破浪前行，鏖戰洪水 | 測量每朵浪花的力量，為防洪堤保駕護航
一入汛期，便迎來多地的強降雨，導致長江流域多處洪水致災。為了防止和減輕洪水災害，防洪工程必不可少，防洪工程的維護與建設也變得越發緊迫。其中，防洪系統開發的一個重要組成部分，就是需要了解波浪對防洪工程的影響。
2018年夏季，巴西德爾夫特大學土木工程學院流體力學實驗室開展了一個項目，采用 HBM力傳感器 測量波浪對懸垂防洪堤的影響。項目有多個合作伙伴，包括荷蘭科學研究組織（NWO）、Rijkswaterstaat、Witteven+Bos、PT Structural 和Deltares、荷蘭水與底土知識創新研究所等。研究結果將有助于開發并升級的水工建筑物。
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問題：洪水和堤壩決口給全世界造成了相當大的影響和破壞。 -
解決方案：通過收集更多關于海浪沖擊力的信息，幫助研究人員建造更加堅固安全的結構。 -
結果：對物理試驗的原始數據進行處理和分析。研究結果對新防洪工程的建設具有一定的參考意義。
測量波浪對垂直結構的沖擊強度
德阿爾梅達（Ermano de Almeida）目前正在研究波浪對鋼制水防模型的影響，這是其攻讀博士學位的研究課題。研究波浪對防洪工程的影響不僅在理論和實踐上很有趣，并且，管理和控制水資源也將是未來幾十年最重要的挑戰之一。
De Almeida 目前的研究重點是垂直鋼制混凝土水工結構。這種結構廣泛應用于港口、船閘和出水口，包括荷蘭北海沿岸的防洪堤。作為防洪工程，其一般需要與液壓和機械裝置結合使用，在漲潮或風暴潮期間關閉排水口或水道，確保防洪安全。
研究項目的目的是測量波浪對垂直結構的沖擊強度。由于波浪的強度不能向上轉移，這些力對懸垂的垂直結構沖擊特別大，并對懸垂結構施加非常巨大的力，如防洪堤上方的混凝土保護邊緣。另外，金屬板在波浪沖擊下產生的共振和振動也將會對防洪結構和使用壽命產生影響。
De Almeida 說道：“水工建筑物發生故障的情況并不多，但產生的后果會很嚴重。一般來說，事故的發生往往是對荷載特性和結構響應缺乏了解導致的，有時甚至導致結構失效。通過收集更多關于海浪沖擊力的信息，我們能夠更好地開發更為堅固安全的結構，節省時間、材料和成本。甚至可以在研究的基礎上，開發出建造這種防洪系統的新方法。”
荷蘭 Tu Delft 技術大學流體力學實驗室的試驗裝置
安裝在鋁框架和金屬板之間的 U3 力傳感器
帶 U3 力傳感器的測試裝置
水道和力傳感器
這些試驗是在Tu Delft流體力學實驗室進行的。實驗室面積約為5000平方米，有八條水渠可供實驗，可以提供每秒2立方米的水流。德阿爾梅達的實驗是在實驗室最大的水道上進行的，水道長42米，寬80厘米，深1米。在通道的末端，有一個80 x 80 x 100 cm的實心混凝土塊，上面安裝了一塊1 cm厚的鋁板。九個HBM U3力傳感器安裝在鋁框架和金屬板之間，量程為 1千牛。U3力傳感器由不銹鋼制成，不易受溫度影響，因此非常適合于水流試驗裝置。此外，它們具有較高的固有剛度、對側向力不敏感，并可對彎矩進行補償，因此可確保測量結果高度可靠。
傳感器與測量放大器相連，以5000/s 的采樣率記錄波的影響。可從監視器屏幕上實時查看測量數據，了解波浪高度和對結構的影響。實驗裝置非常靈活，可對金屬板高度，懸垂尺寸和力傳感器的位置進行調整。
波浪發生器將在水道中產生一系列規則和不規則波浪。并且該波浪發生器配有有源反射補償裝置抵消返回的波浪，因此不會對測量數據產生影響。懸掛在水中的八個傳感器用于測量海浪的特性。另外還有三個攝像頭同步記錄測試圖像，并和測試結果關聯。
測試結果顯示在屏幕上
荷蘭 Tu Delft 技術大學測試設置
洪水沖擊試驗臺
以 Afsluitdijk 泄洪閘作為參考
整個試驗裝置是以 Afsluitdijk 泄洪閘作為參考進行設計的。在大潮和暴風雨來臨時，Afsluitdijk 堤防下面排水口用鋼閘封閉，波浪突然被阻擋，從而對結構產生巨大的沖擊。這座建筑是80年前設計的，目前正在根據測量結果進行翻新。目前，De Almeida 整致力于將他的研究成果應用到世界各地。
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