上游电站蓄控影响下的施工导流风险评估方法研究

发布时间：2019-10-23 20:22

【摘要】：施工导流是贯穿水电工程建设的关键工序,导流系统的防洪风险评估与防洪标准决策是规划设计的核心内容。然而在梯级建设条件下,上游电站的蓄滞、调控作用改变了施工洪水的天然属性,复杂化了导流风险要素及其耦合过程。此外,上游电站通过蓄滞调控参与到下游的施工导流中,使得导流标准的决策环境由下游电站内部延伸至上、下游电站联盟。而这些改变给导流系统的风险管理带来了巨大的挑战,为此本文将综合运用风险分析、系统仿真、Copula函数、多属性群决策、合作博弈、交互协商等理论和方法,系统研究上游电站不同蓄控条件下导流系统风险要素的特性及其耦合机理,探索多属性、多主体、多层次环境下导流方案的协商决策。为梯级建设条件下施工导流风险分析及控制提供新思路和新方法。主要的研究内容如下：(1)首先,针对上游电站完建运行对施工洪水的蓄滞影响,在探索导流风险因素特性及其耦合机理的基础上,基于Copula函数构建洪水的峰、量联合分布；通过上游电站调蓄模块、河道洪水演进模块和分区洪水遭遇模块,推求上游电站蓄滞影响下的施工洪水,进而求解该条件下导流系统的防洪风险。其次,进一步将洪水预报技术引入,并考虑采用上游电站临时预报预泄技术控制下游的施工洪水,在分析预报预泄调控可行性的基础上,通过引入对数正态分布和三角分布分别描述洪水预报误差的不确定性和预泄调度滞时的不确定性,并采用模拟仿真技术将这些风险要素耦合,建立上游电站预报预泄调控下的导流风险分析模型。再次,将上游电站的蓄控影响拓展至施工期同步导流的特殊情况,针对区间河道长、宽、缓的情形,考虑溃堰洪水的影响及其不确定性,建立下游电站的导流风险测度模型。在此基础上,考虑上、下游电站同步导流时的相互制约关系,基于单一开发主体的假设,将串联导流系统视为整体,以整体的经济、安全为目标导向,建立导流标准在相邻电站上的协调配置。(2)针对导流决策主体的多元性和冲突性,在界定冲突群体组成及其偏好的基础上,考虑到实际决策中决策主体间彼此沟通和相互反馈的特性,提出基于Agent协商方法的导流方案交互协调模型。通过自适应迭代算法模拟决策主体间的沟通协商过程,挖掘决策主体最优价值的评价信息,在群体一致性满意条件下实现导流方案的优选。更进一步,针对在上游电站预报预泄调控参与下,导流决策环境从下游电站内部延伸至上、下游电站联盟的情形。基于分层博弈方法,建立导流方案的两阶段协商博弈模型。在计算预泄调控效益的基础上,提出上、下游电站合作调控效益的分摊策略；通过属性权重量化决策者的偏好,基于协商集结理论聚合决策者的偏好,在群体一致性偏好下给出调控方式与导流标准的最优组合。工程案例分别验证了上述模型或方法的可行性和有效性,一方面可为上游电站不同蓄控条件下导流风险的计算及其转移、配置等提供技术支持,另一方面,也可为多属性、多主体、多层次的决策环境下施工导流方案的选择提供方法参考。
【图文】：

逦果逡逑图１．１论文技术路线图逡逑根据图１．１所示的研究思路，论文的主要研究内容分屯个章节展开，分别如逡逑下：逡逑第一章一绪论。阐述了论文研究的背景和目的，综述了上游电站蓄控对流域逡逑水情的影响、施工导流风险分析、群决策中的冲突管理，并提出现有研究中存在逡逑的问题。逡逑第二章一上游电站蓄滞影响下的施工导流风险分析。分析上游电站蓄滞影响逡逑下施工洪水的地区组成，并建立上游电站调蓄模块、河道洪水演进模块和分区洪逡逑水遭遇模块，计算蓄滞影响下的施工洪水；基于Ｃｏｐｕｌａ函数构建洪水的峰、量逡逑联合分布，通过随机模拟技术生成分区洪水，建立上游蓄滞影响下的导流风险测逡逑度模型。逡逑第Ｈ章一上游电站预报调控下的施工导流风险分析。分析上游电站预报预泄逡逑调控的可操作性

游电站的影响更大。逡逑任金明分析了河道型水库引起的水文、水力及泥沙变化对上游电站施工逡逑导截流的影响。张超ｔｉｉｓｉ从串联电站整体的角度出发建立了导流风险的估算模型，逡逑但没有考虑溃眶洪水的影响。另外在梯级电站同步建设环境下，上、下游电站导逡逑流标准的选择会明显受到彼此的影响，如何从两者关联性的角度出发研究导流标逡逑准的配置，是一个需要解答的科学问题。然而目前这方面的研究还十分欠缺。逡逑为此，本文将针对长、宽、缓河道上相邻电站同步建设的情形，分析上游电逡逑站施工围框蓄滞对下游施工洪水的影响，通过考虑溃堪洪水及其不确定性，，建立逡逑施工导流风险的估算模型。在此基础上，基于单一开发主体的假设，将相邻梯级逡逑电站视为整体，从整体优化的角度建立同步建设条件下导流标准的配置模型。逡逑４．２同步建设条件下导流风险测度模型逡逑Ｗ洪水沿河道演进为序，梯级电站同步建设条件下，串联导流系统的空间分逡逑布，如图４．１所示。逡逑
【学位授予单位】：武汉大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV551.1

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本文编号：2552235