水利水电技术第４７卷２０１６年第１２期 基于分布式振动光纤和压力传感技术的 管道爆管预警方法 朱新民 ，陈春浩 ，卢正超 ，金可礼 ，商２．深圳市水务局，广东深圳５１８０３３） 峰 （１．中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与国家重点实验室，北京 １０００３８； 摘要：国内某调水工程的玻璃钢夹砂管（ＲＰＭＰ）出现多次爆管，为此开展了压力输水管道渗漏连续 监测技术与爆管预警系统的研究。研究表明：采用基于西一ＯＴＤＲ原理的分布式振动光纤监测系统和 准分布式光纤光栅压力传感系统能够对埋地压力管道进行泄漏连续监测和泄漏点的定位，起到爆管预 警作用。所得成果为压力管道爆管预警的研究提供参考。 关键词：爆管预警；分布式振动光纤；水压计；监测；预警 ｄｏｉ：１０．１３９２８／ｊ．ｃｎｋｉ．ｗｒａｈｅ．２０１６．１２．０１８ 中图分类号：ＴＶ６７２．２ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１０００．０８６０（２０１６）１２．００８２．０５ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ａｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ－ｂａｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ’ ｅａｒｌｙ ｗａｒｎｉｎｇ ｏｆ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｂｕｒｓｔ ＺＨＵ Ｘｉｎｍｉｎ ，ＣＨＥＮ Ｃｈｕｎｈａｏ ，ＬＵ Ｚｈｅｎｇｃｈａｏ ，ＪＩＮ Ｋｅｌｉ ，ＳＨＡＮＧ Ｆｅｎｇ （１．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｃｙｃｌｅ ｉｎ Ｒｉｖｅｒ Ｂａｓｉｎ，Ｃｈｉｎａ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００３８，Ｃｈｉｎａ；２．Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌｉｔｙ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ ５１８０３３，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｂｕｒｓｔ ＯＣＣＵｒｓ ｆｏｒ ｍａｎｙ ｔｉｍｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｃｏｎｓｉｓｔｅｄ ｏｆ ｇｌａｓｓ ｉｆｂｅｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｐｌａｓｔｉｃｓ ｍｏｒｔａｒ ｐｉｐｅｓ（ＲＰＭＰ） ｏｆ ａ ｗａｔｅｒ ｄｉｖｅｒｓｉｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ Ｃｈｉｎａ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ａ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｅａｋａｇｅ ｏｆ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｖｅｙａｎｃｅ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｅａｒｌｙ ｗａｒｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｂｕｒｓｔ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｍｏｎｉｔｏ— ｒｉｎｇ ｏｆ ｌｅａｋａｇｅ ａｎｄ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｏｆ ｌｅａｋａｇｅ ｐｏｉｎｔ ｃａｎ ｂｅ ｍａｄｅ ｏｎ ｔｈｅ ｂｕｒｉｅｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｂｙ ｂｏｔｈ ｔｈｅ击一ＯＴＤＲ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｂａｓｅｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｑｕａｓｉ－・ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ ｇｒａｔｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｓｙｓ－・ ｔｅｍ，ＳＯ ａｓ ｔｏ ｐｌａｙ ｔｈｅ ｒｏｌｅ ｏｆ ｅａｒｌｙ ｗａｒｎｉｎｇ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｒｅｓｕｈ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｅａｒｌｙ ｗａｒｎｉｎｇ ｏｆ ｐｒｅｓ— ｓｕｒｅ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｂｕｒｓｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅａｒｌｙ ｗａｒｎｉｎｇ ｏｆ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｂｕｒｓｔ；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｉｂｅｒ；ｗａｔｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｇａｕｇｅ；ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｅａｒｌｙ ｗａｒｎｉｎｇ １ 研究背景 管道输水是最快捷、最高效的运输方式，采用大 口径管道长距离输水具有显著的优势。随着跨流域调 水工程的不断建设，为了维护大型输水管道的安全运 行，管道的运行监测技术也在不断的发展。国内某调 水工程的大型压力输水管道（管材ＲＰＭＰ，管径２ ｍ， 警系统的研究。 大型压力输水管道通常采用“压力流”或“重量 流”的方式运行，产生的爆管可分为两类，一类为突 收稿日期：２０１６－０３—２７ 基金项目：国家“９７３”计划课题（２０１３ＣＢ０３６４０６）；国家自然科学基金 （５１２０９１２１，５１５７８５４４）；深圳水务科技创新重大专题项目 （２０１３３５９２）。 工作压力０．６ ＭＰａ）出现过多次爆管，为控制爆管损 失，开展了压力输水管道渗漏连续监测技术与爆管预 作者简介：朱新民（１９６７一），男，教授级高级工程师。 ＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏ１．４７Ｎｏ．１２ 发型爆管，由水击或气阻导致管道内压力过高引起； 另一类为渐进型爆管，由多种原因引发管道局部渗 漏，局部渗漏在管内压力作用下发展成为危害性集中 渗漏（射流和泄漏），进而导致爆管。根据该工程历 次ＲＰＭＰ管爆管破口均出现在管道底部的特点，可以 确定该工程的ＲＰＭＰ爆管为典型的渐进型爆管，其 发展过程一般包括渗漏、射流、泄漏（爆管）三个阶 段，各阶段的特点如下： 第一阶段，ＲＰＭＰ管在外力作用下玻璃钢防渗层 出现破坏，内外防渗层之间的石英砂层开裂形成渗漏 通道，在内水压力作用下管道出现渗水现象，渗水导 致管外土体产生湿化变形。在这一阶段中，管壁的应 力应变、管壁振动、管内水压和流量均无显著变化， 渗漏点普遍出现在管道底部１２０。范围内，推断管道 受力与管底填充材料有关。 第二阶段，渗水在管道内水压力作用下不断扩大 形成射流，在射流冲击下管外土体不断流失，被淘刷 出空腔，空腔的出现及空腔内水压力的变化使管道受 力出现明显改变，管壁产生剧烈振动，进一步恶化管 壁的应力状态，诱发裂纹沿长度方向扩展，发展为贯 穿性裂缝。 第三阶段，当管道外的土体不断流失形成渗漏通 道后，管道贯穿性裂缝的内外压力差将不断加大，在 管道内水压力作用下，此时裂缝两侧的管壁受到内水 压力形成的面作用力，由于管壁外已经被掏空，破口 将向环向撕开管壁，导致压力水大量流出，管道上部 的覆土被压力水冲开，出现爆管现象。在该阶段，由 于管道突然大量泄漏，使得管壁的振动、管内水流啸 叫、管内水压和管壁应变在达到一个极值后突然急速 衰减。 由此可见，在ＲＰＭＰ管渗漏初期，管道压力和流 量变化较小，在早期预警中难起监测到；在ＲＰＭＰ管 泄漏导致爆管后，管道内压力和流量均出现巨变，能 够判断爆管已经发生，但不能起到预警作用。因此， ＲＰＭＰ管道渗漏连续监测与爆管预警应重点监测渗漏 发展到射流至泄漏这一阶段，从早期泄漏引起的振动 和压力变化人手。 ２基于 一ＯＴＤＲ原理的分布式光纤连续监 测的泄漏定位方法 ＯＴＤＲ技术是光时域反射（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）技术的简称，其通过检测光纤中产生的 后向瑞利散射和菲涅尔反射信号来判断光纤的故障 点，主要应用于光缆的故障、光纤的长度、光纤的损 水利水电技术第４７卷２０１６年第１２期 朱新民，等∥基于分布式振动光纤和压力传感技术的管道爆管预警方法 耗以及光纤接头损耗等检测。在传统０ＴＤＲ技术的基 础上，通过输入超窄线宽的激光光源，增强光波的干 涉效果，入射光在光纤介质内传播过程中发生后向散 射，后向散射光包括了Ｒａｙｌｅｉｇｈ散射光、Ｒａｍａｎ散射 光和Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ散射光等成分。当光纤被扰动时，由于 弹光效应，光纤相应位置的折射率将发生变化，这将 导致该处光相位发生变化，由于干涉作用，相位的变 化将引起后向散射光光强发生变化。通过探测器探测 后向Ｒａｙｌｅｉｇｈ散射光，将西一光时域不同时刻的后向 Ｒａｙｌｅｉｇｈ散射曲线相减来检测这种效应，相减的曲线 上光强发生变化的时间位置即表明导致相位扰动的位 置。基于 一ＯＴＤＲ原理的分布式光纤振动监测原理 如图１所示。 圈亟 噩 激光脉冲信号 Ｅ。 Ｉｕ ［匦匝 ：：：—— ｌ＿——一 —— ——： 图１ 基于 一ＯＴＤＲ原理的分布式光纤振动监测原理 假设在ｔ 时刻，位于另一点Ｅ （距离接收端 ）处的脉冲光边沿Ｂ引起的散射光也在２“时刻传 回接收端，则：２ｎＸ】／ｃ一 ＝２ｎＸ０／ｃ，则Ｘ】＝Ｘ０＋ Ｌ／２且ｔ１＝ｔ０一ｒ／２；式中Ｌ＝ｃ＇ｒ／ｎ。也就是说，２“ 时刻接收端所接收到的信号是空间中Ｌ／２距离内的 所有散射光信号叠加的结果；Ｌ／２就是系统的空间 分辨率。 根据光的波动公式， 位置处返回的光脉冲振动 可以表示为 Ａ ＝Ａ０ｅ ＝Ａｏｅｘｐｆ、 ｉ—￣ｑＴ＾ ｎＸ１， （１） 式中，Ａ。表示光波振幅；Ａ表示真空中光的波长；ｎ 表示光纤折射率。 当光脉冲在理想光纤中（光纤各处折射率为常 数）传播时，返回的信号光强仅为脉冲宽度的函数， 因此，当脉冲宽度恒定时，各处返回的光信号光强应 保持不变。实际情况中，由于光纤的制作工艺，掺杂 比率以及各处光纤扭曲及弯曲情况不尽相同，导致光 纤各处折射率不同。因此，各处光强可能处于干涉增 强或者干涉消隐状态，散射曲线呈现出光强随距离而 变化的锯齿状波形。当外界无振动干扰时，锯齿状波 形应保持稳定。当外界有振动干扰时，会引起相应位 置处光纤折射率的变化，因此探测器接收到的瑞利散 射干涉信号光强将发生变化。通过计算不同时刻瑞利 朱新民，等∥基于分布式振动光纤和压力传感技术的管道爆管预警方法 散射曲线之间的差值（绝对值）即町检测到振动引起 的光强差异，差值ｌｌｌ１线中尖峰所对应的距离即为振动 位置。 爱 测结果 通过对运行『ｌｊ ２ ＩＩ１的ＲＰＭＰ管道模拟泄漏进 ５ Ｏ ４ ５ ４ Ｏ ３ ５ ３ Ｏ ２ ５ ２ Ｏ ● ０ Ｏ ５ 行监测，陔办法能够对发 的危害性泄漏进行预警和 空间定位，－ Ｊ－以预警的最小｝Ｉｌｃ流量为５０ Ｌ／ｓ，夺问定 位精度往ｌ０～２０ ｔｎ。与 化 业采川的 于Ｍａｃｈ— Ｚｅｈｎｄｅｒ光纤＿Ｆ涉仪原胛的振动监测方法和琏于ｓａ． ｇｎａｃ光纤 涉原理的振动 ＩＩＩＬ、ｉ）『Ｙ『￣Ｉ０方法相比， 于 一 ＯＴＤＲ原理的分布式光纤振动监测方法有以Ｆ特点： ５ 现场监测在深圳某供水工程的ＲＰＭＰ管道上腮 歼，监测的管道 度为１ ｋｍ，管径２ １ＴＩ，采用ＤＯＶＳ 分布式光纤振动连续监测系统进行管壁振动的监测， 振动传感光缆采川定制铁氟龙铠装光缆，内含单模 Ｇ．６５２光纤，采Ｈｊ特制环氧粘接剂和聚脲将振动传感 光缆固定在管道内壁上。现场监测叶１通过操作放空 （１）不需要刈‘参考光纤进行 蔽，可以有效降低信噪 比，定位稳定性较高，利于实时预警；（２）小需要埘 振动信号进行频谱分析，数抓处理丁作简 ；（３）可 以将分布式振动光纤粘结 箭道内壁或外壁Ｌ，提供 了安装选择 、 阀模拟爆管泄漏，泄漏过程巾ＤＯＶＳ系统检测到的 随动差值信号在时间域上存在波动，为了减小偶然 性扰动信号的十扰，定义分布式光纤检测到某埘心 位置 处随动差值的历时平均信号强度ＥＡ，按如下 公式计算 ０ △ ，０ △ １ ． １ 城ｆ 地下管网周边环境复杂，监测到的振动信 号较多，ｆｕ１ｆｌＩＩ有效甄别＿『ｌ｝ｆ漏信号，尚前进一步开展 ＥＡ １ ｆ ｆ ｄ￡ｄ ＝ １∑∑Ａ， … 一 【ｌ— ，一ｔ０ （２） 研究。口ｆｊｉ『，建议同步采川准分布式光纤光栅压力 传感系统，通过辅助 力监测数据进行泄漏信号的 确认。 ｛｝辈遥州黎采 ● ● 式巾，Ａ，为△￡时段内 。附近随动差值信号；ＡＬ为光 纤分布长度，一般可以设为空间分辨率的整数倍，没 ＡＬ＝１００ ｍ，以便统计试验中钢管周边所有振动信 号；Ｎ为△ 时段和△，Ｊ分布长度内Ａ，的数据个数。 图２ 示了采集到的原始信号经处理后得到的实 Ｏ ０ ８ Ｏ ６ Ｏ ４ ０ ｒｊ ４ ｒ． ３基于准分布式光纤光栅压力传感系统的爆 管预警方法 光纤光栅传感器是近几年发展起来的新型传感 ４００ ５００ ６０（） ７０（）８０（） 距离／ｍ （ａ）原始曲线 距离／ｍ （ｂ）篾 曲线 ｒ｝ ４ｔ １ Ｊ ｜ Ｉ Ｉ Ｌ １１ ｌ ▲ 山 “ 山ｊ血 ～ ． ＿Ｊ 土 －－－ ～Ｌ 距离／ｌ１１ 距离／Ｉ１１ （ｃ）差值分布累秘曲线 （ｄ）最值时 分布 图２ 基于 一ＯＴＤＲ原理的分布式光纤振动监测结果 水利７Ｋ电技术第４ ７卷２０１６年第１２期 民，等∥基于分布式振动光纤和压力传感技术的管道爆管预警方法 器，以光纤光栅作为传感元件，重量轻，灵敏度高， 反应速度快，自身不带电，可直接部置在水中，并且 可串联构成准分布式光纤传感器，解决了负压波两个 传感器之间的距离，而且由于准分布式传感器上 的各传感器是在同一个系统时钟下工作的，因此不需 要卫星同步时钟。其工作原理如下：布拉格光纤光栅 是采用高强度光学曝光的方法使常规单模光纤芯一小 段长度（约１ ｃｍ）上的折射率按一定的周期（布拉格周 ＳＬＥＤ 光纤光栅１ 光纤光栅３ 光纤 １ｘ２耦合器 图４光纤光栅串联 期）产生永久性改变，当一束宽光谱光射人布拉格光 纤光栅（ＦＢＧ，Ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ）中时，满足布拉格 条件光将被反射，反射波长为 Ａ日＝２ｎ，ｆｆＡ 为光纤光栅的周期。 （３） 当放空阀开启１道缝隙时，管内压力出现突然降 低，但幅度很小，仅１—３ ｋＰａ，由于上游来水补充作 用，管内压降会逐渐恢复，恢复时间短（小于１ ｍｉｎ），管内压波动中低频成分增多；泄漏引起的局 部压降与放空阀的开度有关。当放空阀关闭时，管内 压力突然升高，并振荡逐渐衰减到正常压力波动范 围。这一现象揭示了管道局部发生泄漏时的内压变化 式中，Ａ 为光纤光栅中心波长；ｎｅｆｆ为有效折射率；Ａ 反射波长与布拉格周期有关，而布拉格周期与光 栅所受外界应力有关，通过适当结构设计，是光栅周 引起管壁振动的机理，并可以依据这一现象对泄漏进 行预警。值得注意的是，关阀之后的内压振荡过程是 模拟泄漏试验方法的副产品，并不能用来指导泄漏预 警。 期与外界的压力、应变关联，便可制成光纤光栅应变 传感器，也制成光纤光栅压力传感器（见图３），由于 每个光栅传感器具有不同的布拉格周期，将多个光栅 传感器用一根光纤串联可构成准分布式光纤压力传感 器，通过同时监测每个光栅的布拉格波长即可实现准 分布式压力测量。 根据上述现象，提出一种以半随动平均值为平衡 位置的水压波动分析方法。具体说明如下：（１）设当 前时刻为ｔ。，ｔ。处于［ｔ ，ｔ ＋△ ］时段内，计算［ｔ 一 Ａｔ，ｔ ］时段内的水压平均值ｐ。；考虑到管内压降恢 复时间很短，Ａｔ＝１．０ ｒａｉｎ；（２）根据［ｆ ，ｔ：］时段内 水压实时测值Ｐ 计算△ｐ＝ｐ 一Ｐ。；（３）设定由于泄漏 入射光 ■ ｔ／ ０反射光＼ ．————————— ．Ｉ．ｏ｝— 透射光 ／ Ｌ包层 ‘ 或者其他原因导致压降产生△ｐ的限值 ，统计［ｔ ， 图３光纤布拉格光栅结构示意 ｔ。］时段内△ｐ＜ｒｏ的次数Ｎ ；（４）设定Ⅳｆ的限值 ， 当 ＞ 予以报警。 现场监测采用１６通道ＦＴ８１０—３２光纤光栅解调 这里提出了两个阈值 和 ，其中 相当于持 续时间。然而，这里并不推荐采用 和持续时间△ 仪采集和分析数据，数据采集频次１００ Ｈｚ，水压测 量值的精度０．１ ｋＰａ；采用的光纤光栅水压计标准量 程１ ０００ ｋＰａ，测量精度０．０５％，将多个光栅水压传 感器用１根光纤串联后构成准分 作为阈值。这是因为：一方面，管内压降恢复时间很 短，很难通过试验给出可靠的 的限值；另一方面， 布式光纤水压力传感系统（见图 ４），采用特制环氧粘接剂将光 纤光栅水压计粘接在ＲＰＭＰ管道 内壁上。 ＼ 现场监测中操作放空阀模拟 出 泄漏，通过高频高精度地采集水 压监测数据，能够获取到由于局 部渗漏产生的负压扰动信号（见 图５），通过建立扰动信号和渗 漏量的关系即可用于对管道渗漏 和爆管进行预警。 水利水电技术第４７卷２０１６年第１２期 时刻／时：分 图５开阀泄流至关阀过程中光纤光栅传感器监测的水压波动典型结果 朱新民，等∥基于分布式振动光纤和压力传感技术的管道爆管预警方法 水压振动信号包含多个频率，简单地设定△ 的限值， 实际运用有可能会由于偶然性的过大振动信号引起误 报、漏报。在分析原型观测试验数据的基础上，针对 深圳某供水工程总结出正常运行工况时的预警阈值， 可以检出最小１０ Ｌ／ｓ的泄漏。 通过实验和数据分析，我们发现大型埋地压力输 管道进行泄漏连续监测和泄漏点的定位，起到爆管预 警作用。现场原型监测研究表明，基于 一ＯＴＤＲ原 理的分布式振动光纤监测系统空间定位精度在１０～ ２０ ｉｎ，预警的最小泄流量为５０ Ｌ／ｓ；准分布式光纤光 栅压力传感系统定位精度受限于传感器之间的距离， 可以检出最小１０ Ｌ／ｓ的泄漏。同时采用这两个系统， 水管道内的水流是以一定的低频波动形式流动，当 “爆管”事件发生时，管道内会出现压力的突然降低， 但水流的低频波动行为基本没有改变，利用这一特征 进行爆管探测具有实际得到可行的价值，而且，准分 布式光纤光栅传感器可直接部署在水管内部，通过缩 短两个传感器之间的距离可以提高爆管事件的定位精 度，并且不需要卫星时钟。实际工程运用中，可利用 能够实现定位精度在１Ｏ～２０ ｎｌ，预警的最小泄流量 为１０ Ｌ／ｓ。 参考文献： ［１］ 中国水利水电科学研究院．宝鸡市冯家山水库引水工程管材质 量鉴定及爆管问题原因分析［Ｒ］．北京：中国水利水电科学研 究院，２００６． ［２］ 朱新民，金可礼，冯少孔，等，大型埋地压力输水管道渗漏连 续监测方法与爆管预警系统ＣＮ２０１３１０５４４６１２．２［Ｐ］．发明专 利，２０１４—０２．１９—２０３３—１１－０６． 管线上的排气阀位置安装准分布式光纤光栅传感系 统。 ［３］ 中国水利水电科学研究院．压力输水管道渗漏连续监测技术与 ４结论 爆管预警系统研究项目研究［Ｒ］．北京：中国水利水电科学研 究院，２０１６． 针对国内某调水工程的ＲＰＭＰ管道，开展了压力 输水管道渗漏连续监测技术与爆管预警系统的研究， 采用基于西一ＯＴＤＲ原理的分布式振动光纤监测系统 和准分布式光纤光栅压力传感系统，能够对埋地压力 ［４］ 刘建霞． 一ＯＴＤＲ分布式光纤传感监测技术的研究进展［Ｃ］／／ 第八届全国激光技术与光电子学学术会议论文集，２０１３． （责任编辑郭利娜） （上接第８１页） ［６］ 承芳玮，张燎军，田宏吉，等．锈蚀对弧形钢闸门的强度及动 力特性的影响［Ｊ］．中国农村水利水电，２０１５（１）：１２５－１２８． 度和刚度的要求，可以继续使用，但需要严格控制闸 门继续锈蚀，加强防腐处理。 （２）对于工况２，即闸门在正常蓄水位下开启瞬 ［７］ 余向明，刘晓青．锈蚀对弧形闸门工作性态的影响分析［Ｊ］．水 电能源科学，２００８，２６（５）：１６６－１６８． ［８］ 王超，黄铭．考虑锈蚀性态的弧形闸门有限元分析［Ｊ］．水力发 电，２０１６，４２（４）：７２—７６． 间，同时受到水压力和启门力的作用，受力状况较工 况１不利，各项应力和变形较工况１均有增加，但是 对于放空洞这样的深孔闸门，启门力对结构的变形和 应力影响不大。 （３）对于主纵梁弧形闸门，在圆柱坐标系下对其 进行有限元后处理分析，可以准确和合理地反映弧形 薄壁空间结构的变形特点和应力分布。 参考文献： ［１］ 周建方，李典庆，李朝晖，等．钢闸门结构时变抗力模型及其 可靠度分析［Ｊ］．工程力学，２００３，２０（４）：１０４—１０９． ［９］ 张冬，张燎军，陈超，等．高水头平面钢闸门启闭力数值模拟 研究［Ｊ］．水电能源科学，２０１４，３２（１）：１６８－１７１． ［１０］ ｓＬ ７４—２Ｏ１３，水利水电工程钢闸门设计规范［ｓ］． （责任编辑郭利娜） ［２］ 董现，董功强．水工闸门锈蚀后动力性能研究［Ｊ］．水利水电技 术，２０１２，４３（６）：４＿４—４７． ［３］ 朱方，段克让，曹以南．漫湾弧形闸门三维有限元应力分析［Ｊ］． 水力发电学报，１９９３（４）：２２—３２． ［４］ 李文娟，沈炜良，马兆敏．弧形闸门三维有限元分析［Ｊ］．山东 大学学报（工学版），２００３，３３（３）：２６５－２７０． ［５］ 陈国荣．弹性力学［Ｍ］．南京：河海大学出版社，２００５． ８６ 水利水电技术第４７卷２０１６年第１２期
