[發明專利]水工消力池的安全風險評估方法

有效

• 申請號: 201911377109.6
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111160763B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 吳雪菲;陳永燦;王皓冉;劉昭偉
• 申請（專利權）人: 西南科技大學;清華四川能源互聯網研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/08;G06F30/20
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

本發明公開了一種水工消力池的安全風險評估方法，其包括獲取水工消力池的設計參數和實測損傷信息，并根據設計參數模擬計算水工消力池底孔的水動力荷載；采用設計參數、水動力荷載作為先驗概率，檢測滲流變化和實測損傷信息作為邊緣似然率，并利用貝葉斯理論計算水工消力池風險的后驗概率；獲取影響水工消力池組成部件的安全風險因素，并采用事故樹分析法梳理出影響水工消力池安全的關鍵因素建立水工消力池事故的邏輯層次；根據水工消力池事故的邏輯層次，利用信息物元方法確定水工消力池位于的安全等級。本方案提供的方法可以對水工消力池安全風險進行全覆蓋定量評估，可以節省了力池檢修需要的造圍堰、抽水等復雜工程帶來的時間、經濟及人力成本。

技術領域

本發明涉及水利工程中建筑物的安全評估技術，具體涉及一種水工消力池的安全風險評估方法。

背景技術

水利樞紐具有防洪、供水、航運、灌溉等綜合利用功能，經濟、社會、生態效益顯著，但其安全運行也是關乎廣大群眾安全的國計民生大事。從大型水利樞紐(壩高100m以上，庫容10億m³以上)的建成年代來看，20世紀30-80年代興建31座，20世紀90年代興建24座，21世紀前16年興建136座。20世紀90年代后期至21世紀是高壩建設的高峰，尤其是壩高200m以上水庫基本興建于21世紀。由于多種原因(運行工況、時間蠕變、溫度及地質變化等)，據2005年統計，已有約1/3的水利工程存在不同程度的病險問題；且隨時間的推移，水工結構的老化和病害將越來越嚴重。可以預料，21世紀將迎來水利工程加固和處理的高潮。

水工消力池作為水利樞紐的泄洪建筑物，承擔了最大的洪水壓力，同時也是已有水利安全事故中最常發的高危部位。但由于地質條件和施工技術復雜，設計時對地質條件的認識尚不夠全面準確，結構本身老化以及造價、管理等原因，水工消力池病害往往帶來嚴重的經濟、社會損失。而且水工消力池作為特殊的過水建筑物，面臨著復雜苛刻的水動力荷載工況，更需要從水利專業角度加以研究。另一方面，隨著無損檢測方法的廣泛應用，如預埋感應件的實時監測，以及機器人巡檢技術的突破，實現了定時及不定時的機器人/人工檢測，將有越來越多的各類數據可以被應用在水工消力池病害診斷中。如何有效整理利用這些大量的多源異構數據，并綜合水動力等機理模型，定量評估水工消力池安全風險狀態，已成為水利能源行業中一個關乎安全根本的關鍵問題。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供的水工消力池的安全風險評估方法解決了不能定量評估水工消力池安全風險狀態的問題。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

提供一種水工消力池的安全風險評估方法，其包括：

獲取水工消力池的設計參數和實測損傷信息，并根據設計參數采用Flow-3D進行數值模擬計算水工消力池底孔的水動力荷載；

采用設計參數、水動力荷載作為先驗概率，檢測滲流變化和實測損傷信息作為邊緣似然率，并利用貝葉斯理論計算水工消力池風險的后驗概率；

獲取影響水工消力池組成部件的安全風險因素，并采用事故樹分析法梳理出影響水工消力池安全的關鍵因素建立水工消力池事故的邏輯層次；

根據水工消力池事故的邏輯層次，利用信息物元方法確定水工消力池位于的安全等級。

本發明的有益效果為：本方案將水動力機理模型加入到水工消力池的安全評估中能預測缺陷發生的高危區域。通過結合實測缺陷數據，采用貝葉斯理論將得以構建出動態可拓的安全風險評估概率體系；通過信息物元法合理量化各指標特征值及重要性程度，定量計算水工消力池的整體安全等級；同時給出水工消力池各部位的風險數值，為水工消力池運行維修提供決策支持。

附圖說明

圖1為水工消力池的安全風險評估方法的流程圖。

圖2為采用事故樹分析法梳理出影響水工消力池安全的關鍵因素建立水工消力池事故的邏輯層次的原理框圖。