[发明专利]一种大型输水建筑物泄漏噪声的水下识别方法

说明书

本发明涉及一种大型输水建筑物泄漏噪声的水下识别方法，其特征在于包括以下步骤：1)对大型输水建筑物发生泄漏时产生的泄漏噪声进行连续采集，得到水声信号；2)采用迭代法对采集的水声信号中进行连续谱提取，得到泄漏噪声的连续谱；3)对提取的泄漏噪声的连续谱的历时和沿程分布模式进行识别分析，并根据识别分析结果对大型输水建筑物的泄漏点进行定位。本发明通过提取水下移动检测数据中的连续谱，以识别泄漏信号，并对实测的泄漏噪声信号的沿程分布结果可以对泄漏源进行定位，定位结果更加准确。本发明可以广泛应用于大型输水建筑物的泄漏噪声检测领域。

技术领域

本发明涉及一种大型输水建筑物泄漏噪声的水下识别方法，属于输水建筑物工程检测领域。

背景技术

大型输水建筑物包括渡槽、倒虹吸、暗涵(渠)、隧洞、大型管道等结构型式，是调水工程的关键节点，其运行安全对于保障供水安全和公共安全具有重要意义。大型输水建筑物在长期运行过程中由于接缝处止水破坏、混凝土开裂等原因产生渗漏，影响结构安全运行，以致引发结构破坏的案例屡见不鲜。因此，对在役大型输水建筑物定期进行渗漏缺陷检测，并择机进行修补加固是十分必要的。

长期以来，对于输水建筑物大多需要定期放空进行服役状态检测。然而，一方面，随着经济的发展，社会对于供水保障率的要求日益提高，用于放空检测的时间越来越短，相邻两次放空检测之间的时间间隔越来越长，充水或者运行状态下检测的需求日益强烈。另一方面，放空条件下对于止水和防水密封的可靠性、裂缝是否发生贯穿等影响渗漏的关键因素的检测和判定难度比较大，充水或者运行状态下反而更易于发现渗漏缺陷。因此，发展充水或者运行状态下的渗漏缺陷检测方法是必然的选择。

电法物探是常见的渗漏缺陷检测方法，常用于水库边坡、堤防等岩土工程。但是大型输水建筑物多为薄壁混凝土结构，应用电法物探对此类结构的渗漏缺陷进行检测的案例较少。大型输水建筑物在运行过程中发生渗漏时，渗漏点附近局部流场会发生改变，通过检测垂直于待测壁面的流速，可以对渗漏点进行定位。杜国平等开发了三维流速矢量声纳测量系统，通过检测分析流场的局部变化，从而对渗漏点进行定位；该方法源于水文地质物探中的测井法，尤其适用于流速微小的渗流检测。结合声纳法、水下机器人高清摄像和喷墨示踪，杨启贵等开发了用于面板堆石坝的视声一体化综合检测方法；应用该方法需要将设备贴近待测面板，因此适用于在渗漏区域大致已知情况下的精细检测，对于长距离输水建筑物的渗漏缺陷普查，效率不高。

与堆石坝面板破损不同，大型输水建筑物的漏损点的面积小得多，渗漏流速却可能大很多，此时也称为泄漏。泄漏不仅会改变局部流场，而且这种局部变化会以波动的形式向四周传播，并在承载水流的结构中激发出应力波。因此，基于声学检测原理可以对泄漏点进行识别和定位。类似的研究工作在油气输送管道、市政供水管道工程中开展较早，取得的成果较多。总体上，现有声学检测方法包括：负压波法、应力波法、瞬变检测法、泄漏噪声检测法。

与油气输送管道、市政供水管道相比，大型输水建筑物结构尺寸和自重要大得多，而输送压力小得多，结构分段之间通常形成柔性防水连接；因此，大型输水建筑物的局部泄漏引起的负压波和应力波的能量较小，传播过程中衰减较快，难以用于检测定位。负压波法、应力波法属于被动声学检测技术，瞬变检测法属于主动声学检测技术，通过控制阀门制造水击压力波，并对经过泄漏点的水压波动进行分析从而识别定位泄漏点。瞬变检测法目前也主要用于中小口径输水管道系统。