具体分为以下几个步骤，见图1.14。

图1.14　研究目标实施步骤

如图1.14所示，第一步分析生命周期、离散事件模拟理论和国内主要的混凝土筑坝技术现状；第二步确定碳排放的影响要素，建立碳排放的清单；第三步提出基于生命周期的混凝土大坝碳排放研究模型和评价方法；第四步结合工程案例分析，评价各类筑坝技术下的混凝土大坝生命周期的碳排放量，确定主要的碳排放源和低碳技术减排优势；第五步研究优化建设过程中的排放表现，揭示排放、成本和进度间的变化关系，实现排放的过程控制；第六步通过案例分析结果，提出混凝土大坝生命周期的减排途径，为低碳筑坝提供科学依据。

1.3.2　研究技术路线

根据上述的研究目标框架，研究内容的技术路线见图1.15。

图1.15　技术路线图

1.3.3　主要研究内容

根据上述的技术路线，具体的研究内容如下。

第1章主要分析课题的背景意义，提出研究目标，针对研究目标开展文献调研，分析课题相关的研究进展，总结研究中存在的问题，提出解决思路和技术路线。

第2章主要基于生命周期评价的理论，确定生命周期评价的研究边界，然后采用迪氏对数指标分解法分析生命周期评价中的功能单位，对比3种混凝土筑坝技术的特点。书中选取了6家单位作为调研对象，以14个工程案例作为分析案例。调研方式包括文献调研、数据库调研和工程资料调研3个部分，其中工程调研的数据采集方法分为收集设计和结算资料、物资设备消耗统计表，拍摄和搜集工程视频资料和高层访谈等，并分析了采用每种方法调研获得的内容及其在研究中的用途。基于碳排放要素确定原则和调研的数据资料，确定混凝土大坝生命周期的碳排放影响要素，接着结合国内外数据库和IPCC指南，在eBalance软件中建立过程模型，提出混凝土大坝生命周期的碳排放清单，为评价混凝土生命周期碳排放量提供研究依据。

第3章主要提出了基于生命周期的混凝土大坝碳排放评价计算模型，分析了该评价模型各部分在评价各类筑坝技术，优化建设方案，实现碳排放过程管理，提供决策支持中的意义。并分析了模型中用到的过程分析法、投入产出法和离散事件法的评价过程。然后根据第2章建立的混凝土大坝生命周期碳排放清单，结合工程案例的调研结果，提出了生命周期各阶段碳排放评价计算方法。

第4章基于离散事件模拟提出混凝土大坝建设过程碳排放量的计算方法。根据离散事件模拟方法的流程图，结合溪洛渡工程案例的调研资料，按照模型建立、参数输入、模型验证和结果解释几个步骤，在Stroboscope平台上评价和分析建设过程的碳排放量。将模拟机械设备工作的时间、模拟工程的进度，分别和真实的观测时间和进度结果相对比，并将碳排放计算结果进行对比讨论，验证了离散事件模型的可靠性和必要性。然后提出了排放、成本和进度表现的评价方法，并结合堆石混凝土恒山和围滩工程中3个变量随工期的变化趋势，分析了3个变量的影响因素，指出了在建设方案优化过程中采用相关分析法和典型分析法分析3个变量相互关系的必要性，为优化建设过程，实现碳排放过程控制提供理论依据。

第5章结合实际的工程案例，通过调研设计结算资料、物资设备消耗表，拍摄工程视频和访谈等数据采集方法，分析收集的数据内容，进行基于生命周期的混凝土碳排放评价模型的应用分析。首先选取恒山工程案例，分别在材料生产、材料运输、建设过程、运行维护4个阶段，对比分析常规混凝土和堆石混凝土两种筑坝设计方案的碳排放量。在比较低碳筑坝技术的减排优势后，利用建立的离散事件模型，针对堆石混凝土技术进行方案的优化，并在减排方案的优化过程中，采用相关分析法和典型分析法揭示各类方案中排放和成本、进度的关联关系，确定建设过程的优化指标，为实现排放过程管理，提高项目的整体表现提供支撑。然后结合14个调研的工程案例，根据基于生命周期的混凝土大坝评价计算模型进行碳排放量对比分析，基于真实的设计方案和建设过程数据，比较常规混凝土、碾压混凝土和堆石混凝土3种筑坝技术浇筑单方混凝土的碳排放量。通过分析各筑坝技术单方碳排放量，建立各种技术的碳排放衡量区间，从而得到低碳筑坝技术和常规筑坝技术的差距。

第6章选取溪洛渡水电站工程项目为案例，重点分析材料生产阶段和机械设备运行阶段的碳排放量，并根据工程量统计分析情况，计算各施工项目类型的碳排放系数，按年度核算总排放量。然后针对施工阶段采取的浇筑管理措施、交通规划措施、混凝土生产及制冷措施、智能通水冷却措施、环保施工技术措施等进行节能减排分析。

第7章根据案例分析，提出基于生命周期实现混凝土大坝减排的有效途径。从采取低碳筑坝技术、优化施工方案、循环利用废弃材料、加强温控措施和建立碳交易额方法学等方面提出了减少大坝生命周期碳排放量的途径，为水电企业实现低碳筑坝提供政策支持，为绿色大坝的设计建设提供依据。

第8章是研究的总结和展望。阐述了主要的研究成果、研究的贡献和创新点，并指出研究中的局限性，对未来的研究进行展望。