调水工程设计方案冰塞风险评估研究

发布时间：2021-03-11 14:33

　　南水北调中线工程是解决我国水资源分配不均的重要调水工程,北方渠段冬季输水时有冰塞等灾害发生。目前调水工程冰塞风险评估存在冰塞风险因子辨识不系统、评估方法存在视角单一和未考虑渠系串联响应等问题,不能对拟建工程进行冰塞风险评估,因此,有必要研究冰塞渠系的串联响应特性,研究有利于调水工程全生命周期冰塞防控的风险评估方法。本研究以渠池为评估单元,定义串联渠系的渠池冰塞综合风险度包含基本风险度和次生风险度,结合渠池设计基本条件与冰塞形成机理,辨识出风险因子层次体系,采用层次分析法和熵权法确定风险因子权重,建立基于工程设计参数的基本风险度评估方法,然后通过分析串联渠系冰塞事件水力响应规律,建立次生风险可能性和后果严重性标准,提出次生风险度计算方法,进而确定渠池的综合风险度,得到综合风险等级,从而形成完整的冰塞风险评估方法,最后以南水北调中线工程为例进行方法应用,并从工程全生命周期角度提出冰塞风险防控建议。研究结果表明:冰塞基本风险中风险因子层次体系包含3个一级风险因子,可分为17个三级风险因子;按照风险因子权重,特殊建筑物为最重要的冰塞风险一级风险因子;气温带、长度、渡槽数量与位置和倒虹吸数量与位... 

【文章来源】：武汉科技大学湖北省

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 冰塞机理研究现状
        1.2.2 渠系运行管理研究现状
        1.2.3 风险评估研究现状
    1.3 研究内容与技术路线
第2章 相关基础理论
    2.1 冰期输水理论
        2.1.1 调水工程概述
        2.1.2 冰期运行管理概述
        2.1.3 冰塞概述
        2.1.4 水力响应模拟
    2.2 风险评估理论
        2.2.1 风险评估概述
        2.2.2 层次分析法
        2.2.3 专家打分法
        2.2.4 熵权法
第3章 串联渠系冰塞-水力响应特性分析
    3.1 渠系冰塞-水力响应模拟模型
        3.1.1 非恒定流模拟
        3.1.2 闸门群调控模拟
    3.2 模拟工况
    3.3 模拟结果与分析
        3.3.1 单渠池冰塞引起的渠系响应
        3.3.2 冰塞体厚度与渠池水力响应关系
        3.3.3 冰塞体范围与渠系水力响应关系
        3.3.4 输水流量对水力响应的影响
第4章 基于串联渠系冰塞-水力响应的冰塞风险评估方法
    4.1 冰塞基本风险评估方法
        4.1.1 风险因子辨识
        4.1.2 风险因子风险度评价标准
        4.1.3 风险因子权重确定
    4.2 冰塞综合风险评估方法
        4.2.1 方法步骤
        4.2.2 相关标准
    4.3 综合风险定级标准
第5章 南水北调中线工程冰塞综合风险评估
    5.1 工程案例背景
    5.2 确定基本风险度
    5.3 确定综合风险度
第6章 调水工程全生命周期冰塞风险防控建议
    6.1 工程设计阶段冰塞风险防控
        6.1.1 加强冰塞风险评估专题研究
        6.1.2 提高工程设计方案优化的针对性
    6.2 工程运行阶段冰塞风险防控
        6.2.1 实施冰塞综合风险定级管理
        6.2.2 完善冬季渠系运行管理制度
        6.2.3 建立冰塞灾害应急管理机制
        6.2.4 采用冰塞防控措施
        6.2.5 引入冰塞灾害保险
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录1 冰塞风险评估体系因子相对重要程度咨询问卷
附录2 攻读硕士学位期间发表的论文
附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]黄河宁蒙段凌汛致灾影响因素及灾害演变特点[J]. 郭立兵,周跃华,田福昌,苑希民,王丽娜.  人民黄河. 2020(02)
[2]南水北调中线干线工程应急管理短板及对策研究[J]. 槐先锋,陈晓璐,于洋.  中国水利. 2019(23)
[3]南水北调中线工程典型冷冬年冰情分析及防控措施[J]. 韦耀国,温世亿,杨金波.  中国水利. 2019(10)
[4]典型长距离调水工程冬季冰凌危害调查及分析[J]. 黄国兵,杨金波,段文刚.  南水北调与水利科技. 2019(01)
[5]基于无量纲性能指标的渠系控制器参数优化[J]. 管光华,钟锞,廖文俊,肖昌诚,苏海旺.  农业工程学报. 2018(07)
[6]河渠冰水力学、冰情观测与预报研究进展[J]. 杨开林.  水利学报. 2018(01)
[7]南水北调东线工程山东段突发事故风险评估[J]. 赵然杭,陈超,李莹芹,王兴菊,彭弢,陈娟.  南水北调与水利科技. 2017(04)
[8]基于模糊评价模型的南水北调中线冰害风险空间分布[J]. 李芬,李昱,李敏,张弛.  南水北调与水利科技. 2017(01)
[9]基于灰信息的黄河冰凌灾害风险评估模型[J]. 罗党,刘敏.  华北水利水电大学学报(自然科学版). 2016(06)
[10]弯槽段冰塞形成临界条件的试验研究[J]. 汪涛,陈胖胖,李淑祎,王军.  南水北调与水利科技. 2016(06)

博士论文
[1]黄河（内蒙古段）河冰生消演变特性及数值模拟研究[D]. 李超.内蒙古农业大学 2015
[2]长距离输水渠系冬季输水过渡过程及控制研究[D]. 刘国强.武汉大学 2013

硕士论文
[1]基于突变理论的凌汛灾害风险评价与灾情评估[D]. 吴岚.内蒙古农业大学 2019
[2]长大渡槽冬季输水期结冰水深预测与温度效应研究[D]. 李文.兰州交通大学 2019
[3]黄河宁蒙河段冰期洪水研究[D]. 王恺祯.合肥工业大学 2018
[4]河流冰塞演变的试验研究[D]. 吴一帆.合肥工业大学 2018
[5]基于灰信息的黄河冰凌灾害风险评估研究[D]. 吴佳林.华北水利水电大学 2017



本文编号：3076617