本章介紹應用上述各章的原理，建立龍羊峽大壩的安全分析專家係統。龍羊峽水庫尚屬蓄水階段，已經曆的最高水位為2577.59米，尚未達到設計工況的荷載，工程又尚未竣工驗收和定期檢查。因此，主要應用“實時分析”係統根據第二章至第五章的有關原理，對龍羊峽大壩的安全狀況進行分析和評價，對運行中的疑點進行物理成因分析。本章主要介紹下列內容：龍羊峽水電站的工程和安全概況、信息分析係統、評判和推理知識的收集和管理、龍羊峽大壩的安全分析等。
第一節工程和安全概況
一、工程概況
龍羊峽水電站位於黃河幹流上，是綜合治理黃河的龍頭水庫，壩址以上集水麵積為131420&012，是以發電為主，兼顧防洪、灌溉等綜合效益的大型工程。
水電站樞紐由混凝土重力拱壩、左右岸混凝土重力壩副壩、泄水建築物、引水建築物和水電站主副廠房等組成。擋水前沿總長1226米，其重力拱壩主壩長396米，最大壩高底寬80米。水庫校核洪水位、正常高水位、汛前限製水位和死水位分別為2607米、2600米、2594米、253米，總庫容247億立方米，總裝機1280MW，年發電量5142億kW·h，係陝甘青寧電網的主力電站。
該工程從1980年開工以來，在各個方麵的共同努力下，於1986年10月下閘蓄水，從1987年三季度第一台機組並網發電以來，其它三台機組也相繼發電，為國民經濟建設作出了巨大貢獻。
二、工程地質的關鍵問題
1.工程地質
壩區除右岸副壩南端壩段外，其它建築物建基於花崗閃花岩，岩性堅硬，但構造發育，這些對龍羊峽大壩的兩岸壩肩的穩定、壓縮和剪切變形以及防滲等產生不利影響。
2.關鍵問題
由於上述複雜的地質構造，經有關單位的大量分析研究，龍羊峽大壩的關鍵問題有如下5個。
3.工程處理措施
針對上述關鍵問題，西北勘測設計院在設計時，采用了一係列工程措施。主要概括為：
（1）在主要滑裂麵設置混凝土抗剪硐室，提高抗滑穩定安全度。
（2）對產生集中變形的斷裂處，設置網格式混凝土置換銅塞和傳力銅塞，以提高整體性，減少集中變形量。
（3）在泄洪衝坑處進行混凝土護坡防護。
（4）在庫區滑坡加強監測和分析。
三、監測係統
為了監測龍羊峽工程的安全運行，掌握施工期、蓄水期和運行期工況，防範報警和預報，檢查設計與施工的合理性，為科學研究提供資料等目標，龍羊峽工程設有變形、滲流、應力應變、水力學和地震等監測儀器和設備。共計有4000點件，其中大壩2000多點件，泄水建築物及下遊防護工程1000點件，主廠房600點件，近壩庫岸滑坡湧浪150點件，水庫誘發地震100點件。由於工程尚未竣工驗收，有一部分尚未安裝或投入監測，與此同時，有些監測設備，特別是內部監測儀器失效的不少。目前監測大壩的運行狀態主要是變形監測係統。
1.變形監測係統
（1）壩區變形控製網
1）平麵控製網
由野花崗等7個基點構成的壩區平麵控製網。
2）水準網
由3個水準基點和3個工作基點組成，全長12千米的壩區沉陷觀測的精密水準網。並與下遊地形變水準網及上遊近壩庫岸精密水準支線相連。
（2）大壩及壩肩變形監測
1）在大壩及壩肩控製部位，共設10條垂線。
2）在大壩的2463米、2530米和2600米高程設置拱圈弧長觀測。
3）在大壩上、下遊設置3條穀幅觀測，其中上遊1條，下遊2條。
4）在2463米、2530米和2600米高程和各壩段，觀測大壩及基礎的沉陷，並在2463米高程的縱向廓道內設一條長460米的連通管。
（3）近壩庫區滑坡監測
主要進行大地測量、遙測和巡視監測。
（4）其它部位的變形監測
表麵采用斷裂位移圖形測量法和短基線精密量距法觀測表麵位移，在深部設多點變位計和岩石變位計。
2.應力應變觀測
（1）在拱冠、左右1/4拱、拱座（3梁4拱）設置應力應變觀測。
（2）在基礎處理部位設置應力應變觀測。
3.滲流監測係統
（1）揚壓力觀測
在壩基及廠基設5條縱向剖麵；在右副、右重、左重1及主壩4個橫剖麵設橫向觀測斷麵。
（2）繞壩滲流觀測
在左、右岸壩肩設41個地下水位觀測孔。
（3）滲流量觀測
設計有量水堰左右岸的2463米、2497米、2530米高程三層排水廊道的滲漏量。
（4）主壩壩體滲壓觀測
在主壩9壩段壩踵、201.5米，2479米高程處設置滲壓計。
4.水位、溫度觀測
在大壩的上、下遊設置水位計，觀測上、下遊水位。
氣溫觀測設置氣象站，觀測氣溫。
5.混凝土及基岩溫度觀測
在應力應變觀測處設置混凝土溫度計，並在基岩設置溫度計等。
6.地震觀測
在水庫周邊設置10個遙測地震台，並在主壩拱冠、1/4拱梁、擋碴牆的4、7壩段設置強震拾震器。
7.水力學觀測
在壩坎設置空蝕度、摻氣度、流速及脈動壓力的觀測。在防衝牆設置衝刷下切深度的觀測。在中孔、深孔、底孔的有壓段和弧形工作閘門設置負壓和閘門工況的監測。
第二節信息分析係統
為了主要實施“以事實為依據，以各類規範和專家知識為準繩”的分析評判準則，資料的收集、管理和分析是首要任務。本節著重介紹針對龍羊峽工程有關數據庫的收集和管理、方法庫調用等方麵進行信息管理和分析。
一、資料的收集和管理
由於隻有一座水電站大壩，為此采用數據庫組織管理和存放龍羊峽工程的資料和數據，支撐整個分析的所有信息。按信息的來源及其“實時分析”中的流程和要求，大致分兩個層次：原始數據庫和生成數據庫。
1.原始數據庫
根據第五章第一節定義1的數據分類原則，對工程和安全概況，監測係統采集和整編數據，設計、施工和運行資料等進行分類，建立原始數據庫。其中觀測數據整編按文獻，對觀測資料進行粗差和係統誤差的識別等預處理，然後進行資料的整編。
此外，為方便管理將變動很少的數據信息，如強度和穩定分析的簡圖和有限元網格圖的節點信息、力學參數、計算工況等數據也列入原始數據庫內。
這些資料和數據取材於龍羊峽工程技術設計書、竣工驗收報告、施工報告、運行報告、水文和地質資料，監測係統的采集和整編的數據以及日常巡視等。
2.生成數據庫
根據第五章第一節定義2的原則，生成數據庫主要包括：
（1）根據建模因子和反分析要求，進行轉換演算而成的生成數據庫。
（2）存放監測量的特征值、模型因子的回歸係數、預報模型和監控指標等。
（3）結構分析所得計算成果，主要包括有限元分析的應力和位移計算成果。
（4）存放參數反演值、強度和穩定分析成果等。
二、方法庫的調用
在生成數據庫中，有些數據需要經過分析計算。在龍羊峽大壩安全分析過程中，主要調用了方法庫中的下列幾個部分。
1.結構分析近壩區結構
（1）有限元分析
利用圖庫自動生成三維有限元網格，此圖共計有巧23個單元，2614個節點。共計算了44組工況，用方法庫中的結構有限元分析軟件計算了各組工況的位移和應力，並經後處理程序，由圖庫顯示和打印。