长江科学院工程安全与灾害防治研究所喜获2项实用新型专利和8项软件著作权

2019年6月,长江科学院工程安全与灾害防治研究所喜获国家知识产权局颁发的"垂线坐标仪自动化标定装置""引张线仪自动化标定装置"2项实用新型专利证书,以及国家版权局颁发的"水利工程安全监督管理云平台""大坝安全监测自动化集控系统""引调水工程安全智能监控系统""水利水电工程安全智能巡检系统""水利水电工程地质灾害监测预警系统""水电站下泄生态流量监测预警系统""水利水电工程排水在线监控系统""水雨情综合监测系统"8项计算机软件著作权登记证书。

长江科学院工程安全与灾害防治研究所承担的大藤峡水利枢纽工程安全监测项目全面复工

2020年1月下旬开始,新型冠状病毒肺炎(简称“新冠肺炎”)疫情席卷全国,国务院确定的172项节水供水重大水利工程之标志性工程——广西大藤峡水利枢纽工程面临疫情防控和工程建设双重考验,广西大藤峡水利枢纽开发有限责任公司(以下简称“大藤峡公司”)董事长廖志伟周密部署新冠肺炎疫情防控工作,在确保建设者生命安全和身体健康的前提下,多措并举,确保今年上半年左岸机组发电和船闸通航两大重要节点目标的实现。

长江科学院工程安全与灾害防治研究所中标中国长江三峡集团公司两个自动化监测项目

2019年3月初,长江科学院工程安全与灾害防治研究所(以下简称工程安全所)喜获中国三峡建设管理有限公司(中国长江三峡集团公司全资子公司)“向家坝水电站安全监测自动化系统”和长江电力股份有限公司(中国长江三峡集团公司控股的上市公司)“溪洛渡水电站进水口水温度监测系统”两个自动化监测项目的中标通知书。

长江科学院工程安全与灾害防治研究所领导赴小浪底水利枢纽开展现场调研及技术交流

为顺利推进黄河小浪底大坝安全监测管理平台建设工作,2020年7月12—17日,长江科学院工程安全与灾害防治研究所(简称“工程安全所”)所长李端有、副所长甘孝清带领项目组成员赴小浪底水利枢纽开展现场调研及技术交流,受到了项目业主黄河水利水电开发总公司监测维修分公司总经理朱卫东、副总经理宋书克等领导的热情接待。

长江科学院工程安全与灾害防治研究所获得三项计算机软件著作权

近日,由长江科学院工程安全与灾害防治研究所（下称“工程安全所”）自主设计研发的“大坝安全监测数据管理及资料分析系统”、“水库大坝安全运行综合自动化系统”、“水库洪水预报及运行调度系统”获得国家版权局颁发的计算机软件著作权登记证书,登记号分别为：2017SR008513、2017SR009469、2017SR008030.软件著作权的获得标志着长江科学院拥有上述软件产品的自主知识产权,其软件产品受到法律保护.

工程安全综合评价模型研究及数字孪生应用

工程安全综合评价是实现工程安全“四预”的核心和关键,然而传统方法存在着难以全面、可靠、实时获取工程安全状态的问题。结合数字孪生水利工程建设,开展工程安全综合评价模型研究工作,提出了工程安全综合评价的总体技术路线,通过构建工程安全综合评价体系,制定了测点评判规则和逐级评判规则,通过融合安全监测数据、结构计算成果和巡视检查信息,综合判别工程安全运行性态;同时基于数字孪生平台框架,集成开发了工程安全综合评价功能模块。目前,研究成果已在数字孪生丹江口工程中实现了初步应用,模型评价结果合理,功能集成方案可行,可为同类数字孪生水利工程建设提供参考。

数字孪生水利工程安全智能分析预警技术研究及应用

数字孪生水利工程是智慧水利建设的核心与关键。聚焦水利工程安全运行需求,有必要结合数字孪生建设,开展工程安全智能分析预警技术研究和系统开发工作,从而有效提升工程运行安全保障水平与突发事件应急处置能力。介绍了基于数字孪生平台的工程安全智能分析预警技术的总体框架,针对工程安全监测感知体系和工程安全模型库进行了详细论述,并构建了具有“四预”功能的工程安全智能业务应用。目前,研究成果已在数字孪生江垭皂市工程中获得初步应用,可为同类数字孪生工程建设提供借鉴与参考。

数字孪生小浪底大坝安全监测管理平台建设与应用研究

基于数字孪生小浪底总体框架,开展了小浪底大坝安全监测管理平台建设,打破了多套原有业务系统的技术壁垒,构建了安全监测数据底板、模型平台和业务应用,已在小浪底水利枢纽高水位运行、调水调沙、汛期防洪运用中发挥了关键作用。文章详细介绍了小浪底大坝安全监测管理平台的建设背景、总体架构、建设内容和应用成效,可为同类工程建设提供借鉴与参考。

水利水电工程施工机械设备安全规划理论研究

水利水电工程施工机械设备多,作业环境复杂,施工场地安全布置和施工设备的安全规划难度大。引入时间、空间和运动分析理论,建立了施工机械设备安全规划的理论体系,提出了水利水电施工场地施工机械作业安全规划的评价方法和评价指标;客观地认识和评价施工场地内和施工过程中的机械设备给施工过程带来的安全问题,充分利用有限的施工作业时空资源,制定科学合理的施工设备布置方案。该理论体系为施工场地安全规划的研究提供了一种新途径。

基于云计算的引调水工程星载TD-InSAR地表形变监测

针对时间序列InSAR计算量大、时效性低、传统D-InSAR精度不高的问题,提出了TD-InSAR连续像对干涉测量方法,并利用HyP3云计算平台实现了长距离引调水工程沿线地表形变连续干涉像对快速分析。以珠江三角洲水资源配置工程为研究区,以传统PS-InSAR监测结果为参照数据对TD-InSAR地表形变探测精度进行了验证。试验结果表明:TD-InSAR取得的地表形变速率与PS-InSAR趋势一致,决定系数R 2>0.7,精度相比传统D-InSAR方法提高了52.6%;基于云计算的TD-InSAR地表形变监测方法降低了时序分析的计算量,提高了时序分析的时效性,适用于大范围的地表形变快速普查分析。

一种结合弹性波CT正演模拟与钻孔注水法的防渗墙检测方法研究

防渗墙是水利水电工程项目中的重要部分,随着防渗墙规模的逐渐扩大,常规防渗墙检测方法逐渐减少;为了增加防渗墙的检测手段,研究提出采用弹性波CT正演模拟技术,并与钻孔注水法相结合的方法;在钻孔注水试验时,利用弹性波CT正演模拟技术,检测水流在墙体中的流动情况,从而在检测防渗墙渗透性的同时,完成防渗墙的完整性检测;结果显示,在低速或高速异常速度模型中,走时残差的波动较大,且完全不同;采用围井法,实验深度为15 m时,计算得到的渗透系数为0.14*10~6 cm/s;采用常水头法,深度为15 m时,该方法计算得到的渗透系数为1.88*10~6 cm/s;说明基于弹性波CT正演模拟技术,可以有效地反映防渗墙的状态;而采用围井法检测得到的防渗墙渗透系数,低于采用常水头注水法得到的渗透系数;研究提出的方法可以准确地检测防渗墙的质量。

基于磁通测量的大坝水平位移监测方法研究

垂线测量技术简单有效,因而在大坝水平位移监测中得到了广泛应用,然而面对大坝高湿、高粉尘的监测环境,传统监测方法均有一定局限性。为此,提出了一种基于磁通测量的大坝水平位移监测方法,从磁通量不受非铁磁性介质影响的原理出发,通过构建合适的磁路,以磁通量作为媒介,将位移变化转换为磁传感器的电压变化。根据实际需求设计了一种差分式磁通测量传感器以减弱背景磁场的影响,采用迭代标定的数据拟合方法提高拟合精度。结合理论分析及室内实验,开发了适用于高湿度、高粉尘环境的磁通测量垂线坐标仪,实现了0.1 mm的精度,并在白鹤滩水电站开展应用测试。实验及现场使用结果表明,基于磁通测量的大坝水平位移监测方法可行,磁通测量垂线坐标仪在水电站现场运行状况良好。

地质雷达技术在水利工程检测中的应用

本论文对地质雷达在水资源领域中的运用进行了深入的研究。这项技术被应用于水利工程的水坝结构探测、地下水位及水质监测、水文地质研究等方面。地质雷达技术所提供的高分辨率地下信息是水资源管理与保护的重要资料与手段。面对不断增长的水资源需求以及气候变化的压力,该技术对于保障水资源可持续管理具有重要意义。经过不断的研究与技术创新才能对地下水资源有更深入的了解与防护。

大坝安全监测数据粗差识别技术研究

介绍了目前大坝安全监测数据处理工作中几种常用粗差识别技术的优缺点及适用范围,并针对这些常规方法中所存在的不足,采用时空判别技术和基于稳健性处理方法的粗差识别技术,对粗差数据进行判别。其中时空判别技术充分利用了观测序列本身的时空基本信息,将观测值与历史的或相邻的观测数据相比较来判别粗差;基于稳健估计算法的监控模型判别法克服了经典的最小二乘法所存在的抗粗差干扰性差这一缺点,在最小二乘回归的基础上逐步按残差大小加稳健化权,迭代求得模型参数的稳健估计,这一估计值最接近于无粗差影响时的正常估值。隔河岩大坝安全监测数据的实例分析表明,这些方法具有较强的粗差识别能力。

大坝安全监测智能感知与智慧管理技术研究及应用

水库大坝安全监测是工程安全的重要保障措施,亟需结合新一代信息技术,提升大坝安全监测能力。系统总结了长江科学院近年来在大坝安全监测智能感知与智慧管理技术方面的研究及应用工作,通过研发系列化智能传感器、智能采集单元和物联网感知平台,建设统一的大坝安全监测数据资源池,开发通用化安全监测云服务系统,搭建专业数据挖掘平台和综合可视化应用,实现了大坝安全监测数据感知、传输、管理、分析及展示全链路应用,形成了大坝安全监测全生命周期智慧解决方案。研究成果已在乌东德、溪洛渡、向家坝、大藤峡等100余项水利水电工程中成功应用,为保障工程建设及运行安全发挥了重要的支撑作用,具有很好的推广应用前景。

无线低功耗安全监测采集系统设计与研究

为了解决安全监测工程中存在的现场测点位置分散、工况区域危险、设备有线通信和供电难以保证、振弦仪器数据不稳定等问题,采用LoRa通信、协处理器和谱分析技术,研发了无线低功耗安全监测采集系统。该系统由低功耗采集单元、数据集中器和设备连接平台组成,实现了自动化采集单元低功耗运行和数据实时无线传输的功能。通过丹江口大坝自动化监测与人工观测的数据对比可知,无线低功耗安全监测采集系统准确性、完整性都与人工采集方式无明显差异,且数据频次和及时性都高于人工采集方式。该采集系统解决了工程建设施工期边坡土石坝等工程安全监测自动化实施难题,并且已经在一大批大型水利水电工程中获得了成功应用,具有很好的应用价值和推广前景。

基于水下多波束的长江堤防护岸工程监测技术研究

为了预防长江堤防护岸工程受损或者大面积崩岸的发生,应定期对护岸工程进行监测和稳定性分析,必要时采取工程措施消除安全隐患。根据水下多波束测深技术全覆盖、高精度、高效率等特点,探讨了水下多波束测深系统的平面位置和水深测量精度,论述了基于水下多波束的护岸工程监测技术方法。并以湖北省监利县铺子湾护岸工程为例,采用水下多波束测深技术,连续2 a同一时段进行全覆盖扫测,根据2次扫测结果,采用3种不同的分析方法对堤防护岸工程地形变化进行分析。结果表明:护岸工程实施后深槽向右岸偏移,岸坡冲淤平衡,护岸工程稳定。

考虑谷幅收缩变形的高拱坝多源信息融合安全评判

水库蓄水过程中诱发的谷幅收缩变形对高拱坝结构的安全性有直接影响。为了评判谷幅收缩变形条件下的拱坝安全状态,以我国西南地区某高拱坝为例,首先,建立坝体变形监控模型,研究坝体变形与谷幅收缩变形的联系;在此基础上,融合大坝安全监测多源信息,构建了考虑谷幅收缩变形指标的大坝安全多源信息融合评判模型,采用云模型与D-S证据理论相结合的方法来评判大坝的安全性。基于监测数据由云模型求得的隶属度来确定大坝安全评价指标基本概率分配的方法,克服了传统方法主观性较强的缺点,结合D-S证据理论融合各监测指标基本可信度对大坝安全进行综合评判。结果表明,谷幅收缩变形可能是坝体倾向上游变形的主要原因,模型评判结果为大坝处于“基本正常”状态,与该高拱坝的实际情况基本相符,说明采用云模型求得的隶属度来确定大坝安全评价指标基本可信度分配的方法合理可行。

某长距离引调水工程安全预警管理体系

某长距离引调水工程工作井基坑深,输水隧洞长,分布于大型城市。为确保工程施工期和运行期的安全稳定,工程采用了先进的安全监测技术,并建立了工程安全预警管理体系。介绍了工程安全监测技术,工程安全预警各参建单位的职责,工程安全预警控制指标,预警启动、响应、降级、消警流程及工程预警信息化管理,可为同类工程安全预警管理体系建立提供参考。

舟山地区面板灌砌石坝抗震安全评价研究

以舟山地区某典型钢筋混凝土面板灌砌石坝为研究对象,考虑坝体复杂分区引发的材料非线性、分区间的接触性态及地震波激励的非确知性,建立动力非线性本构模型,并采用动力有限元法,对坝体-基岩系统整体及关键部位动力敏感性进行分析计算,得到较为全面的动力响应场分布。研究结果表明,面板灌砌石坝的上游锚固体系对于地震波激励极为敏感,且其工作状态对大坝主体结构的抗震安全性能具有控制作用。