大型水利工程实时安全评价技术的研究.pdfVIP

水 利 学 报 2007年10月 SHUIUXUEBAO 增刊 文章编号：0559．9350(2007)增刊．0189．06 大型水利工程实时安全评价技术研究 王昭升1’2，盛金保2，李雷2，张士辰2 (1．河海大学，江苏南京210098；2．南京水利科学研究院，江苏南京210029) 摘要：针对实时安全评价需要，对评价过程中的资料审查、评价技术、监控指标、预报预警进行了研究，提出相应的 技术路线和方法。研究表明，安全监测技术与安全评价技术可以很好的应用到实时安全评价中。为实时洪水调度 提供技术支持。 关键词：水利工程；大坝；实时评价；预报预警 中图分类号iTV698 文献标识码：A 我国水旱灾害频繁，水资源在时间、空间分布上极不均衡，大型水利工程在防洪减灾、水资源利用等 方面发挥了重要作用。伴随经济与社会发展需要，洪水资源利用与下游防洪安全已成为大型水利工程 安全管理的重要内容，保证防洪调度正确实施的工程实时安全性研究正逐渐得以关注与重视。 近20年来，结合大坝安全监测，评价系统经历了从信息管理系统向专家系统、智能决策支持系统的 不断发展，人工智能技术也得到了不断的运用与发展n。]。从目前应用与研究看，系统的实时性较弱， 分析效率不高，较难在较短的时间内提供有效的评价信息。工程实时安全性评价是水库防洪应急的重 要技术支持，其目的是能及时回答工程所处的安全状态，能否满足洪水调度过程中的安全需要。本文对 此进行了相应研究。 1基础资料审查技术 1．1资料的必要性对工程的实时安全评价，除了必要的工程设计、施工、竣工、加固处理资料外，还应 加强建筑物的状态变化监测。而监测项目又受仪器制造、测量技术、投资、技术水平等多方面因素的影 响与制约，而且过多的仪器会影响结构功能，甚至产生负面影响。 大型水利工程的自动化监测系统应能实现远程实时自动控制测量，除符合相应的规范外，还应结合 工程安全评价需要，强调系统的自动化测量的可靠性、稳定性；关键部位仪器的冗余设置；数据自动采集 时间短，保证30rain内完成自动测量、数据分析、工程实时安全分析，并提供相应结论。监测系统设计 时，保证关键部位的重要物理量被观测，应加强对设计部位、观测项目、观测仪器、观测手段的询问，如为 什么要设置，设置具有哪些优、缺点，能否进一步改进，对工程安全有那些潜在影响等等。通过询问，提 高监测系统的有效性，优化系统性能，并降低负面影响。 1．2资料的充分性运行管理及现场检查上，加强可能破坏部位的巡视检查，以及时发现问题，与安全 监测成果相互验证；对新问题部位、运行环境变化，分析可能的潜在后果，必要时作为补充观测评价内 容。安全监测设计中，可采用FMECA法，分析确定最可能的破坏模式，选择相应的监测项目，关键断面 收稿日期：2007-07．30 作者简介：王昭升(1971一)．男．江苏赣榆人，高级工程师，博士生，主要从事大坝安全评价与管理技术研究。 E-mail：zswang@nlwi．cn 一189— 或部位进行测点布置，作为工程安全评价的重点，保障安全监测系统测点布置的充分性。 1．3资料的可靠性观测数据异常包括系统误差、仪器老化、大坝行为异常、外界干扰等等。对异常数 据的正确认识是正确判断大坝运行性态的前提。实时数据检验中，可采用常规的检测方法，但应注意同 时采用多种方法进行判别。 在线检验出的异常值，应立即进行跟踪测量3～4次。若跟踪测量值回复到正常范围，则可认为异 常是由粗差引起，以后续跟踪测值的均值代替，否则应报警、提示人工检查，异常数据应做到不漏报，及 时分析、检查原因，对无法排除的异常数值应做进一步分析。 2观测资料实时分析技术 2．1观测资料分析技术模型分析是分析观测部位变化趋势、原因、安全与预测规律的重要手段。分 析模型包括：从单一测点的统计模型、混合模型发展到多测点的时空统计模型、时间序列模型、灰色模 型、神经网络模型、小波分析技术及各种数据挖掘技术等。数据的建模分析的主要问题集中于数据质量 与时间效率上。 实时评价时，主要采用方便、快捷的模型进行数据处理与