基于时序InSAR的老挝桑片-桑南内水库大坝溃坝回溯研究

InSAR是一种用于水库大坝表面位移监测的新技术,具有周期性、低延迟的特点,且能回溯历史数据。利用老挝桑片-桑南内水库大坝溃坝前期及溃坝期间的卫星影像,收集溃坝前后的大坝表面位移监测数据和降雨数据,对大坝自身和管理方面的溃坝原因进行了分析,结果表明大坝溃坝前已发生较明显的异常变形趋势。本研究将InSAR技术引入大坝风险管理中,能有效减少溃坝事故的发生。

基于计算机断层扫描的浆砌石真实三维孔隙网络模型及其渗流数值模拟

为研究浆砌石渗流规律,以广东省某已运行30余年的浆砌石拱坝典型芯样为例,基于计算机断层扫描(CT)技术构建了浆砌石真实三维孔隙网络模型,并对不同孔隙结构和水压差下浆砌石的渗流特性进行模拟。结果表明,高流速的渗流路径沿着大孔隙所在位置集中,流线更加顺直平滑,而其周围的小孔隙内渗流路径则较为分散;大孔隙中流速和流量更大,大流速会冲蚀浆砌石结构从而促进联通孔隙向着微裂隙转变,小孔隙向着大孔隙转变;随着水头差增大,浆砌石最大流速和最大流量均逐渐增大,且孔隙结构越发育,增大幅度越大。

多孔介质低渗测试气体周期振荡法理论研究

目前,多孔介质低渗测试主要采用高精度气体稳态法和气体脉冲衰减法,缺少对气体周期振荡法的深入探讨和分析。基于气体周期振荡法基本原理和试验方法,提出了3种基于不同控制方式模拟生成周期波气压边界条件的方法,以及在试样上游和下游分别设置1个体积可调的气体储存容器的试验设备方案。基于孔隙流体介质的讨论,将Fischer等提出的以不可压缩流体为渗流介质的周期法理论解,推广到以可压缩流体为渗流介质的情况,扩大了周期法理论解的适用范围,并讨论了各参数之间的物理意义及其联系。基于气体周期振荡法理论解,进行了2个特例分析,优化了理论解中复杂分项的处理。通过一系列正交对照计算案例,对比了气体周期振荡法理论解和数值解的计算结果,讨论了渗透率、孔隙率、下游容器体积、试样直径和长度等对试验过程的影响,验证了理论解的准确性和可靠性,并对理论解的不足进行了说明,在此基础上,给出了气体周期振荡法试验的优化设计策略。

高内水压作用下围岩-叠合式衬砌承载机理力学分析

为探究圆形水工隧洞衬砌结构中围岩-叠合式衬砌联合承载的力学机理,针对珠江三角洲水资源配置工程“外衬管片-自密实混凝土填充层(SCC)-内衬钢管”三层叠合的衬砌结构形式,采用平面弹性复变函数理论的幂级数解法,从应力函数层面着手,基于围岩-衬砌相互作用关系以及应力边界条件建立了相应的力学模型,推导求解了在开挖荷载和内水压共同作用下围岩和各层衬砌域内任意点的应力分量,揭示了叠合式衬砌结构承载时的荷载传递机理和规律。然后通过边界应力结果以及与数值结果的比对,验证了提出方法的正确性;最后通过参数分析,着重讨论了高内水压对输水隧洞围岩和三层衬砌径向正应力和环向正应力的影响。结果表明:围岩-衬砌联合承载时,围岩和三层衬砌的径向正应力和环向正应力结果均符合余弦分布,而剪应力符合正弦分布;随着输水隧洞内水压增加,三层衬砌和围岩在径向上更趋于压缩,而环向正应力趋向于拉应力并增大。研究成果可为该类型衬砌防护工程的设计和施工提供理论依据。

水工隧洞光滑接触叠合式衬砌结构承载机理研究

为满足更高质量的建设要求,圆形水工隧洞衬砌结构形式在向多层衬砌叠合受力的方向转变。但目前仍缺少能精确量化隧洞围岩和多层衬砌共同承载时荷载分配的计算模型。为此,采用平面弹性复变函数理论的幂级数解法,基于围岩-衬砌之间的相互作用关系,建立了相应的力学模型,输出围岩和衬砌内任意位置处的应力分量;通过边界条件验证以及与数值解对比证明了该模型的正确性,并以珠三角水资源配置工程为例进行了研究分析。结果表明:①围岩和三层衬砌的径向正应力和环向正应力结果均符合类余弦分布,周期为π;②三层衬砌中内衬钢管的弹模相对最大,所以承载权重最大;③接触径向正应力由外至内趋于减小;④当接触条件不同时,叠合式衬砌承载规律亦不同,光滑接触下的径向正应力和切向正应力分布更平缓,并且同一衬砌内外两边界处的应力分布规律相反;⑤随着输水隧洞内水压增加,衬砌和围岩径向上趋于压缩,环向上则呈现扩胀趋势,这些影响均由内至外越发减弱。研究成果揭示了基于光滑接触关系的叠合式输水隧洞衬砌结构的荷载传递机理和规律,可以为该类型衬砌防护工程的设计和施工提供理论依据。

水库大坝白蚁蚁患综合治理研究与实践

水库大坝白蚁蚁患的综合治理是确保水利工程安全健康运行的有效手段之一。为科学治理水库大坝白蚁蚁患,避免可能因蚁患诱发的管涌、跌窝、滑坡甚至溃决等险情,文章阐述了水库大坝白蚁蚁患成因及危害,探究了珠三角地区地理条件与水库大坝白蚁生殖繁衍的关系。以珠三角地区某水库为例,运用水库大坝白蚁蚁患综合治理的思想,制定了适宜水库实际情况的蚁患综合治理对策。研究成果对水库大坝白蚁蚁患综合治理工作有一定借鉴意义。

基于图像融合和改进阈值的管道机器人探测图像增强方法

管道机器人探测能快速、准确和直观地识别管道结构性和功能性隐患,受管道内环境限制,探测的图像存在光照不均、对比度低和细节模糊等问题。为此,提出了一种管道机器人探测图像的增强技术。首先采用限制对比度自适应直方图均化(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization,CLAHE)和同态滤波(Homomorphic Filtering,HF)处理光照不均匀和对比度低的问题,并将2种方法结果进行融合。而后将融合的图像进行非下采样轮廓波变换(Nonsubsampled ContourletTransform,NSCT),并采用改进的Bayes-Shrink阈值对高频系数进行噪声去除。最后采用非线性映射函数对细节进行增强,并进行 NSCT 逆变换得到最终增强图像。选取 5 幅典型管道机器人探测图像进行增强处理,并与4种常见的图像增强技术进行对比。结果表明,基于图像融合和改进阈值的管道机器人探测图像增强技术可有效提高图像的整体和局部对比度,并有效增强图像的细节,能有效解决管道机器人探测图像存在的主要问题。

遥感技术在广东省水库“清四乱”工作中的应用

为弥补传统水库巡查方式成本高、效率低等缺点,探讨利用卫星平台、无人机航测和人工实地调查相结合的技术手段,构建基于遥感技术的监管系统开展水库“清四乱”常态化、规范化工作。经实践验证,基于遥感技术的监管系统实现了对“四乱”问题的精准监测和定位,为开展水库“清四乱”工作的科学决策提供有力支撑。

广东省降等报废小型水库周边土地利用变化特征分析

以广东省2020—2022年实施降等或报废的小型水库作为研究对象,引入单一土地利用空间动态度、综合动态度和变化强度等指标,对2000—2020年期间水库周边土地利用之间的相互动态转化和时空变化特征进行分时段统计分析。研究结果表明:①2020—2022年广东省实施降等或报废的小型水库周边土地利用变化主要发生于2010—2020年,以耕地、森林和草地向人造地表的转化为重要特征,其中耕地向人造地表的转化最为突出;②耕地面积萎缩和人造地表扩张是广东省小型水库实施降等或报废的重要驱动因素;③此类驱动性转变最先发生于珠三角地区,在粤北地区表现最为显著。

广东省某水库副坝台风后的安全综合诊断分析

为查明广东某大(1)型水库5号副坝多条裂缝的形成原因,根据现场情况采取了探地雷达和高密度电法相结合的综合物探手段进行检测。综合物探结果表明裂缝下方及其附近存在多个高含水率区域,结合工程背景推测:台风期间连续多日的强降雨和雨水从鼠洞渗入坝体致使浸润线抬高和坝体填土处于饱和状态,且排水棱体存在局部堵塞使得坝体填土中的水未能及时排出,退水过程中土压力增大导致坝坡局部出现浅层裂缝。研究结果可为后续的除险加固工程提供有效参考。

效益风险综合评价模型在论证小型水库降等报废中的应用——以广东省小型水库为例

针对小型水库降等报废论证中关于成本、效益及可能的失事风险难以量化的问题,提出了一种效益风险综合评价模型,结合工程实际资料,选取并测算了成本、效益及可能的失事风险三方面共9个指标,计算得到了评价指标θ,其值对应了不同的处置建议,研究成果可为小型水库降等报废的论证工作提供参考。

基于声纳、雷达和管道内窥仪的多手段管道淤积检测

管道淤积是造成城市内涝问题频发的重要因素。针对现阶段广泛采用的人工检测或单一仪器检测技术的不足,探讨了管道声纳检测系统(X4)、探地雷达(加拿大EKKO)和管道内窥仪(CCTV)联合检测技术的运用,并进行了实际管道淤积测试试验。试验结果表明:与传统单一检测方法相比,在无检修井且无法进行人工检测的排水管道淤积检测中,联合检测方法应用效果显著,具有无损、检测速度快以及结果可靠等优点。为今后水务管道淤积检测工程的技术选用提供了新的检测方法。

基于模型试验的面板伸缩缝破损对海堤沙土流失影响机理研究

面板伸缩缝破损导致的砂土流失,是造成护面脱空,堤身损毁的主要原因之一。为研究伸缩带破损的面板海堤砂土流失特性,设计了一种伸缩缝破损带位置和大小可变的海堤模型试验箱,并进行大型波浪水槽模型试验,首次引入三维激光扫描仪对波浪作用前后海堤模型进行扫描,获取波浪作用前后海堤模型的高精度三维点云数据,定量研究了破损带位置、长度和波浪作用时间对伸缩缝破损的面板海堤砂土流失量与最大淘刷深度的影响。此外,通过彩砂标记获取波浪作用下不同粒径沙土迁移规律,进而初步探讨了海砂流失机理。结果表明:①面板伸缩缝破损的海堤砂土淘刷形态均为U型,试验工况下破损带位于水面下时砂土越容易流失;②随破损带长度或波浪作用时间增大,砂土流失越明显,破损带长度与砂土流失量呈线性相关与最大淘刷深度呈对数相关,波浪作用时间与砂土流失量、最大淘刷深度均呈对数相关;③波浪上爬产生正压力将砂颗粒推向远离破损带区域,粒径越小,砂粒越容易被推离,波浪回落产生负压力将砂颗粒从破损带带出,砂粒粒径越小,越容易被带出。

基于移动互联网的小型水库大坝安全巡查系统应用及研究

广东省小型水库数量众多、分散、管理难度大的特点给水利部门的管理工作带来诸多不便,而水库大坝现场巡查是大坝安全管理不可或缺、极为重要的环节。基于移动互联网和GIS技术,结合"一个登录门户,分级权限管理"的设计思想,以信息采集层、网络传输层、资源共享层、综合业务应用层的架构设计小型水库大坝安全巡查系统,分别介绍系统中的采用Java EE开发的水库大坝巡查管理平台,以及基于Android/iOS的移动巡查终端的业务流程、功能实现等内容。该系统能够明确水库大坝的巡查部位、频次和路线,规范巡查行为,进一步提升水库大坝安全管理标准化、专业化水平。

堤坝渗漏隐患的物探数值模拟研究

堤坝渗漏隐患探测是水利工程的一项重点关注问题,研究不同渗漏隐患的特征有利于提高堤坝渗漏探测分析的可靠性。围绕堤坝渗漏问题开展高密度电法数值模拟研究,采用基于稳定电场的非结构四面体网格有限元算法,针对单渗漏区域与多渗漏区域的多种不同影响因素进行讨论分析。结果表明,渗漏影响范围和渗漏位置会直接影响探测结果的分辨率,且各个渗漏区域之间的相互影响较小。

围井试验法在病险水库高压喷射灌浆工程中的应用及其关键点初探

在简要介绍高压喷射灌浆技术原理的基础上,着重分析围井试验法对垂直防渗板墙防渗性能检测的优势,并结合工程检测实际,对围井法在病险水库高压喷射灌浆工程中的应用进行了初步的探讨,提出了围井法检测的关键点。

堆石混凝土坝坝基固结灌浆质量检验方法及其标准探讨

堆石混凝土作为一项新型施工技术,目前缺乏相关的坝基固结灌浆检测规范或标准。本文通过总结大量工程经验,探讨了适合堆石混凝土坝坝基固结灌浆质量检验的方法,并提出相应的合格标准。珠三角地区某堆石混凝土重力坝的固结灌浆质量检测结果表明,该检验方法操作便利,合格标准原理明确,易于对比,尤其便于实际工程操作,对类似工程有一定的参考意义。

广东地区小型水库大坝安全评价分析与探讨

结合广东省小型水库大坝安全评价工作,介绍广东省小型水库大坝现状及安全管理基本情况。在总结广东省小型水库大坝安全管理以及安全评价的经验和成果的基础上,针对小型水库建设标准低、基础资料匮乏、数量多、安全管理水平低下等问题提出相应对策,对广东省小型水库大坝安全评价工作具有一定的借鉴作用,对我国其他地区的小型水库大坝安全评价也具有参考意义。

广东省大中型水库大坝现状简析及安全管理对策初探

通过对广东省343座大中型水库大坝现状的初步分析,提出广东省大坝安全管理应抓住4个重点,并提出安全管理的6项对策:严格执法落实病险水库加固除险工程的建设;加强大坝长期安全监测;加强定期安全检查与安全鉴定;加强水库安全的非工程措施;及时引入水库大坝分险评估;重点防范汛期土石坝的溃决。

MgO微膨胀混凝土自生体积变形模型的初步研究

在深入研究了MgO微膨胀混凝土的变形特性的基础上,提出了在变温条件下的当量龄期法,以及基于当量龄期法的双曲线模型,实现了用恒温的试验结果来模拟变温条件下自生体积变形膨胀特性的方法。初步成果表明,采用当量龄期法的双曲线模型是计算MgO砼自生体积变形的一个较合理的实时分析模型。