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大坝安全监测及优化措施研究——以洋县卡房水库为例

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工程技术研究 2022年第20期7卷 137-139页

作者：索志明洋县卡房水库管理处陕西汉中723300

大坝安全监测是水库运行管理过程中的一项重要工作,通过大坝安全监测能够及时发现水库运行过程中发生的各项安全隐患。文章以洋县卡房水库为例,结合大坝安全监测的基本内容,对变形监测、渗流监测、应力及应变监测、温度监测、环境量监... 详细信息

大坝安全监测是水库运行管理过程中的一项重要工作,通过大坝安全监测能够及时发现水库运行过程中发生的各项安全隐患。文章以洋县卡房水库为例,结合大坝安全监测的基本内容,对变形监测、渗流监测、应力及应变监测、温度监测、环境量监测进行了具体阐述,指出了影响大坝安全的主要因素,最后提出大坝安全监测优化措施,以此为提高水库运行质量、保障水库大坝安全运行提供帮助。

关键词：水利水电工程大坝安全监测变形监测渗流监测环境量监测

堆石混凝土重力坝监测资料的正反分析和安全评价

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堆石混凝土重力坝监测资料的正反分析和安全评价

作者：杨倩贵州大学

学位级别：硕士

堆石混凝土筑坝技术属于新兴的大体积混凝土筑坝技术,具有结构强度高、耐久性好、施工速度快、经济效益高等优势。该技术已经广泛运用于国内外实际工程,但鉴于堆石混凝土筑坝技术问世时间较短,各项基础理论研究还不够完善,针对其监测资... 详细信息

堆石混凝土筑坝技术属于新兴的大体积混凝土筑坝技术,具有结构强度高、耐久性好、施工速度快、经济效益高等优势。该技术已经广泛运用于国内外实际工程,但鉴于堆石混凝土筑坝技术问世时间较短,各项基础理论研究还不够完善,针对其监测资料的正反分析和安全评价方面的工作尚未开展,缺少系统理论研究成果来验证大坝运行的可靠性。大坝一旦失稳,将会造成重大伤亡事故和巨大国民经济损失。如何科学评估堆石混凝土坝的运行状况,以采取相应的工程措施进行防范和处理,具有重要的研究意义和广阔的应用前景。基于此,本文收集了贵州省第一座堆石混凝土坝-打鼓台堆石混凝土重力坝的运行监测资料,首先论述了现阶段大坝监测资料分析的通用方法和基本步骤,利用数学统计方法、渗流力学、有限元法等基本理论,建立了打鼓台堆石混凝土重力坝数理统计模型、确定性模型、混合模型、渗流模型和有限元模型,本文的主要内容有:1.介绍了构建堆石混凝土坝数学模型的基本理论和方法,根据打鼓台堆石混凝土重力坝变形监测资料,利用SPSS分析软件,建立了堆石混凝土重力坝LD3测点上下游及左右岸水平位移的数值统计模型。2.建立了打鼓台堆石混凝土重力坝LD3测点上下游及左右岸水平位移的变形确定性模型和混合模型,引入调整系数,并通过反演得到了坝体的平均弹性模量。3.利用MIDAS GTS NX软件结合坝体、坝基的参数与性态,建立打鼓台堆石混凝土重力坝渗流模型,针对四种不同工况分析总结了堆石混凝土重力坝的渗流规律,并对已布设的防渗系统作出了评价和建议。4.通过ANSYS有限元软件建立了打鼓台堆石混凝土重力坝模型,研究了在正常蓄水位、设计洪水位以及校核洪水位三种工况下大坝的变形和应力-应变的分布及变化情况,并利用有限元法与传统刚体极限平衡法分别计算抗滑稳定安全系数,发现用前者对堆石混凝土重力坝进行安全评价是合理、可行的,且结果具有可视化等优点。

关键词：堆石混凝土重力坝大坝安全监测三大模型有限元计算渗流分析安全性评价

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大坝小流量渗流量仪的应用研究及完善升级

水利水电技术（中英文） 2023年第S02期54卷 262-267页

作者：匡楚丰石坤王杰唐宏华蒋卫国曾志辉湖南五凌电力科技有限公司湖南长沙410004 南京伊瑞新能源科技有限公司江苏南京210031

为解决大坝小于1 L/s渗流量主要依靠人工测量的问题,采购了一款大坝小流量自动监测渗流量仪。经安装应用,发现仪器存在测量后排水不便收集、传输距离较短、结构较为复杂等一些问题。对仪器进行了完善升级,通过测量与引流分离结构设计,... 详细信息

为解决大坝小于1 L/s渗流量主要依靠人工测量的问题,采购了一款大坝小流量自动监测渗流量仪。经安装应用,发现仪器存在测量后排水不便收集、传输距离较短、结构较为复杂等一些问题。对仪器进行了完善升级,通过测量与引流分离结构设计,解决了原仪器排水口随测量容器旋转,造成排水不便收集的问题;通过密封件的设计,增加了仪器的传输距离,减少了现场模块数量,降低了现场安装使用成本;去掉了一些轴承装置和支撑固定部件,简化了仪器结构,降低了生产成本;通过增加引流装置和液位开关起始计时位置设计,进一步提高了仪器的测量精度。对完善后的仪器进行了厂内性能测试、现场人工比对和现场试运行,试验数据表明,通过仪器完善升级,方便了排水收集、增加了传输距离、简化了仪器结构,同时还提高了仪器的测量精度,具有更广的应用前景。

关键词：大坝安全监测渗流量仪应用研究结构完善大坝渗流量大坝析出物

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大坝安全监测现场终端系统设计与数据分析

大坝安全监测现场终端系统设计与数据分析

作者：姚诚湖南大学

学位级别：硕士

随着水利水电事业的发展,修筑大坝给人们带来了巨大的经济效益和社会效益,同时大坝安全问题也日益受到各国的广泛关注。大坝安全监测是了解大坝运行规律,评价大坝工作性态的重要手段,对促进国家经济发展,保障人民生命财产安全具有非常... 详细信息

随着水利水电事业的发展,修筑大坝给人们带来了巨大的经济效益和社会效益,同时大坝安全问题也日益受到各国的广泛关注。大坝安全监测是了解大坝运行规律,评价大坝工作性态的重要手段,对促进国家经济发展,保障人民生命财产安全具有非常重要的意义。目前我国很多大坝仍以人工监测方式为主,自动化程度不高,而且对于偏远地区、地形复杂的大坝,工作人员观测难度较大,无法及时获取观测数据,不能实时、全面地分析大坝的运行状态。针对上述问题,本文给出了一种分布式大坝安全监测系统框架,设计和开发了大坝安全监测现场终端系统,并对某水电站的实测数据进行建模分析,实现了大坝的远程、实时、在线监测及数据分析。首先,介绍大坝安全监测的意义,大坝安全监测自动化系统和数据分析的国内外发展现状以及监测技术的发展趋势,为课题研究提供必要的理论依据。接着结合大坝的实际情况分析系统的设计原则和功能需求,给出整个大坝安全监测系统的总体设计方案,并阐述各部分的功能及其实现。其次,设计了大坝安全监测现场终端系统,采用嵌入式系统开发,搭建了相应的软硬件平台,给出了基于SQLite的终端数据库设计方案,实现了 GPRS和北斗卫星两种远程通信方式,并提供功能丰富、使用便捷的人机交互界面。然后,分析大坝变形位移效应量统计模型的构成,归纳总结了多元线性回归、逐步回归、偏最小二乘回归三种统计模型的算法原理和应用特点,并针对大坝监测数据非平稳性的特点,提出了基于误差修正模型的建模方法。最后,结合某水电站的实测数据,分别建立三种统计回归模型进行分析,结果表明偏最小二乘回归克服了自变量间多重共线性的影响,具有较好的效果。并通过数据的平稳性及协整关系检验,建立具有短期调节关系的误差修正模型,提高了模型的拟合和预测能力。

关键词：大坝安全监测远程通信数据分析统计模型误差修正模型

基于多测点云相似的混凝土坝变形性态关联分析

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水利水电科技进展 2021年第6期41卷 13-17,38页

作者：李子阳李涵曼李政勰李永江南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210029 武汉大学水利水电学院湖北武汉430072 河南省水利技术中心河南郑州450003 河南省河口村水库管理局河南济源454650

大型混凝土坝的安全监测测点数量多、布置广泛,海量监测数据给及时准确分析评估大坝安全性态带来困难,为此引入云模型理论对变形监测资料表征混凝土坝性态的差异性及关联性进行分析。将大坝每个测点的监测数据视为一个云,单个测值视为云... 详细信息

大型混凝土坝的安全监测测点数量多、布置广泛,海量监测数据给及时准确分析评估大坝安全性态带来困难,为此引入云模型理论对变形监测资料表征混凝土坝性态的差异性及关联性进行分析。将大坝每个测点的监测数据视为一个云,单个测值视为云滴,进行云参数计算获取测值序列的云数字特征,进而通过多测点的云参数,计算测点之间的相似度和相似系数,用以表征不同测点反映大坝整体变形状态的差异和相关性。实例分析表明,云相似度能够迅速发现同类坝段中的异常测点,通过云相似系数的聚类分析实现测点分组,在实现大坝变形性态关联分析的同时,测点分组管理可有效提高监测数据分析效率。

关键词：大坝安全监测云模型云相似系数关联分析

融合多测点数据相关性的大坝监测历史数据填补

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人民长江 2023年第9期54卷 245-251页

作者：刘鹤鹏李登华丁勇南京理工大学理学院江苏南京210094 南京水利科学研究院江苏南京210029 水利部水库大坝安全重点实验室江苏南京210029

基于历史数据的大坝安全监测预警、预报算法对数据集的质量要求较高,含有缺失值的数据集会明显降低算法结果的准确性。为提升数据质量,提出了一种融合多测点数据相关性的缺失值填补算法:基于各测点时间尺度的相关性,将满足一定相关度的... 详细信息

基于历史数据的大坝安全监测预警、预报算法对数据集的质量要求较高,含有缺失值的数据集会明显降低算法结果的准确性。为提升数据质量,提出了一种融合多测点数据相关性的缺失值填补算法:基于各测点时间尺度的相关性,将满足一定相关度的时间序列作为预测模型的输入项,并引入迭代技术实现多测点的缺失值自动填补。为验证该算法对实际工程中不同类型缺失数据集的适用性,依据实测数据样本在缺失率、集中度、离散程度3个层次上共构造了12种不同类型的缺失数据集并进行试验。结果表明:针对不同类型的缺失数据集,该算法的RMSE均值在填补精度上较传统填补算法提升15%以上,nMAPE均值提升1%以上。

关键词：大坝安全监测数据填补预测算法缺失值

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大坝安全监测中测压管孔口端盖的分析与改造

云南水力发电 2021年第9期37卷 18-20页

作者：陈洪坤蒲文辉云南华电金沙江中游水电开发有限公司阿海发电分公司云南丽江674100

针对阿海水电站坝基测压管密封性能差、维护成本高且无法有效兼顾人工和自动化测量的问题,设计出了一种能够有效兼顾人工使用电测水位计测量与自动化压阻式水位计测量新型测压管端盖,并应用于工程实践,很大程度提高了坝基扬压力的人工... 详细信息

针对阿海水电站坝基测压管密封性能差、维护成本高且无法有效兼顾人工和自动化测量的问题,设计出了一种能够有效兼顾人工使用电测水位计测量与自动化压阻式水位计测量新型测压管端盖,并应用于工程实践,很大程度提高了坝基扬压力的人工测量效率和测压管自动化监测数据的可靠性。

关键词：大坝安全监测渗流监测测压管扬压力

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大坝安全监测数据异常识别模型簇研究

人民长江 2024年第4期55卷 230-238页

作者：邓乙丁李艳玲徐颖陈天赐四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065 四川大学水利水电学院四川成都610065 中国长江电力股份有限公司溪洛渡水力发电厂云南昭通657300

监测数据异常识别是大坝运行安全在线监测的前提和基础。单一识别方法难以实现高效准确识别,而RREW模型对规律不佳与单台阶数据序列容易漏判且计算效率低。为此,提出了基于卷积神经网络的一维VGG数据异常识别模型,建立了由统计回归、稳... 详细信息

监测数据异常识别是大坝运行安全在线监测的前提和基础。单一识别方法难以实现高效准确识别,而RREW模型对规律不佳与单台阶数据序列容易漏判且计算效率低。为此,提出了基于卷积神经网络的一维VGG数据异常识别模型,建立了由统计回归、稳健回归、一维VGG识别模型等模型库和Pauta准则、MZ准则等判别准则库共同构成的大坝安全数据异常识别模型簇,并构建了不同数据类型与异常识别模型及预警准则的匹配机制。工程校验表明:一维VGG模型对不同序列长度、不同台阶占比的数据序列均具有较好的识别效果,能有效弥补传统回归模型和稳健回归模型的不足,由前述3种模型及两种准则共同构建的异常识别模型簇可实现海量数据异常的在线精准、快速识别,为大坝安全在线监测提供可靠的数据支持。

关键词：大坝安全监测数据异常识别一维卷积神经网络模型簇自匹配准则

改进云模型在大坝安全监测数据异常识别中的应用

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水电能源科学 2022年第3期40卷 114-117页

作者：张芳辛俊龙李艳玲徐颖四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室四川成都610065 中电建电力检修工程有限公司四川乐山614000

大坝安全监测序列中异常数据的准确识别是科学评判大坝运行性态与安全状况的前提和保障。传统的基于回归模型的异常识别方法会在监测数据的拟合精度较低时造成正常值误判或异常值漏判。因此,提出基于日变化速率的改进云模型识别方法,以... 详细信息

大坝安全监测序列中异常数据的准确识别是科学评判大坝运行性态与安全状况的前提和保障。传统的基于回归模型的异常识别方法会在监测数据的拟合精度较低时造成正常值误判或异常值漏判。因此,提出基于日变化速率的改进云模型识别方法,以测值的日变化速率代替原始数据建立云模型,对用外轮廓区间作为预警阈值的控制方法进行改进,并将其应用效果与传统统计回归方法、改进前云模型识别方法进行对比。工程应用表明,提出的改进云模型识别方法简单实用,控制区间较为合理,能够准确识别监测数据中的突跳测值。

关键词：大坝安全监测云模型日变化速率异常识别