[發明專利]一種混凝土壩長期運行安全預警方法

有效

• 申請號: 202010059809.7
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111256754B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 陳波;顧沖時;陳偉楠;鄭東健;蘇懷智;包騰飛
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01B21/32;G01B21/02;G01L5/00;G01L19/12;G08B21/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 徐紅梅

1.一種混凝土壩長期運行安全預警方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)分析該混凝土壩工作特點，根據混凝土壩工作特點及破壞類型，選擇重點監測的部位及測點，對測值可靠的測點進行級別劃分，即將已有測點按重要性劃分為重要監測點、一般監測點及其他監測點；

其中，重要監測點的選擇原則如下：選擇大壩揚壓力和壩基水平位移典型測點以監控大壩沿壩基面的滑動失穩破壞；選擇壩頂、壩基水平位移典型測點以間接測算大壩立面傾角變化，并結合壩踵、壩趾垂直向應力應變典型測點以共同監控大壩傾覆失穩破壞；選擇大壩滲漏量和歷史監測數據有異常規律的典型測點監控大壩運行狀態；根據該壩工程特點選取重點監控斷面測點有針對性、個性化地監控大壩安全運行狀態；

(2)根據該混凝土壩的測值數據擬定大壩安全預警指標，對符合要求的測點采用多種方式確定相應的安全預警閾值，并比對各方法的計算結果，最終采用各計算結果劃定的最小區間的邊界值作為最終的大壩安全警戒值；

大壩安全預警指標擬定方法為：

(21)采用設計規范法確定揚壓力測點的預警閾值；

根據規范和設計報告規定的揚壓力折減系數，在上游正常蓄水位及相應下游水位工況下，計算得到的帷幕后最大揚壓力值為相應揚壓力安全預警指標；

(22)對于統計模型的復相關系數大于λ且有明顯趨勢變化的測點，其模型精度較高，采用置信區間法確定預警閾值，模型計算擬合值與實測值之差有1-β的概率在置信帶△＝±iS范圍內，β值根據大壩的規模及重要性確定，置信帶△的計算中，i為顯著性水平β的正態分布函數值，將模型的置信區間和變化趨勢作為判斷測值異常和安全的依據，由此擬定安全預警閾值；

(23)對于測值無明顯趨勢性變化且滿足正態分布檢驗的測點，采用典型小概率法確定預警閾值；根據應用統計學小概率時間原理，將監測數據看作統計空間中獨立同分布的樣本事件，開展分布檢驗，若監測數據滿足分布檢驗，確定其分布函數f(x)后，根據大壩重要性確定失事概率P_γ并計算其對應的測值，并根據計算得到的測值擬定安全預警閾值；

(24)采用歷史極值作為大壩工作狀態變化預警閾值；

綜合步驟(21)-步驟(23)確定的安全預警閾值結果，將多種方法確定的閾值最小區間邊界作為最終的大壩安全警戒值；

(3)確定各類型測點對應的的大壩安全警戒值后，采用測點分級、考慮空間關聯指標的綜合預警體系對混凝土壩進行安全預警；具體為：

首先，接收大壩安全監測系統反饋的實時監測數據后，將該大壩安全監測系統反饋的實施監測數據測值與安全警戒值進行比較，若監測值未超過警戒值，則大壩處于安全運行狀態；若監測值超過警戒值，則發出“警示”訊息給水庫監測人員，提示進行加密補測，核實具體情況；若補測后測值回到警戒值以內，則撤銷“警示”；若補測后測值仍超過警戒值，工作人員巡視檢查后亦發現有影響安全的隱患病變，則發出“警情”訊息，啟動專家審核和應急會商；

若巡視檢查未發現有影響安全的隱患病變，則進入下一步關聯測點評價，關聯測點評價具體操作方式如下：

若超警戒測點為“一般”監控等級測點，檢查其空間關聯的“重點”監控等級測點測值情況；若“重點”監控等級測點測值亦超過警戒值，發出“警情”訊息，啟動專家審核和應急會商；若“重點”監控等級測點測值未超過警戒值，則發出“加強監測和巡查”訊息給水庫監測人員；

若超警戒測點為“重點”監控等級測點，檢查其關聯監控測點測值情況；若關聯測點測值亦超過警戒值，發出“警情”訊息，啟動專家審核和應急會商；若關聯測點測值未超過警戒值，檢查超警戒測點測值是否有趨勢性變化，若有趨勢性變化，發出“警情”訊息，啟動專家審核和應急會商；若無趨勢性變化，發出“加強監測和巡查”訊息給水庫監測人員。