[發(fā)明專利]一種大壩監(jiān)控報警系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011409505.5
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112611353B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設計）人: 周秋景;周鐘;顧艷玲;廖建新;楊寧;雷崢琦;牟榮峰;張敬;黃海龍;姚孟迪;喬雨;薛利軍;程恒;江晨芳;徐秀鳴
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院;中國三峽建設管理有限公司;中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G08B21/18
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

1.一種大壩監(jiān)控報警系統(tǒng)，其特征在于，包括：監(jiān)控閾值確定裝置和監(jiān)控報警裝置；

所述監(jiān)控閾值確定裝置，便于實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控；該裝置包括：數(shù)據(jù)獲取模塊、一級閾值確定模塊、二級閾值確定模塊和三級閾值確定模塊；

數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取變形歷史數(shù)據(jù)和預設時間內(nèi)的環(huán)境、結構、施工、運行、材料參數(shù)變量值；

一級閾值確定模塊，用于根據(jù)預設時間內(nèi)的歷史變形和仿真計算變形偏差確定一級監(jiān)控閾值；一級監(jiān)控閾值通過以下方式獲得：獲取預設時間內(nèi)的大壩變形監(jiān)測歷史數(shù)據(jù)，基于環(huán)境、結構、施工、運行、材料參數(shù)變量值采用仿真反饋得到計算值，根據(jù)計算值與監(jiān)測值偏差確定一級監(jiān)控閾值；

三級閾值確定模塊，采用結構計算方法，根據(jù)水頭超載時大壩開裂至防滲帷幕和降低上游水位時大壩下游面出現(xiàn)開裂確定三級監(jiān)控閾值；

二級閾值確定模塊，用于根據(jù)一級和三級閾值采用平均插值方法確定二級監(jiān)控閾值；

所述監(jiān)控閾值報警裝置包括：大壩安全狀態(tài)區(qū)間確定模塊、監(jiān)測變形值獲取模塊和報警模塊；

大壩安全狀態(tài)區(qū)間確定模塊，用于從監(jiān)控閾值確定裝置中獲取狀態(tài)區(qū)間；

監(jiān)測變形值獲取模塊，用于獲取大壩實時變形監(jiān)測數(shù)據(jù)；

報警模塊，用于將上述變形監(jiān)測數(shù)據(jù)與大壩安全狀態(tài)區(qū)間進行比較，當處于輕度異常、異常和險情狀態(tài)區(qū)間時，產(chǎn)生對應的報警信號。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種大壩監(jiān)控報警系統(tǒng)的監(jiān)控閾值確定方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)獲取大壩變形監(jiān)測歷史數(shù)據(jù)δ_dtm和預設時間內(nèi)的環(huán)境、結構、施工、運行、材料參數(shù)變量值；

(2)根據(jù)預設時間內(nèi)的環(huán)境、結構、施工、運行、材料參數(shù)變量值，采用仿真反饋方法，計算得到大壩變形計算數(shù)據(jù)δ_dtc；

(3)基于預設時間內(nèi)監(jiān)測數(shù)據(jù)和計算數(shù)據(jù)，得到變形偏差平方和與標準差Δa，確定允許偏差δ_I：

δ_I＝2Δa～3Δa

(4)擬定未來時段內(nèi)大壩運行環(huán)境、結構、施工、運行、材料參數(shù)變量值，動態(tài)計算得到大壩變形預測值δ_dtp；

(5)基于變形預測值和允許偏差，確定大壩安全一級監(jiān)控閾值上下限：

Δ_±I＝δ_dtp±δ_I

在該上下限范圍內(nèi)，大壩為安全狀態(tài)；

(6)根據(jù)大壩上下游面破壞狀態(tài)確定三級監(jiān)控閾值上下限，其中上限確定方法為：大壩運行水位下進行水頭超載，直至壩踵開裂至防滲帷幕，此時大壩變形與運行水位下變形差值δ_+III與大壩變形預測值之和為三級監(jiān)控閾值上限：

Δ_+III＝δ_dtp+δ_+III

下限確定方法為：自死水位開始逐步降低水位，直至下游壩趾應力達到允許抗拉強度，此時大壩變形與死水位變形差值δ_-III與大壩變形預測值之差為三級監(jiān)控閾值下限：

Δ-_III＝δ_dtp-δ_-III

(7)大壩二級閾值上下限基于一級閾值和三級閾值確定，即：

Δ_±II＝(Δ_±I+Δ_±III)/2

(8)在大壩變形δ_dtr處于一級和二級閾值之間時，大壩處于輕度異常狀態(tài)；大壩變形δ_dtr處于二級和三級閾值之間時，大壩處于異常狀態(tài)；大壩變形處于三級閾值之外時，大壩處于險情狀態(tài)；

(9)根據(jù)所述三級閾值確定大壩所處狀態(tài)，在大壩變形超出允許閾值時，產(chǎn)生報警信號。