淺析高新技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用

【摘 要】重新認識和審視目前我國水利水電工程的各種高新技術(shù)應(yīng)用水平，大力推進各種高新技術(shù)的發(fā)展及其綜合應(yīng)用，對提高我國水利水電工程的質(zhì)量，加快水利水電工程業(yè)的發(fā)展具有重大意義。

【關(guān)鍵詞】高新技術(shù) 水利水電工程 應(yīng)用

【中圖分類號】TV698 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674－4810（2011）07－0008－01

一 水利水電工程地質(zhì)三維建模與分析技術(shù)

技術(shù)原理與工藝流程簡介：在為水利水電工程建設(shè)服務(wù)的前提下，針對多源地質(zhì)數(shù)據(jù)的耦合分析、地質(zhì)體的復(fù)雜性、信息存儲量大、分析速度慢、地質(zhì)構(gòu)造的動態(tài)性、模型的可靠性及其快速更新修改等難點，融合水利水電工程科學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、數(shù)學(xué)地質(zhì)學(xué)和計算機科學(xué)等多個交叉學(xué)科的先進理論技術(shù)，提出了實現(xiàn)水利水電工程地質(zhì)三維建模與分析的理論方法和關(guān)鍵技術(shù)。針對復(fù)雜地質(zhì)體信息量大的特點與水利水電工程地質(zhì)的分析要求，研究面向水利水電工程地質(zhì)的三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型，提出了以NURBS為主、結(jié)合TIN和BRep的混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；進而通過以面向?qū)ο蠹夹g(shù)、地質(zhì)實體NURBS構(gòu)造技術(shù)、改進的地質(zhì)趨勢面分析技術(shù)和三維對象集合運算技術(shù)等多種先進技術(shù)手段，提供了可供選擇的建模機制，對各類地質(zhì)對象和人工對象進行擬合構(gòu)造與幾何建模，實現(xiàn)了水利水電工程地質(zhì)三維統(tǒng)一模型的建立，并對模型的可靠性進行分析驗證，提供模型的快速反饋更新機制。基于三維統(tǒng)一模型，針對實際需求研究水利水電工程地質(zhì)分析應(yīng)用技術(shù)，設(shè)計了豐富的分析算法。根據(jù)所提出的理論方法和技術(shù)，緊密結(jié)合實踐應(yīng)用，研制開發(fā)通用的水利水電工程地質(zhì)建模與分析軟件系統(tǒng)，為水利水電工程地質(zhì)分析提供有力的技術(shù)平臺。

該系統(tǒng)可直接推廣應(yīng)用于各項大中型水利水電工程前期規(guī)劃、地質(zhì)勘測、工程設(shè)計和施工等不同階段的工程地質(zhì)分析中，可通過鉆孔平硐優(yōu)化布置節(jié)約地質(zhì)勘探費用，輔助地下工程施工及其管理可提前工期，降低造價，直接經(jīng)濟效益較大；提高工程地質(zhì)分析、工程設(shè)計和施工的水平與效率，為實際遇到的地質(zhì)問題提供科學(xué)的解決途徑和先進的技術(shù)手段，社會效益顯著。在水利水電工程等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。

二 光譜分析技術(shù)

光譜分析技術(shù)的主要原理可以簡單地描述為：當金屬被能量激發(fā)時，原子的殼層電子會被激發(fā)到較高能級的外層軌道上。在一定條件下，它從高能級躍遷到低能級就會發(fā)出光子，發(fā)出特征譜線。各種元素都有不同的特征譜線。這些譜線經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)進行分光、色散成按波長排序的一系列連續(xù)光譜、再經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換元件把光信號直接轉(zhuǎn)換為電信號。最后計算機系統(tǒng)就可以通過某元素特征譜線的強度來確定元素的百分含量。

目前，我國從芬蘭引進了國際先進的Arc－Met8000型便攜式全譜光電直讀光譜儀，該儀器能夠?qū)崿F(xiàn)實驗室大型光譜分析儀的功能，又具有便攜、快速、無損、精度高、重復(fù)性好、可全譜測量及精確定量等優(yōu)點。能夠攜帶到各種施工現(xiàn)場或使用現(xiàn)場進行檢測，非常便利。檢測時只需對要測試的構(gòu)件進行適當打磨處理，利用專用探頭即可直接測試構(gòu)件的化學(xué)成分，并經(jīng)電腦記錄、儲存、輸出。一般一個測點約需3分鐘即可完成。

三 閘門啟閉力檢測技術(shù)——RTM20型鋼絲繩測力儀

閘門啟閉力檢測是安全檢測中的一項重要內(nèi)容。尤其是對很少運用的底孔、中孔閘門，由于長時間不運用，閘門前的淤積狀況不詳，可能引起閘門啟門力的較大變化，此時對啟門力進行測控就顯得非常重要。

我國從瑞典PIAB公司引進的RTM20型鋼絲繩測力儀，可以方便有效地解決鋼絲繩拉力檢測難題。RTM20型鋼絲繩測力儀操作簡單，將測力儀卡在鋼絲繩上，通過一個螺桿將被測鋼絲繩頂出一個固定的角度，由此產(chǎn)生的力量就會通過壓力傳感器產(chǎn)生一個信號，此信號通過數(shù)字處理，并根據(jù)選擇和預(yù)先的編程，即可對鋼絲繩拉力進行測量。

RTM20型鋼絲繩測力儀可以測量到20t的拉力，鋼絲繩直徑可以測量到38mm，通過微處理技術(shù)可以對多達10種不同類型的鋼絲繩進行預(yù)編程測量，鋼絲繩的拉力通過數(shù)字顯示，精確度一般為額定容量的0.5%～2%。

四 殘余應(yīng)力磁彈性法測試技術(shù)

在機械制造中，各種工藝過程往往都會產(chǎn)生殘余應(yīng)力。機械零部件和大型機械構(gòu)件中的殘余應(yīng)力對其疲勞強度、抗應(yīng)力腐蝕能力、尺寸穩(wěn)定性和使用壽命有著十分重要的影響。適當?shù)摹⒎植己侠淼臍堄鄳?yīng)力可能成為提高疲勞強度、提高抗應(yīng)力腐蝕能力，從而延長零件和構(gòu)件使用壽命的因素。而不適當?shù)臍堄鄳?yīng)力則會降低疲勞強度，產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，失卻尺寸精度，甚至導(dǎo)致變形、開裂等早期失效事故。

殘余應(yīng)力的測量方法可以分為有損和無損兩大類。有損測試方法就是應(yīng)力釋放法，也可以稱為機械的方法；無損方法就是物理的方法。機械方法目前用得最多的是鉆盲孔法，物理方法中用得最多的是X射線衍射法，其次就是近年開始使用的磁彈性法。

我國從芬蘭Stresstech公司引進的STRESSCAN 500C型便攜式磁彈性法殘余應(yīng)力測試系統(tǒng)是近年來發(fā)展較快、應(yīng)用較成熟的一種殘余應(yīng)力測試方法，在三峽、西龍池等工程中得到了成功應(yīng)用。

五 應(yīng)力檢測技術(shù)

閘門和啟閉機在設(shè)計荷載條件下，主要受力構(gòu)件的應(yīng)力水平是安全檢測的一項重要內(nèi)容。目前一般采用貼應(yīng)變片的方法進行測量，我國引進了日本東京測器生產(chǎn)的TDS－530－30型靜態(tài)應(yīng)變儀和TMR－200型動態(tài)數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，其性能穩(wěn)定，抗干擾能力強，應(yīng)用效果良好。

六 結(jié)束語

重新認識和審視目前我國水利水電工程的各種高新技術(shù)應(yīng)用水平，大力推進各種高新技術(shù)的發(fā)展及其綜合應(yīng)用，對提高我國水利水電工程質(zhì)量、加快水利水電工程業(yè)發(fā)展具有重大意義。

〔責任編輯：李錦雯〕