我国是一个严重缺水的国家，并且水资源分布严重不均，导致我国大部分地区处于缺水状态，水资源的不均匀分布与人类社会需水不均衡性的客观存在，使得调水工程成为必然。习近平总书记提出了“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”十六字治水思路，调水工程是实现空间均衡的重要举措。我国是世界上最早进行调水工程建设的国家之一，我国已建和正在建设的长距离调水工程如南水北调、引滦入津、引黄济青、引黄入晋、引江济太、引大入秦、东阳义乌调水等均取得了显著的经济、社会和环境效益，为减缓受水区水资源严重短缺的危机提供了有力的支持。“十四五”期间广东计划实施水资源配置建设项目33项，投资额达1283亿元，占水利“十四五”总投资规模的31.7%。调水工程是当前水利建设的重点内容之一。长距离供水管隧是调水工程的重要组成部分，具有征地移民难度小、水质保障度高等优势，在高度发达的城市群中应用极为广泛，如目前在建的珠江三角洲水资源配置工程和环北部湾水资源配置工程均主要采用长距离供水管隧进行调水。

    长距离供水管隧属地下工程，在各种力的作用和自然因素的影响下，其健康状态随时都在变化。如果出现异常，而又不被及时掌握险情，不采取相应措施，将造成重大损失。对长距离供水管隧进行健康状态监测与诊断及时发现问题，及时采取有效的措施，可有效避免工程事故和巨大经济损失。因此，开展长距离供水管隧健康状态监测与诊断关键技术研究具有重大的现实意义。长距离供水管隧健康状态监测与诊断就是利用监测与检测技术，通过分析包括结构响应在内的结构系统特性，对结构隐患的位置、程度进行调查分析，以便管理者有效监控供水管隧结构的隐患，预测结构的性能变化和剩余寿命并做出维护措施和计划。长距离供水管隧健康状态监测与诊断是一门学科交叉的综合性系统工程，涉及到土木工程、测试技术、分析技术及信息技术等多个学科领域。

    项目组依托水利部水利技术示范项目“城镇长距离供水工程多目标智能感控系统示范”（SF-201910）、深圳市水务发展专项资金科技创新项目“有压输水管线间歇性运行最优维护模式研究”（20170103），对长距离供水管隧健康状态监测与诊断关键技术研究开展了深入系统的研究工作，取得了一系列创新性成果。针对长距离供水管隧健康状态监测与诊断关键技术，经过近10年理论探索、科技攻关和应用实践，取得了一系列创新性科技成果。1）研制了10cm级的小型化弹出式光纤光栅测缝计、单端双出缆与多光栅相结合光纤光栅锚杆应力计等多款光纤传感监测设备，填补了微损安设监测光纤的空白；研发了适用于高水头、长距离供水隧洞的全光纤耐高压柔性单芯光缆熔接保护技术和耐高压圆柱形刚性多芯光纤熔接保护技术等成套安装保护技术。提出了基于流速水头校正的隧洞动态水压监测结构及方法，并在国内首次实现了管隧水锤全要素动态感知。2）基于地质雷达、管道内窥、三维激光重构、管隧溶（侵）蚀特征的组分及细观结构相结合的联合探测方法，提出了多模态交互的长距离供水管隧检测技术。研发了基于图像融合和改进阈值的图像增强方法，有效提高了管隧隐患诊断的准确性。3）基于多重非线性变换构成的多层神经元对数据进行高层抽象深度学习的技术，构建了基于人工智能的长距离供水管道隐患快速识别及诊断方法，提出了快速精细化数值建模方法，通过数值模拟实现隐患多维度验证。4）基于生成对抗网络结构，提出了适合长距离管隧现场条件下实测数据生成的轻量化神经网络模型，解决了工程时变工况条件下现场边缘计算分析样本不足和计算轻量化问题，系统构建了以时空分布评判、巡视检查评判两大模块为评价原则的长距离输水隧洞安全监测评价体系。本项目研究成果在深圳市东部水源管理中心大鹏水源工程、珠江三角洲水资源配置工程、浙江黄村水库供水隧洞等长距离供水管隧中得到推广应用，为这些水利工程安全管理和除险加固提供了可靠的技术支撑，取得了显著的社会、经济和生态环境效益。