[发明专利]水工消力池的安全风险评估方法

说明书

本发明公开了一种水工消力池的安全风险评估方法，其包括获取水工消力池的设计参数和实测损伤信息，并根据设计参数模拟计算水工消力池底孔的水动力荷载；采用设计参数、水动力荷载作为先验概率，检测渗流变化和实测损伤信息作为边缘似然率，并利用贝叶斯理论计算水工消力池风险的后验概率；获取影响水工消力池组成部件的安全风险因素，并采用事故树分析法梳理出影响水工消力池安全的关键因素建立水工消力池事故的逻辑层次；根据水工消力池事故的逻辑层次，利用信息物元方法确定水工消力池位于的安全等级。本方案提供的方法可以对水工消力池安全风险进行全覆盖定量评估，可以节省了力池检修需要的造围堰、抽水等复杂工程带来的时间、经济及人力成本。

技术领域

本发明涉及水利工程中建筑物的安全评估技术，具体涉及一种水工消力池的安全风险评估方法。

背景技术

水利枢纽具有防洪、供水、航运、灌溉等综合利用功能，经济、社会、生态效益显著，但其安全运行也是关乎广大群众安全的国计民生大事。从大型水利枢纽(坝高100m以上，库容10亿m³以上)的建成年代来看，20世纪30-80年代兴建31座，20世纪90年代兴建24座，21世纪前16年兴建136座。20世纪90年代后期至21世纪是高坝建设的高峰，尤其是坝高200m以上水库基本兴建于21世纪。由于多种原因(运行工况、时间蠕变、温度及地质变化等)，据2005年统计，已有约1/3的水利工程存在不同程度的病险问题；且随时间的推移，水工结构的老化和病害将越来越严重。可以预料，21世纪将迎来水利工程加固和处理的高潮。

水工消力池作为水利枢纽的泄洪建筑物，承担了最大的洪水压力，同时也是已有水利安全事故中最常发的高危部位。但由于地质条件和施工技术复杂，设计时对地质条件的认识尚不够全面准确，结构本身老化以及造价、管理等原因，水工消力池病害往往带来严重的经济、社会损失。而且水工消力池作为特殊的过水建筑物，面临着复杂苛刻的水动力荷载工况，更需要从水利专业角度加以研究。另一方面，随着无损检测方法的广泛应用，如预埋感应件的实时监测，以及机器人巡检技术的突破，实现了定时及不定时的机器人/人工检测，将有越来越多的各类数据可以被应用在水工消力池病害诊断中。如何有效整理利用这些大量的多源异构数据，并综合水动力等机理模型，定量评估水工消力池安全风险状态，已成为水利能源行业中一个关乎安全根本的关键问题。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的水工消力池的安全风险评估方法解决了不能定量评估水工消力池安全风险状态的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种水工消力池的安全风险评估方法，其包括：

获取水工消力池的设计参数和实测损伤信息，并根据设计参数采用Flow-3D进行数值模拟计算水工消力池底孔的水动力荷载；

采用设计参数、水动力荷载作为先验概率，检测渗流变化和实测损伤信息作为边缘似然率，并利用贝叶斯理论计算水工消力池风险的后验概率；

获取影响水工消力池组成部件的安全风险因素，并采用事故树分析法梳理出影响水工消力池安全的关键因素建立水工消力池事故的逻辑层次；

根据水工消力池事故的逻辑层次，利用信息物元方法确定水工消力池位于的安全等级。

本发明的有益效果为：本方案将水动力机理模型加入到水工消力池的安全评估中能预测缺陷发生的高危区域。通过结合实测缺陷数据，采用贝叶斯理论将得以构建出动态可拓的安全风险评估概率体系；通过信息物元法合理量化各指标特征值及重要性程度，定量计算水工消力池的整体安全等级；同时给出水工消力池各部位的风险数值，为水工消力池运行维修提供决策支持。

附图说明

图1为水工消力池的安全风险评估方法的流程图。

图2为采用事故树分析法梳理出影响水工消力池安全的关键因素建立水工消力池事故的逻辑层次的原理框图。