長距離輸水渠系冰塞冰壩風險防控機制與技術研究

前言1
1調水工程冰期輸水相關研究進展5
1．1河（渠）冰水力學研究現(xiàn)狀5
1．2渠系自動化控制研究現(xiàn)狀6
1．3調水工程冰期輸水研究現(xiàn)狀7
2南水北調中線干線工程沿線冬季氣溫特征分析8
2．1數(shù)據(jù)與研究方法8
2．2各站點冬季氣溫變化特性分析10
2．2．1各站點冬季氣溫變化趨勢分析10
2．2．2各站點冬季氣溫突變分析11
2．3各站點冬季氣溫寒潮同步性分析12
2．3．1各站點典型年劃分12
2．3．2南北地區(qū)寒潮同步性分析13
2．4各站點冬季連續(xù)低溫天數(shù)趨勢分析14
2．5各站點連續(xù)最低七日氣溫分析16
2．5．1數(shù)據(jù)整理原則16
2．5．2整理結果16
2．5．3趨勢分析19
2．6綜合分析20
3南水北調中線干線工程冰情模擬與調度模型建立與檢驗21
3．1控制方程21
3．2模型求解24
3．3模型參數(shù)率定24
3．3．1水溫模擬參數(shù)率定24
3．3．2平封冰蓋厚度模擬參數(shù)率定28
3．4模型檢驗29
4南水北調中線干線工程冰情模擬與調度模型應用與分析34
4．1工程沿線地區(qū)冬季短期影響分析34
4．1．1短期氣溫影響效果對比34
4．1．2短期氣溫冰情影響規(guī)律預測36
4．2串聯(lián)渠系冰塞-水力響應特性分析51
4．2．1模擬工況51
4．2．2模擬結果與分析51
5調水工程冰塞綜合風險評估模型建立59
5．1冰塞綜合風險評估模型框架59
5．2冰塞基本風險因子辨識60
5．2．1準則A-產冰量過大60
5．2．2準則B-流速過大，流冰下潛61
5．2．3準則C-輸冰能力不足61
5．3風險評估計算準則62
5．3．1基于層次分析法的風險評估準則62
5．3．2基于故障樹原理的風險評估準則62
5．4風險評估定級標準63
5．4．1基本風險相關標準63
5．4．2次生風險相關標準64
5．4．3綜合風險定級標準64
6調水工程冰塞綜合風險評估模型應用66
6．1典型渠池選取原則與運行現(xiàn)狀66
6．1．1典型渠池的選取66
6．1．2典型渠池工程特性與運行現(xiàn)狀 66
6．2專家咨詢67
6．2．1專家組成分析67
6．2．2專家綜合咨詢結果67
6．3咨詢結果特征分析68
6．3．1各風險因子可能性與嚴重性的線性關系68
6．3．2各風險因子標準差偏差百分比分析69
6．3．3專家群體特征對調查結果的影響71
6．4典型渠池冰塞基本風險等級分析72
6．4．1基本風險等級評估結果與分析73
6．4．2基本風險因子層次總排序73
6．5確定綜合風險度74
6．6工程運行管理對策76
6．6．1可控因子篩選76
6．6．2風險降低可能性分析76
6．6．3運行管理制度保障78
7調水工程冰壩風險評估模型建立與應用80
7．1研究對象與研究方法80
7．1．1研究對象80
7．1．2研究方法81
7．2冰壩風險評估體系82
7．2．1冰壩風險因子辨識82
7．2．2冰壩風險故障樹83
7．2．3確定最小割集84
7．2．4底事件結構重要度計算84
7．3冰壩風險模糊評估84
7．3．1確定底事件可能性評判語言模糊集84
7．3．2獲取底事件可能性模糊概率85
7．3．3評判自然語言轉化為模糊函數(shù)85
7．3．4模糊數(shù)轉化為模糊可能性值86
7．3．5FPS轉化為模糊失效概率87
7．3．6冰壩故障樹頂事件概率的計算87
7．4分析討論88
7．4．1主要風險因子分析88
7．4．2降低冰壩風險概率分析88
8調水工程冰塞/壩洪水風險保險應對分析91
8．1三方演化博弈模型91
8．1．1模型假設及參數(shù)設置91
8．1．2演化博弈模型構建91
8．2三方利益均衡最優(yōu)策略92
8．2．1理論求解92
8．2．2最優(yōu)策略確定93
8．3參數(shù)影響仿真分析93
8．3．1保險參數(shù)對穩(wěn)定策略影響93
8．3．2概率參數(shù)對穩(wěn)定策略影響94
8．3．3冰壩洪水風險保險推行建議97
9基于冰塞風險防控的運行方式比選98
9．1基本情況98
9．1．1問題的引出98
9．1．2比選思路與條件99
9．2運行方式水力條件對比99
9．2．1運行方式對封凍形式判定指標影響99
9．2．2運行方式對渠系響應及時性影響100
9．3封凍期運行方式切換分析101
9．3．1穩(wěn)定狀態(tài)對比102
9．3．2水力過程對比102
10總干渠冰期輸水實時調控模式研究104
10．1控制器設計104
10．1．1反饋控制器104
10．1．2尋優(yōu)控制器104
10．2封凍期調度與分析106
10．2．1控制器水力響應特性對比106
10．2．2控制器閘門群調度過程對比111
參考文獻 112