南水北调中线工程总干渠冰塞风险评估研究

发布时间：2021-06-24 11:34

　　南水北调中线工程是世界上规模最大的长距离调水工程,具有距离长且跨流域、跨温度带的特性,造成地处暖温带的新乡以北渠道每年均有不同程度的冰情发生,而冰塞作为河渠冬季灾害可能会诱发冰塞洪水,造成严重后果。因此,冰塞灾害防治是南水北调中线工程冬季输水运行的一项重点工作,而调水工程冰塞风险评估在整体把控渠系风险程度、风险空间分布、风险防控重点等方面具有明显优势,可为制定科学完备的冬季运行管理方案提供支撑,实现工程冬季输水效益和安全的提高。本文首先基于南水北调中线工程总干渠工程特性和冰塞形成机理,辨识出冰塞风险影响因子层次结构,建立层次分析法和故障树原理的冰塞风险评估准则;然后以渠池为评估单元,由从事设计、科研和高校教师等背景的多位行业专家对典型渠池风险因子致灾可能性和相应后果严重性进行评分,进而得到典型渠池冰塞基本风险等级;进一步考虑工程南北跨度造成的沿线气温特性,提出以长距离冷冬空间同步性为指标对渠道冰塞基本风险值的修正方法,得到渠池冰塞综合风险等级;再进一步通过建立代表性典型渠池与渠系其他渠池之间的风险因子评分缩放原则,实现对包含多个渠池的调水渠系的冰塞风险综合评估;最后基于上述分析结果,提... 

【文章来源】：武汉科技大学湖北省

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 选题背景与意义
        1.1.1 选题背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究历史及现状
        1.2.2 国内研究历史及现状
    1.3 论文研究内容及章节安排
第2章 相关理论基础
    2.1 冰塞形成机理
    2.2 渠系冰情原型现象
        2.2.1 流冰
        2.2.2 封冻
        2.2.3 冰盖下输水
        2.2.4 融冰
    2.3 风险评估理论基础
        2.3.1 风险评估理论概述
        2.3.2 风险评估方法
            2.3.1.1 层次分析法
            2.3.2.2 故障树原理
    2.4 气温特征研究方法
        2.4.1 Mann-Kendall分析
        2.4.2 R/S分析
        2.4.3 Morlet小波分析
        2.4.4 气温典型年划分依据
第3章 工程沿线冬季气温特征分析
    3.1 冬季气温变化趋势分析
    3.2 冬季气温突变分析
    3.3 冬季气温周期分析
    3.4 连续低温天数趋势分析
    3.5 冬季气温典型年分析
        3.5.1 单站典型年特征分析
        3.5.2 典型年空间同步性
第4章 调水工程冰塞风险评估模型
    4.1 冰塞风险评估模型框架
    4.2 风险因子辨识
        4.2.1 准则A-产冰量过大
        4.2.2 准则B-流速过大,流冰下潜
            4.2.2.1 子准测B1-运行调度因素
            4.2.2.2 子准则B2-建筑物特点
            4.2.2.3 子准则B3-事故
        4.2.3 准则C-输冰能力不足
    4.3 风险评估计算准则
        4.3.1 基于层次分析法的风险评估准则
        4.3.2 基于故障树原理的风险评估准则
    4.4 风险评估定级标准
        4.4.1 冰塞可能性评价标准与等级
        4.4.2 冰塞后果严重性评价标准与等级
        4.4.3 冰塞风险评价标准与等级
第5章 典型渠池冰塞风险综合评估
    5.1 典型渠池选取原则与运行现状
        5.1.1 典型渠池的选取
        5.1.2 典型渠池工程特性与运行现状
    5.2 专家咨询
        5.2.1 专家组成分析
        5.2.2 专家综合咨询结果
    5.3 咨询结果特征分析
        5.3.1 各风险因子可能性与严重性的线性关系
        5.3.2 各风险因子标准差偏差百分比分析
        5.3.3 专家群体特征对调查结果的影响
    5.4 典型渠池冰塞基本风险等级分析
        5.4.1 基本风险等级评估结果与分析
        5.4.2 基本风险因子层次总排序
    5.5 典型渠池冰塞综合风险等级分析
        5.5.1 基于冷冬空间同步的综合风险确定方法
            5.5.1.1 修正风险指标及标准
            5.5.1.2 综合风险度计算方法
        5.5.2 典型渠池冰塞综合风险等级分析
第6章 渠系冰塞综合风险评估
    6.1 渠系基本情况
    6.2 参数分类与缩放
    6.3 风险等级评价与分析
第7章 冰塞风险防控对策
    7.1 工程运行管理对策
        7.1.1 可控因子筛选
        7.1.2 风险降低可能性分析
        7.1.3 运行管理制度保障
    7.2 工程措施对策
        7.2.1 在建工程
        7.2.2 已建工程
    7.3 风险规避对策
第8章 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
附录3 调水工程冰塞风险评估咨询表


【参考文献】：
期刊论文
[1]巴音布鲁克近58a气候变化特征分析[J]. 刘濛濛,隆永兰.  干旱区地理. 2019(04)
[2]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)
[3]基于组合权重云模型的调水工程洪水资源利用风险评价[J]. 李宛谕,黄显峰,阎玮,方国华,刘展志.  南水北调与水利科技. 2018(05)
[4]西江干流径流年际及年内变化趋势分析[J]. 陈立华,刘为福,冷刚,王焰.  南水北调与水利科技. 2018(04)
[5]南水北调中线干渠冰期拦冰索水力控制条件研究[J]. 穆祥鹏,陈文学,刘爽,钟慧荣,张学寰.  中国水利水电科学研究院学报. 2018(02)
[6]基于故障树和层次分析法的地铁施工风险评价——以隧道竖井基坑围护结构失稳为例[J]. 魏丹.  安全与环境工程. 2018(01)
[7]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)
[8]黄河凌情及2017-2018年度防御措施[J]. 魏军,刘晓岩,张兴红.  中国防汛抗旱. 2017(06)
[9]基于温度梯度特性的河道冰厚判别算法研究[J]. 郝彦升,邓霄,崔丽琴,秦建敏,张丽,申小强,石元.  人民黄河. 2017(10)
[10]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)

博士论文
[1]冰塞形成机理与冰盖下速度场和冰粒两相流模拟分析[D]. 王军.合肥工业大学 2007

硕士论文
[1]长距离输水工程的冰期冰盖模拟[D]. 郭维维.天津大学 2012



本文编号：3247018