CN111256754A - 一种混凝土坝长期运行安全预警方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混凝土坝长期运行安全预警方法，包括根据混凝土坝工作特点及破坏类型，选择重点监测的部位及测点，对测值可靠的测点进行级别划分，根据该混凝土坝的测值数据拟定大坝安全预警指标；采用测点分级、考虑空间关联指标的综合预警体系对混凝土坝进行安全预警。本发明通过混凝土重力坝的实时监测数据对大坝是否处于安全运行状态进行快速评估分析及预警，并根据测点重要级别及指标关联关系，及时发现大坝监测测值异常，辨识大坝运行警情，为混凝土重力坝长期运行的快速安全预警及应对警情时的管理调度提供了支持。

Description

一种混凝土坝长期运行安全预警方法
技术领域
本发明涉及大坝安全监测和运行预警技术，特别是涉及一种混凝土坝长期运行安全 预警方法。
背景技术
目前，有关于重力坝长期运行安全评价的主要方法有专家经验法、历史资料类比法、 基于事件树分析法、故障树法的逻辑推理等等，在过去常规的大坝安全评价中，往往注重大坝安全影响因子的地位及其对大坝结构的影响，而忽视了大坝安全监测系统反馈的原始监测数据。事实上，原始监测数据不仅能够有效反映大坝在各种荷载作用下的物理 量变化过程，也能够反映大坝自身结构性态的特性以及外部环境荷载的变化规律，尤其 是揭示仪器埋设部位的结构异常征兆。因此，对原始监测数据进行分析、处理及应用十 分重要。
在水利部“水利工程补短板、水利行业强监管”的总基调奠定后，有关部门越来越重视大坝安全监测工作，对监测数据进行合理分析、及时处理的需求也越来越大。目前 由于水库大坝安全监测的项目较多，获得的监测数据量十分庞大，一般情况下，监测数 据需要工作人员或定期委托科研单位进行整理及分析，因此，得到相关分析结果通常需 要间隔很长一段时间，导致监测数据及分析结果无法及时应用于大坝的运行管理及安全 预警。国内现有混凝土重力坝的安全监测系统多数能够实现对大坝实时监测数据的自动 化采集，但对监测数据的分析仍然依赖人工，需要投入大量人力资源且所需时间较长。 因此，基于混凝土重力坝安全监测的重要性及现如今对监测数据分析处理的刚需，亟需 一种能够通过大坝安全监测系统反馈的实时监测数据，系统地分析评估大坝是否处于安 全运行状态并预警的安全预警方法。
发明内容
发明目的：为解决现有技术的不足，本发明提供一种混凝土坝长期运行安全预警方 法。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种混凝土坝长期运行安全预警方法，包括以下步骤：
(1)分析该混凝土坝工作特点，根据混凝土坝工作特点及破坏类型，选择重点监测的部位及测点，对测值可靠的测点进行级别划分，即将已有测点按重要性划分为重要 监测点、一般监测点及其他监测点；
(2)根据该混凝土坝的测值数据拟定大坝安全预警指标，对符合要求的测点采用多种方式确定相应的安全预警阈值，并比对各方法的计算结果，最终采用各计算结果划 定的最小区间的边界值作为最终的大坝安全警戒值；
(3)确定各类型测点对应的的大坝安全警戒值后，采用测点分级、考虑空间关联指标的综合预警体系对混凝土坝进行安全预警。
进一步的，步骤(1)重要监测点的选择原则如下：选择大坝扬压力和坝基水平位移典型测点以监控大坝沿坝基面的滑动失稳破坏；选择坝顶、坝基水平位移典型测点以 间接测算大坝立面倾角变化，并结合坝踵、坝趾垂直向应力应变典型测点以共同监控大 坝倾覆失稳破坏；选择大坝渗漏量和历史监测数据有异常规律的典型测点监控大坝运行 状态；根据该坝工程特点选取重点监控断面测点有针对性、个性化地监控大坝安全运行 状态。
进一步的，大坝安全预警指标拟定方法为：
(21)采用设计规范法确定扬压力测点的预警阈值；
根据规范和设计报告规定的扬压力折减系数，在上游正常蓄水位及相应下游水位工 况下，计算得到的帷幕后最大扬压力值为相应扬压力安全预警指标；
(22)对于统计模型的复相关系数大于λ且有明显趋势变化的测点，其模型精度较高，采用置信区间法确定预警阈值，模型计算拟合值与实测值之差有1-β的概率在置信 带△＝±iS范围内，β值根据大坝的规模及重要性确定，置信带△的计算中，i为显著性 水平β的正态分布函数值，将模型的置信区间和变化趋势作为判断测值异常和安全的依 据，由此拟定安全预警阈值；
(23)对于测值无明显趋势性变化且满足正态分布检验的测点，采用典型小概率法确定预警阈值；根据应用统计学小概率时间原理，将监测数据看作统计空间中独立同分 布的样本事件，开展分布检验，若监测数据满足分布检验，确定其分布函数f(x)后，根 据大坝重要性确定失事概率Pγ并计算其对应的测值，并根据计算得到的测值拟定安全预 警阈值；
(24)采用历史极值作为大坝工作状态变化预警阈值；
综合步骤(21)-步骤(23)确定的安全预警阈值结果，将多种方法确定的阈值最 小区间边界作为最终的大坝安全警戒值。
更进一步的，步骤(21)中确定设计扬压力折减系数允许水位的计算公式如下所示：
当下游水位高于基岩高程时：
Hi＝α×(H-H0)+H0；
当下游水位低于基岩高程时：
Hi＝α×(H-Hj)+Hj；
其中：Hi为帷幕后最大扬压力值；α为规范对应查得的扬压力强度系数；H为大 坝上游水位；H0为大坝下游水位；Hj为基岩高程。
更进一步的，步骤(23)中计算失事概率对应测值的公式如下所示：
Figure BDA0002374092150000031
其中：X为大坝安全监测系统反馈的实测数据，Xm为失事概率Pγ对应的测值，f(x)为满足正态分布检验的测值的分布函数。
进一步的，步骤(3)中采用测点分级、考虑空间关联指标的综合预警体系对混凝土坝进行安全预警具体为：
首先，接收大坝安全监测系统反馈的实时监测数据后，将该坝大坝安全监测系统反 馈的实施监测数据测值与安全警戒值进行比较，若监测值未超过警戒值，则大坝处于安全运行状态；若监测值超过警戒值，则发出“警示”讯息给水库监测人员，提示进行加 密补测，核实具体情况；若补测后测值回到警戒值以内，则撤销“警示”。若补测后测 值仍超过警戒值，工作人员巡视检查后亦发现有影响安全的隐患病变，则发出“警情” 讯息，启动专家审核和应急会商；
若巡视检查未发现有影响安全的隐患病变，则进入下一步关联测点评价，关联测点 评价具体操作方式如下：
若超警戒测点为“一般”监控等级测点，检查其空间关联的“重点”监控等级测点测值情况；若“重点”监控等级测点测值亦超过警戒值，发出“警情”讯息，启动专家 审核和应急会商；若“重点”监控等级测点测值未超过警戒值，则发出“加强监测和巡 查”讯息给水库监测人员；
若超警戒测点为“重点”监控等级测点，检查其关联监控测点测值情况；若关联测点测值亦超过警戒值，发出“警情”讯息，启动专家审核和应急会商；若关联测点测值 未超过警戒值，检查超警戒测点测值是否有趋势性变化，若有趋势性变化，发出“警情” 讯息，启动专家审核和应急会商；若无趋势性变化，发出“加强监测和巡查”讯息给水 库监测人员。
有益效果：与现有技术相比，本发明方法普遍适用于已设置大坝安全监测系统的混 凝土坝，能够根据实时监测数据对大坝是否处于安全运行状态进行快速评估分析并预警， 并能够根据测点重要级别及指标关联自动复核警情，较大地提高了预警结果的可靠性， 可为混凝土重力坝长期运行的安全预警及应对警情时的管理调度提供支持。
附图说明
图1为本发明提供具体实施例中混凝土重力坝水平位移测点监控选点布置图；
图2为本发明提供具体实施例中混凝土重力坝垂直位移测点监控选点布置图；
图3为本发明提供具体实施例中混凝土重力坝渗漏量测点监控选点示意图；
图4为本发明提供具体实施例中混凝土重力坝重点监控断面水平位移测点、垂直位 移测点、渗流渗压测点及应力应变测点监控选点示意图；
图5为本发明提供具体实施例中根据规范法拟定的扬压力预警指标与实测扬压力的 对比示意图，实测扬压力值低于扬压力折减系数允许水位时，便表明大坝扬压力处于安全范围内；
图6为本发明提供具体实施例中某位移测点测值数据根据置信区间法及典型小概率 法计算确定的大坝安全警戒值与实测测值数据的对比示意图，当实测测值落在两种方法 共同确定的最小区间内时，便表明该测点位移情况处于安全范围内；
图7为本发明提供具体实施例中混凝土重力坝变形关联测点示意图，简要示意为“九 个断面”，在图中由灰色阴影带标出，位于同一关联带范围内的变形测点属于同一关联集合，互为变形关联测点；
图8为本发明提供具体实施例中混凝土重力坝渗流关联测点示意图，简要示意为“三 横一纵”，在图中同样由灰色阴影带标出，位于同一关联带范围内的渗流测点属于同一关联集合，互为渗流关联测点；
图9为本发明提供具体实施例中混凝土重力坝结合测点分级和考虑空间指标关联的 综合预警模式示意图。
具体实施方式
本发明提供的一种综合预警体系及混凝土坝长期运行安全预警方法属于大坝安全 监测领域，适用于已设置大坝安全监测系统的混凝土坝，采取有侧重点的监控方式，系统地对大坝安全监测系统反馈的实时监测数据进行分析处理，并根据测点重要级别及指标关联关系，及时发现大坝监测测值异常，辨识大坝运行警情，为混凝土坝长期运行的 快速安全预警及应对警情时的管理调度提供了支持。该方法是一种针对混凝土重力坝、 结合测点分级和考虑指标关联的综合预警模式，能够通过大坝安全监测系统反馈的实时 监测数据系统地快速辨识大坝安全异常测值，评估大坝是否处于安全运行状态并预警的 方法。
为了更好地理解本发明的实质，下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的阐 述。
对于已经设置大坝安全监测系统的混凝土重力坝，考虑混凝土重力坝的主要失效模 式，选择大坝扬压力和水平位移典型测点以监测大坝沿坝基面的滑动失稳破坏；选择坝顶、坝基水平位移和坝踵、坝趾垂直向应力应变典型测点监测大坝倾覆失稳破坏；选择 大坝渗漏量和历史监测数据有异常规律的典型测点监测大坝运行状态；根据大坝的工程 设计和运行特点，针对性的选取关键部位(如断层处理后的部位、发现的工程质量缺陷 部位等)的典型测点监测大坝可能产生隐患部位的安全运行情况。综合上述典型测点的 选取，有侧重点地开展大坝长期运行安全预警工作。对于混凝土重力坝安全监测系统采 集的实时监测数据，首先进行测值可靠性分析；对测值可靠的测点，划分大坝安全预警 的重要监测点、一般监测点和其他监测点。
本发明提供的具体实施例中，对某混凝土坝的长期安全预警方法的应用包括如下几 个步骤：
步骤一，分析该混凝土坝工作特点，根据混凝土坝工作特点及破坏类型，选择重点监测的部位及测点，对测值可靠的测点进行级别划分，即将已有测点按重要性划分为重 要监测点、一般监测点及其他监测点；
混凝土坝的失稳破坏类型可能有两种类型：一种是坝体沿抗剪能力不足的薄弱层面 产生滑动，绝大部分是沿坝基面的滑动；另一种是在荷载作用下，上游坝踵以下岩体受拉产生倾斜裂缝以及下游坝趾岩体受压发生压碎区而引起的倾倒滑移破坏。
根据以上破坏类型，针对已设置大坝安全监测系统的混凝土坝，选取以下测点予以 重点监控：
重要监测点的选择原则如下：选择大坝扬压力和坝基水平位移典型测点以监控大坝 沿坝基面的滑动失稳破坏；选择坝顶、坝基水平位移典型测点以间接测算大坝立面倾角变化，并结合坝踵、坝趾垂直向应力应变典型测点以共同监控大坝倾覆失稳破坏；选择 大坝渗漏量和历史监测数据有异常规律的典型测点监控大坝运行状态；根据该坝工程特 点选取重点监控断面测点有针对性、个性化地监控大坝安全运行状态。
1、大坝扬压力测点：由于坝体和地基接触面积较大，受扬压力影响较大，扬压力的作用会抵消部分坝体重量的有效应力，根据混凝土重力坝依靠坝体自重在坝基面上产生摩阻力来抵抗水平水压力以达到稳定要求的特点，选取大坝基础排水廊道及典型断面上的相应扬压力测点予以重点监控；
2、坝基、坝顶水平位移测点：根据混凝土重力坝可能产生沿坝基面滑动破坏的特点，直观地选取大坝坝基水平位移测点予以重点监控；同时，根据混凝土重力坝可能发 生倾倒滑移破坏的特点，选取大坝坝顶水平位移测点予以重点监控，结合坝基水平位移， 通过计算间接对大坝立面倾角进行监控；
3、坝顶垂直位移测点：针对建在非岩基或地质结构较为复杂、节理裂隙发育的岩基上的大坝，由于地基可能产生不均匀沉降，选取大坝坝顶垂直位移予以重点监控；
4、坝踵、坝趾垂直向应力应变测点：混凝土重力坝发生倾倒滑移破坏时，常常伴随着坝踵、坝趾处垂直方向的应力变化，所以选取坝踵、坝趾处垂直向应力应变测点予 以重点监控；
5、渗漏量测点：混凝土坝坝基渗漏量安全监测的重要性，已普遍得到设计、施工、科研和管理人员的肯定，为监控大坝运行状态，选取大坝渗漏量监测相关测点予以重点 监控；
6、针对工程自身特点选取的典型测点：我国混凝土重力坝数量众多，由于地质条件、气候条件、设计过程及施工过程的不同，大坝有其对应的工程特点，如：坝基基岩 处有断层，处理过后仍应重视该处的渗漏情况；坝体有施工时操作不当造成的工程质量 缺陷，虽然可能并不位于上述指出的重点监控部位，但对大坝的安全运行有较大影响， 也应予以重视。因此，应根据大坝自身工程特点针对性地选取典型测点，予以监控。
将混凝土重力坝安全监测系统采集的实时监控数据进行可靠性分析，对测值可靠的 测点，根据第一方面所述选点方式将其划分为大坝安全预警的重要监测点、一般监测点和其他监测点。除第一方面所述重要监测部位的重要监测点外，应当考虑到安全监控的 全面性要求，将坝体其他部位已设置的其他测点按照其重要性及与重要监测点的关联程 度划分为一般监测点和其他监测点。
具体实施例中大坝水平位移重点监控选点布置图如图1所示。对所有坝顶水平位移 测点予以重点监控，考虑到安全监控的全面性要求，对所有坝基水平位移测点予以一般监控。
具体实施例中大坝垂直位移重点监控选点布置图如图2所示。该具体实施例中坝基 基岩强度较高，多属坚硬岩石；节理发育，岩体波速值较低；坝基左岸岩体差于右岸， 表现为弱上风化带较厚，夹层性状较差。因此，考虑其坝基岩体特点，对大坝顶部垂直 位移测点予以重点监控。
具体实施例中大坝渗漏量重点监控选点布置图如图3所示。选取8#坝段和10#坝段的2座坝基量水堰的渗漏量监测点予以重点监控。
具体实施例中大坝重点监控断面重点监控选点布置图如图4所示。选取该混凝土坝 结构和基础地质条件最为复杂的断面作为本工程重点监控断面，对大坝水平位移、垂直位移、渗流渗压监测点及应力应变监测点予以全面监控。选取大坝坝顶水平位移及垂直 位移予以重点监控，选取大坝坝基水平位移予以一般监控；选取大坝基础排水廊道纵向 断面及典型横断面上相应扬压力测点予以重点监控，帷幕后其余扬压力测点予以一般监 控；选取其应力应变测点予以全面监控，坝踵处和坝趾处垂直方向上的应力应变测点予 以重点监控。
上述附图中，●表示重点监测点，▲表示一般监测点。
步骤二，根据该混凝土坝的测值数据拟定大坝安全预警指标，对符合要求的测点采 用多种方式确定相应的安全预警阈值，并比对各方法的计算结果，最终采用各计算结果划定的最小区间的边界值作为最终的大坝安全警戒值。
对于大坝安全监测系统的多种监测项目，选用多种方法的计算结果来综合确定大坝 安全预警指标，具体操作方法为：采用设计规范法，根据测点所在部位的设计扬压力折减系数，折算允许扬压水位，确定扬压力测点的预警阈值；对于统计模型的复相关系数 大于0.8的测点，采用置信区间法确定预警阈值；对于测值无明显趋势性变化且满足正 态分布检验的测点，采用典型小概率法确定预警阈值；采用历史极值作为大坝工作状态 变化预警阈值；综合以上结果确定的最小区间边界作为最终的大坝安全警戒值。
经过测点可靠性评价，数据粗差处理和典型测点的筛选，主要采用三种方法拟定安 全预警指标：设计规范法、典型小概率法和置信区间法；具体操作方式为：
1、采用设计规范法确定扬压力测点的预警阈值。根据规范和设计报告规定的扬压力折减系数，在上游正常蓄水位及相应下游水位工况下，计算得到的帷幕后最大扬压力 值为相应扬压力安全预警指标。确定设计扬压力折减系数允许水位的计算公式如下所示：
当下游水位高于基岩高程时：
Hi＝α×(H-H0)+H0 (1)；
当下游水位低于基岩高程时：
Hi＝α×(H-Hj)+Hj (2)；
式中：Hi为帷幕后最大扬压力值；α为规范对应查得的扬压力强度系数；H为大 坝上游水位；H0为大坝下游水位；Hj为基岩高程。
2、对于设计规范未约定阈值的监测量，采用水压、温度和时效因子组成的统计模型来拟合结构荷载实测数据和结构荷载响应效应实测数据的数学关系。对于统计模型的复相关系数大于0.8且有明显趋势变化的测点，其模型精度较高，可采用置信区间法确 定预警阈值。模型计算拟合值与实测值之差有1-β的概率在置信带(△＝±iS)范围内， β值根据大坝的规模及重要性确定，本方法中拟定《水利水电枢纽工程等级划分及设计 标准》中大(一)、(二)型水库大坝β值取1％，中、小型水库大坝β值取5％。置信带 △的计算中，i为显著性水平β的正态分布函数值，当β取1％时，i取2.58，当β取5％ 时，i取1.96。将模型的置信区间(置信带)和变化趋势作为判断测值异常和安全的依 据，由此拟定安全预警阈值。
3、对于测值无明显趋势性变化且满足正态分布检验的测点，采用典型小概率法确定预警阈值。根据应用统计学小概率时间原理，将监测数据看作统计空间中独立同分布 的样本事件，开展分布检验，若监测数据满足分布检验，确定其分布函数f(x)后，根据 大坝重要性确定失事概率Pγ并计算其对应的测值，并根据计算得到的测值拟定安全预警 阈值。计算失事概率对应测值的公式如下所示：
Figure BDA0002374092150000091
式中：X为大坝安全监测系统反馈的实测数据，Xm为失事概率Pγ对应的测值，f(x)为满足正态分布检验的测值的分布函数。
4、采用历史极值作为大坝工作状态变化预警阈值。
综合上述方法确定的安全预警阈值结果，将多种方法确定的阈值最小区间边界作为 最终的大坝安全警戒值。
本方法仅选取该坝符合要求的扬压力测点及位移测点计算结果进行简要示意，其余 测点计算原理同上。由规范法确定的扬压力安全警戒值及实测值示意图如图5所示，当扬压力实测值小于确定的安全警戒值时，该大坝扬压力处于安全范围；由典型小概率法 及置信区间法综合确定的位移测点安全警戒值与实测值示意图如图6所示，当位移测点 测值落在综合两种方法确定的安全警戒值范围内时，该处测点位移处于安全范围。
步骤三，确定各类型测点对应的的大坝安全警戒值后，采用测点分级、考虑空间关联指标的综合预警体系对混凝土坝进行安全预警。
同一类型测点在空间布设上具有同横、同纵关联时为相互关联测点，具体实施例中， 该坝变形、渗流关联测点示意图如图7、8所示，其中变形关联测点简要示意为“九个 断面”，渗流关联测点简要示意为“三横一纵”，图中用灰色阴影带标示了九个断面及三 横一纵的位置，位于同一阴影带表示的“关联带”内的测点属于同一关联集合，同一关 联集合内的测点互为关联测点。在实际操作中，关联集合应根据大坝实际情况进行横纵 划分。采集的实时监测数据输入后，通过是否超过安全警戒值评价及关联测点评价两个 步骤，判断需要发出的预警讯息，具体分析流程如图9所示。
首先，接收大坝安全监测系统反馈的实时监测数据后，将该坝大坝安全监测系统反 馈的实施监测数据测值与安全警戒值进行比较，若监测值未超过警戒值，则大坝处于安全运行状态；若监测值超过警戒值，则发出“警示”讯息给水库监测人员，提示进行加 密补测，核实具体情况。若补测后测值回到警戒值以内，则撤销“警示”。若补测后测 值仍超过警戒值，工作人员巡视检查后亦发现有影响安全的隐患病变，则发出“警情” 讯息，启动专家审核和应急会商。
若巡视检查未发现有影响安全的隐患病变，则进入下一步关联测点评价，关联测点 评价具体操作方式如下：
若超警戒测点为“一般”监控等级测点，检查其空间关联的“重点”监控等级测点测值情况。若“重点”监控等级测点测值亦超过警戒值，发出“警情”讯息，启动专家 审核和应急会商。若“重点”监控等级测点测值未超过警戒值，则发出“加强监测和巡 查”讯息给水库监测人员。
若超警戒测点为“重点”监控等级测点，检查其关联监控测点测值情况。若关联测点测值亦超过警戒值，发出“警情”讯息，启动专家审核和应急会商。若关联测点测值 未超过警戒值，检查超警戒测点测值是否有趋势性变化，若有趋势性变化，发出“警情” 讯息，启动专家审核和应急会商；若无趋势性变化，发出“加强监测和巡查”讯息给水 库监测人员。
结合巡视检查结果及该安全预警系统发出的预警讯息，大坝运行管理工作人员可以 及时了解混凝土坝的运行状态并及时对可能产生的情况做出应对，提高了混凝土坝长期 运行的安全预警工作的效率。
应当指出，在本文中，诸如“第一”、“第二”等关系术语仅仅用来将一个实体或操作与另一个实体或操作区别开来，并不一定要求其之间包含实际关系或顺序。虽然通过 上述实施方式对本方法进行了描述，然而本方法可以有其他实施方式。在不脱离本发明 精神和范围的前提下，熟悉本领域的技术人员显然可以对本发明做出各种相应的改变及 变形，但这些改变及变形都应当属于本发明所附权利要求及等效物的保护范围内。

Claims (6)

1.一种混凝土坝长期运行安全预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)分析该混凝土坝工作特点，根据混凝土坝工作特点及破坏类型，选择重点监测的部位及测点，对测值可靠的测点进行级别划分，即将已有测点按重要性划分为重要监测点、一般监测点及其他监测点；
(2)根据该混凝土坝的测值数据拟定大坝安全预警指标，对符合要求的测点采用多种方式确定相应的安全预警阈值，并比对各方法的计算结果，最终采用各计算结果划定的最小区间的边界值作为最终的大坝安全警戒值；
(3)确定各类型测点对应的的大坝安全警戒值后，采用测点分级、考虑空间关联指标的综合预警体系对混凝土坝进行安全预警。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土坝长期运行安全预警方法，其特征在于，步骤(1)重要监测点的选择原则如下：选择大坝扬压力和坝基水平位移典型测点以监控大坝沿坝基面的滑动失稳破坏；选择坝顶、坝基水平位移典型测点以间接测算大坝立面倾角变化，并结合坝踵、坝趾垂直向应力应变典型测点以共同监控大坝倾覆失稳破坏；选择大坝渗漏量和历史监测数据有异常规律的典型测点监控大坝运行状态；根据该坝工程特点选取重点监控断面测点有针对性、个性化地监控大坝安全运行状态。
3.根据权利要求1所述的一种混凝土坝长期运行安全预警方法，其特征在于，大坝安全预警指标拟定方法为：
(21)采用设计规范法确定扬压力测点的预警阈值；
根据规范和设计报告规定的扬压力折减系数，在上游正常蓄水位及相应下游水位工况下，计算得到的帷幕后最大扬压力值为相应扬压力安全预警指标；
(22)对于统计模型的复相关系数大于λ且有明显趋势变化的测点，其模型精度较高，采用置信区间法确定预警阈值，模型计算拟合值与实测值之差有1-β的概率在置信带△＝±iS范围内，β值根据大坝的规模及重要性确定，置信带△的计算中，i为显著性水平β的正态分布函数值，将模型的置信区间和变化趋势作为判断测值异常和安全的依据，由此拟定安全预警阈值；
(23)对于测值无明显趋势性变化且满足正态分布检验的测点，采用典型小概率法确定预警阈值；根据应用统计学小概率时间原理，将监测数据看作统计空间中独立同分布的样本事件，开展分布检验，若监测数据满足分布检验，确定其分布函数f(x)后，根据大坝重要性确定失事概率Pγ并计算其对应的测值，并根据计算得到的测值拟定安全预警阈值；
(24)采用历史极值作为大坝工作状态变化预警阈值；
综合步骤(21)-步骤(23)确定的安全预警阈值结果，将多种方法确定的阈值最小区间边界作为最终的大坝安全警戒值。
4.根据权利要求3所述的一种混凝土坝长期运行安全预警方法，其特征在于，步骤(21)中确定设计扬压力折减系数允许水位的计算公式如下所示：
当下游水位高于基岩高程时：
Hi＝α×(H-H0)+H0；
当下游水位低于基岩高程时：
Hi＝α×(H-Hj)+Hj；
其中：Hi为帷幕后最大扬压力值；α为规范对应查得的扬压力强度系数；H为大坝上游水位；H0为大坝下游水位；Hj为基岩高程。
5.根据权利要求3所述的一种混凝土坝长期运行安全预警方法，其特征在于，步骤(23)中计算失事概率对应测值的公式如下所示：
Figure FDA0002374092140000021
其中：X为大坝安全监测系统反馈的实测数据，Xm为失事概率Pγ对应的测值，f(x)为满足正态分布检验的测值的分布函数。
6.根据权利要求1所述的一种混凝土坝长期运行安全预警方法，其特征在于，步骤(3)中采用测点分级、考虑空间关联指标的综合预警体系对混凝土坝进行安全预警具体为：
首先，接收大坝安全监测系统反馈的实时监测数据后，将该坝大坝安全监测系统反馈的实施监测数据测值与安全警戒值进行比较，若监测值未超过警戒值，则大坝处于安全运行状态；若监测值超过警戒值，则发出“警示”讯息给水库监测人员，提示进行加密补测，核实具体情况；若补测后测值回到警戒值以内，则撤销“警示”。若补测后测值仍超过警戒值，工作人员巡视检查后亦发现有影响安全的隐患病变，则发出“警情”讯息，启动专家审核和应急会商；
若巡视检查未发现有影响安全的隐患病变，则进入下一步关联测点评价，关联测点评价具体操作方式如下：
若超警戒测点为“一般”监控等级测点，检查其空间关联的“重点”监控等级测点测值情况；若“重点”监控等级测点测值亦超过警戒值，发出“警情”讯息，启动专家审核和应急会商；若“重点”监控等级测点测值未超过警戒值，则发出“加强监测和巡查”讯息给水库监测人员；
若超警戒测点为“重点”监控等级测点，检查其关联监控测点测值情况；若关联测点测值亦超过警戒值，发出“警情”讯息，启动专家审核和应急会商；若关联测点测值未超过警戒值，检查超警戒测点测值是否有趋势性变化，若有趋势性变化，发出“警情”讯息，启动专家审核和应急会商；若无趋势性变化，发出“加强监测和巡查”讯息给水库监测人员。
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