基于Copula函数的水闸变形实时风险率量化模型

变形监测数据实时反映了水闸结构性态及所受荷载的特性,若能根据水闸变形监测资料确定其失效风险概率,将得到更可靠的结果。将原位监测资料融入水闸失效概率分析中,提出一种基于Copula函数的水闸变形实时风险率量化模型,在考虑水闸各部位监测效应量差异性与关联性的基础上,将单测点变形风险率提升为多测点变形风险率,进而实现水闸整体变形风险率的实时量化分析。实例分析表明,模型实现了水闸变形实测效应量与风险率的动态转化,对水闸变形实时风险率进行了整体分析;所得结果符合水闸整体变形风险率变化的基本规律和客观事实,可有效解读工程监测信息和直观反映工程运行性状,可为水闸工程的运行管理和安全监控提供理论依据与技术支撑。

基于空间面板数据模型的拱坝变形缺失数据处理

变形监测信息缺失会对拱坝安全性态的分析造成困难甚至引起误判,需要采用科学合理的方法对缺失数据进行处理,从而获取完整可靠的监测数据。传统的缺失值处理方法仅考虑了拱坝测点的局部空间关联性,而拱坝变形整体性较强,在进行缺失值插补时有必要考虑拱坝所有测点间的时空关联性。鉴于此,从拱坝的整体性和测点的空间相关性出发,首先引入空间权重矩阵,证明拱坝变形具有显著的空间正自相关性;在此基础上,基于空间面板数据模型提出一种考虑拱坝整体时空关联性的变形缺失数据处理方法;最后结合某拱坝工程实例,验证了所构建模型的有效性。工程实例表明:该方法插补残差值低于SL 601—2013《混凝土坝安全监测技术规范》所规定的误差限值,具有较高的插补精度,可对变形监测缺失数据进行有效处理。

基于GIS的大型灌区移动智慧管理系统研发

大型灌区具有空间范围广、节点建筑物类型多、特征数据分散等特点,所涉及信息种类繁多且数据量巨大,目前常规人工巡检及测量手段已不能满足灌区信息高效管理和利用的要求。为提高灌区管理信息化水平,基于GIS技术及大数据等现代信息技术,构建了基于GIS的大型灌区移动智慧管理系统框架,并依据灌区常设监测和管理项目,对其系统模块和功能进行划分。以河南省人民胜利渠为例,研发了灌区GIS移动智慧管理系统。利用该系统可及时准确地掌握灌区各遥测站及节点建筑物各项监测指标的变化情况,为灌区水资源高效利用和现代化管理提供科学依据。

基于Android平台的灌区智能巡检系统研发

随着我国灌区工程续建配套的深入,灌区工程条件得到进一步改善,利用现代技术手段提升灌区管理水平与效能,已成为灌区节水改造的重要内容之一。基于Android平台的灌区智能巡检系统设计,采用Android Studio 2.0进行编写,Android Studio 2.0是Android平台上构建高质量、高效应用的最快方法。巡检系统涵盖GIS、巡检任务管理、巡检成果管理等主要功能,有助于实现灌区信息化智能化管理。巡检系统应用到人民胜利渠灌区系统更新改造中,通过测试和运行表明巡检系统的各项功能得到实现,大大提高了运行管理效率。

金佛山面板堆石坝安全监测自动化系统研发

结合金佛山工程特点,同时依据稳定性、可拓展性及易用性的设计原则,研发了金佛山面板堆石坝安全监测自动化系统,系统包括数据采集、传输、存储、整编、分析与评价等功能,同时针对施工期特殊性,建立了施工期大坝沉降统计模型。利用该系统可及时、准确掌握工程各项监测指标的变化情况,并进行整编和分析。该系统可为工程安全运行和现代化管理提供帮助。

多断层影响下某水库三维渗流数值模拟分析

某水库库区及坝址地质条件复杂,存在多条贯穿性断层,为分析库区渗漏及坝体渗流情况,采用有限元法对大坝及库区开展三维渗流场数值模拟,针对实际运行工况进行参数反演,并根据大坝水头分布、渗流量计算结果对大坝防渗安全性进行分析评价。结果表明,库区断层渗透系数的变化对左岸及坝体段渗流量的影响最明显,左岸绕渗较为严重;大坝坝体浸润线较高,上游防渗面板裂缝造成高水位坝体出现射流,廊道内积水较多,大坝综合防渗排水体系设施不完善。坝址区全断面渗流量过大,尤其以左岸单薄分水岭渗漏较为严重,大坝存在严重的坝基渗漏与绕坝渗流问题,应予以处理。

某斜墙坝上游坝坡滑坡机理及防治措施

为分析某斜墙坝上游坝坡滑坡变形机理并提出针对性治理措施,结合现场勘查及数值计算分析滑坡形成过程及发展趋势,确定诱发上游坝体滑坡的主要原因为土工膜破坏、降雨入渗、历史填土碾压缺陷等。根据坝体滑坡成因机制,结合大坝工程地质条件,比选上游坡压重与增设抗滑桩方案,发现采用抗滑桩进行支挡不仅能有效提高坝坡抗滑稳定安全系数,且经济性良好、可实施性强。

基于物联网的燕山水库大坝智能巡检系统

物联网技术的应用给现代化的大坝安全智能巡检带来了契机。针对目前水库大坝安全巡检中存在的数据散乱、信息孤岛严重和时效性差等诸多问题,将智能化的物联网技术引入大坝安全巡检中,结合传统巡检方法,提出巡检物联网的信息组织方法,以巡检指标为感知和融合对象研究了智能巡检系统架构及组成,探讨了大坝安全巡检指标体系构建、巡检信息融合和作业指导书修订等系统研发的关键技术。结合河南省燕山水库建筑物实际研发了基于物联网的大坝智能巡检系统,并归纳了系统主要功能。该系统的建立对提高水库安全管理具有重要实用价值,值得在类似工程中应用推广。

我国大中型水闸安全监测现状与对策建议

依据全国水闸安全监测情况调查信息,从水闸安全监测设施设置、监测项目及测点布置、监测资料整编分析、安全监测自动化、人员配置与规章制度、经费与维护等方面,梳理了我国大中型水闸安全监测工作现状,可知大中型水闸安全监测设施设置、资料整编分析及人员配置、经费保障等方面存在严重不足。分析了问题成因与根源,从健全法规标准体系、加强试点示范、强化技术培训和监督检查、鼓励新技术应用等方面提出对策建议,为保障水闸安全运行及长效服役提供支撑。

某邻黄河长距离输水工程深基坑降水方案设计

以某临近黄河的输水及灌区工程为背景,研究强透水砂卵石地层上建设长距离输水工程的深基坑降水问题。首先选取工程区渗透系数差别较大的3个典型部位,初步拟定管井降水方案,通过单井出水量和降水井数量分析,得出管井降水方案无法满足基坑开挖的水位降深要求。进而采用悬挂式防渗帷幕和管井降水结合的基坑降水方案,通过数值计算比选了不同管井间距和不同防渗墙深度的组合,最终确定了合理的管井间距和防渗墙深度组合。可为类似临河长距离输水工程的深基坑降水问题提供一定的技术参考。

基于GIS的区域小型水库群移动智慧管理系统研发

中国小型水库数量众多且多数位置偏远,给监测和管理等带来诸多不便。为提高小型水库群的管理水平,首先对其监测与管理特点进行梳理和总结,在此基础上构建了基于GIS的区域小型水库群移动智慧管理系统框架,并对该过程中的关键技术问题进行分析。最后以浙江省温岭市为例,研发了小型水库群移动智慧管理系统,利用该系统可实现工程信息查询、视频监控以及监测数据的实时监测与分析,利用该系统可及时、准确地掌握各水库的实时动态情况,为提高小型水库管理水平和决策提供科学依据。

郑州“7·20”特大暴雨后常庄水库主坝综合物探分析

2021年郑州市“7·20”特大暴雨过程中,常庄水库主坝下游坝坡先后出现多处渗水、塌坑等险情。为探测坝体是否存在渗流隐患、查明险情后主坝质量情况,采用探地雷达与高密度电法相结合的综合物探手段对大坝进行探测分析。依据工程特点和出险位置,分别采用探地雷达对上、下游坝坡及坝顶进行探测,并采用高密度电法对下游坝坡进行探测。结果表明:在探测范围内大坝土体总体均匀密实,未见明显的空洞缺陷或渗漏通道等不良病害,但大坝下游坝坡浅层土体相对欠密实,可能是暴雨过程中诱发下游坝坡出现渗水、塌坑等险情的主要因素。

极端事件对水利工程的致灾影响分析

全球气候变化导致极端事件频发,对水利工程安全的影响不容忽视。首先对极端事件的概念和意义进行了阐述,继而分别分析了台风、高温干旱及地震等极端事件及其对水利工程的致灾影响,并通过实例进行了说明。分析可知,极端事件对水利工程的致灾影响具有突发性、不确定性及影响的严重性,应予以重视,以有效减少损失。

某临江防洪古城墙的渗流安全性态探讨

临江防洪古城墙为夯土城墙,服役期间常遭遇台风。选择典型城墙结构进行渗流安全分析,研究墙体在经历洪水时是否存在隐患。采用非饱和渗流有限元法,分析城墙在经历高洪水位和暴雨耦合工况时的渗流性态,并开展材料参数、洪水位和暴雨强度的敏感性分析。结果表明,当填土结构较为松散时,夯土自身稳定性较差,在暴雨及洪水工况下,易对城墙结构整体安全产生不利影响;当填土结构松散而砌石结构完整时,其渗流安全有较大改善;当顶部防渗失效,降雨大量入渗,容易导致墙顶中部沉陷,两边砌石体承受较大压力将影响边坡稳定。建议在夯土古城墙的维修加固工作中保证内部填土夯实质量,提升城墙边坡砌石质量,确保墙顶和边坡防渗的有效性。

基于Android的燕山水库运行管理移动平台开发

为进一步提升燕山水库标准化管理水平和解决远程管理的问题,在燕山水库综合自动化管理系统及标准化管理的基础上,文章基于Android、OSMDroid及Apache Cordova等技术,设计了燕山水库运行管理移动平台的总体架构,详细划分了系统的功能模块,开发了基于Android的燕山水库运行管理移动平台,最终实现了燕山水库基础信息、监测信息、管理信息等内容的实时监测、管理、预警预报、分析和远程管理,提高了燕山水库运行管理移动化、数字化及信息化的水平,为实时掌握水库工程安全运行性态提供了支撑。