淺析高新技術在水利水電工程中的應用

【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應用水平，大力推進各種高新技術的發展及其綜合應用，對提高我國水利水電工程的質量，加快水利水電工程業的發展具有重大意義。

【關鍵詞】高新技術 水利水電工程 應用

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

一 水利水電工程地質三維建模與分析技術

技術原理與工藝流程簡介：在為水利水電工程建設服務的前提下，針對多源地質數據的耦合分析、地質體的復雜性、信息存儲量大、分析速度慢、地質構造的動態性、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、工程地質學、數學地質學和計算機科學等多個交叉學科的先進理論技術，提出了實現水利水電工程地質三維建模與分析的理論方法和關鍵技術。針對復雜地質體信息量大的特點與水利水電工程地質的分析要求，研究面向水利水電工程地質的三維數據結構模型，提出了以NURBS為主、結合TIN和BRep的混合數據結構；進而通過以面向對象技術、地質實體NURBS構造技術、改進的地質趨勢面分析技術和三維對象集合運算技術等多種先進技術手段，提供了可供選擇的建模機制，對各類地質對象和人工對象進行擬合構造與幾何建模，實現了水利水電工程地質三維統一模型的建立，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。基于三維統一模型，針對實際需求研究水利水電工程地質分析應用技術，設計了豐富的分析算法。根據所提出的理論方法和技術，緊密結合實踐應用，研制開發通用的水利水電工程地質建模與分析軟件系統，為水利水電工程地質分析提供有力的技術平臺。

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

二 光譜分析技術

光譜分析技術的主要原理可以簡單地描述為：當金屬被能量激發時，原子的殼層電子會被激發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出光子，發出特征譜線。各種元素都有不同的特征譜線。這些譜線經過光學系統進行分光、色散成按波長排序的一系列連續光譜、再經過光電轉換元件把光信號直接轉換為電信號。最后計算機系統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，該儀器能夠實現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、重復性好、可全譜測量及精確定量等優點。能夠攜帶到各種施工現場或使用現場進行檢測，非常便利。檢測時只需對要測試的構件進行適當打磨處理，利用專用探頭即可直接測試構件的化學成分，并經電腦記錄、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——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，由此產生的力量就會通過壓力傳感器產生一個信號，此信號通過數字處理，并根據選擇和預先的編程，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，通過微處理技術可以對多達10種不同類型的鋼絲繩進行預編程測量，鋼絲繩的拉力通過數字顯示，精確度一般為額定容量的0.5%～2%。

四 殘余應力磁彈性法測試技術

在機械制造中，各種工藝過程往往都會產生殘余應力。機械零部件和大型機械構件中的殘余應力對其疲勞強度、抗應力腐蝕能力、尺寸穩定性和使用壽命有著十分重要的影響。適當的、分布合理的殘余應力可能成為提高疲勞強度、提高抗應力腐蝕能力，從而延長零件和構件使用壽命的因素。而不適當的殘余應力則會降低疲勞強度，產生應力腐蝕，失卻尺寸精度，甚至導致變形、開裂等早期失效事故。

殘余應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力測試系統是近年來發展較快、應用較成熟的一種殘余應力測試方法，在三峽、西龍池等工程中得到了成功應用。

五 應力檢測技術

閘門和啟閉機在設計荷載條件下，主要受力構件的應力水平是安全檢測的一項重要內容。目前一般采用貼應變片的方法進行測量，我國引進了日本東京測器生產的TDS－530－30型靜態應變儀和TMR－200型動態數據記錄系統，其性能穩定，抗干擾能力強，應用效果良好。

六 結束語

重新認識和審視目前我國水利水電工程的各種高新技術應用水平，大力推進各種高新技術的發展及其綜合應用，對提高我國水利水電工程質量、加快水利水電工程業發展具有重大意義。

〔責任編輯：李錦雯〕