[发明专利]消力池水下淤积高度测量与安全分级方法

说明书

本发明的实施例提供了一种消力池水下淤积高度测量与安全分级方法，涉及水工建筑物技术领域。该方法包括：构建无人测量系统；采用无人测量系统得出消力池的测量水深H；根据测量水深H，得出消力池的淤积高度h_s；采用无人测量系统检测消力池的水下地形，得出上临界淤积高度h_s1和下临界淤积高度h_s2；根据淤积高度h_s、上临界淤积高度h_s1和下临界淤积高度h_s2，得出消力池的淤积高度安全级别。该方法实现消力池自主无人水上测绘，并对消力池内淤积程度进行安全分级，为评估消力池整体安全提供有力支撑。

技术领域

本发明涉及水工建筑物技术领域，具体而言，涉及一种消力池水下淤积高度测量与安全分级方法。

背景技术

消力池作为高坝泄洪建筑物中的重要消能设施，其安全运行和长期稳定对大坝正常发电和汛期安全行洪至关重要。河床内随着高速水流进入消力池，可能会对消力池的护坦和边墙造成冲磨破坏，并且，随着水流特征变化，消力池内可能会存在一定的卵石堆积，堆积高度对水流流态存在较大影响，发展到一定程度会引起空化空蚀破坏风险。因此，运行期开展消力池水下地形测绘和水下淤积检测是电站定检工作的重要组成，是及时掌握消能破坏风险和隐患、评估电站泄水建筑物结构安全性态的关键。针对消力池的测绘，一种是传统人工测量，其工作量大、效率低，二种是船载多波束测量，其实施难度大，费用高，且这两种常规手段均需要依托母船进行测量，一定程度上影响消力池水下地形测量的实效性。

随着信息、自动化控制以及测绘技术的发展，水下测量呈现越来越集成化、精细化和标准化，其中GPS-RTK与测深仪的组合测量手段是现代水下地形测量的重要技术手段，该测量手段融合无人船技术，可极大地降低测量的劳动强度，提高测量自动化程度和工作效率，具备灵活、快速、适用性强等传统测量手段无法比拟的优势。近年来，无人智能技术在水库地形测量与库容计算、海洋、河道与湖泊水深及水下地形测绘、水体环境污染监测与治理等领域均有研究和应用，成效显著。在测量结果后处理与分析阶段，数值模拟方法和试验方法都充分解释了回流区出现的淤积现象，而理论计算公式可以用于部分特殊场景下淤积原理分析。然而对于淤积高度分级的方法尚未发现，也就无法运用淤积高度进行消力池整体安全评价。

发明内容

本发明的目的包括提供一种消力池水下淤积高度测量与安全分级方法，其能够解决消力池水下淤积测量与淤积高度安全等级划分问题。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种消力池水下淤积高度测量与安全分级方法，方法包括：

构建无人测量系统；

采用无人测量系统得出消力池的测量水深H；

根据测量水深H，得出消力池的淤积高度h_s；

采用无人测量系统检测消力池的水下地形，得出上临界淤积高度h_s1和下临界淤积高度h_s2；

根据淤积高度h_s、上临界淤积高度h_s1和下临界淤积高度h_s2，得出消力池的淤积高度安全级别。

在可选的实施方式中，无人测量系统包括基准站、移动站、通讯系统和控制端，基准站用于设置在消力池的岸边，移动站用于漂浮在消力池上，移动站用于获取测量水深H和消力池的水下地形，控制端通过基准站和通讯系统与移动站进行数据交互。

在可选的实施方式中，测量水深H的计算公式为：

式中，D为移动站的吃水深度，c为声波在水中的传播速度，S为移动站上换能器的间距，t为声波在水中的传播时间。