本文選題：梯級(jí)水庫(kù)群系統(tǒng)　切入點(diǎn)：風(fēng)險(xiǎn)傳遞　出處：《大連理工大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：隨著大江大河的規(guī)模化梯級(jí)開(kāi)發(fā),流域梯級(jí)水庫(kù)群系統(tǒng)的安全問(wèn)題逐漸成為水利水電工程安全方面關(guān)注的新熱點(diǎn)。由于庫(kù)群系統(tǒng)受到地震、暴雨洪水等自然風(fēng)險(xiǎn)和規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行等人為風(fēng)險(xiǎn)及上游水庫(kù)破壞與潰決等工程風(fēng)險(xiǎn)的綜合影響,較之單體水庫(kù),其風(fēng)險(xiǎn)源更為復(fù)雜,破壞所影響范圍和程度也更大。然而,當(dāng)前階段要全面認(rèn)知各種可能風(fēng)險(xiǎn)因素及其破壞模式并合理分析其對(duì)梯級(jí)安全影響的程度大小是不現(xiàn)實(shí)的,為此,本研究結(jié)合我國(guó)水電基地的分布特征及其所在流域復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境,選取大渡河流域上游為研究對(duì)象,從水電站樞紐的安全角度發(fā)出,重點(diǎn)分析極端事件下研究區(qū)梯級(jí)水庫(kù)群的漫壩失事風(fēng)險(xiǎn),剖析庫(kù)群系統(tǒng)各元間風(fēng)險(xiǎn)傳遞關(guān)系和累積效應(yīng),建立基于概率分析基礎(chǔ)之上的定量化梯級(jí)水庫(kù)群風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法,識(shí)別出梯級(jí)水庫(kù)群中的薄弱環(huán)節(jié),并進(jìn)一步針對(duì)系統(tǒng)中重點(diǎn)單元開(kāi)展應(yīng)急處置研究。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下：1)綜合考慮大渡河干流近期開(kāi)發(fā)目標(biāo)及流域地質(zhì)環(huán)境和工程經(jīng)濟(jì)因素,引入Bureau方法評(píng)估流域歷史最高地震和斷裂帶活動(dòng)性?xún)煞N情景下研究區(qū)各水庫(kù)的地震危險(xiǎn)性,并進(jìn)一步采用DB-IWHR模型對(duì)重點(diǎn)水庫(kù)單元潰壩洪水過(guò)程進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：(1)該流域歷史最高地震背景下各水庫(kù)單元的地震危險(xiǎn)性不高,均處于中等危險(xiǎn)等級(jí),符合大壩震害實(shí)情,而多斷層活動(dòng)背景下雙江口水庫(kù)TRF達(dá)到高危險(xiǎn)性等級(jí)、下?tīng)栠人畮?kù)處于中等或高危險(xiǎn)性等級(jí),兩座水庫(kù)安全需予以高度重視；(2)從參數(shù)和系數(shù)的取值分析角度出發(fā), D B-IWHR模型輸入數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單、概念清晰,更符合水力自然規(guī)律,其模擬結(jié)果合理,可較好的反映強(qiáng)震作用下水庫(kù)的潰決特性。2)將上游潰壩洪水的作用考慮到水庫(kù)漫壩失事風(fēng)險(xiǎn)分析中,在具體評(píng)估水庫(kù)承擔(dān)的失事風(fēng)險(xiǎn)率時(shí),基于現(xiàn)有的模糊風(fēng)險(xiǎn)分析模型嘗試采用直角梯形模糊數(shù)描述水庫(kù)漫壩失事的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo),結(jié)合α-截集技術(shù)將模糊集合轉(zhuǎn)化為經(jīng)典集合,提出基于直角梯形模糊數(shù)的水庫(kù)漫壩失事風(fēng)險(xiǎn)分析模型。以雙江口水庫(kù)為例進(jìn)行研究,結(jié)果表明：(1)該模型能考慮多種不確定性因素影響的漫壩失事風(fēng)險(xiǎn)的可能狀況,思路更接近于實(shí)際情況,其計(jì)算結(jié)果可為有關(guān)部門(mén)決策提供更多參考信息；(2)就研究對(duì)象而言,盡管考慮上游潰壩洪水時(shí)較高起調(diào)水位方案對(duì)應(yīng)的漫壩失事模糊風(fēng)險(xiǎn)率均不同程度超出最大可接受風(fēng)險(xiǎn),但只要做好預(yù)警工作并及時(shí)預(yù)泄水庫(kù)蓄水就可以降低外部原因引起的漫壩失事風(fēng)險(xiǎn)保障水庫(kù)安全運(yùn)行。3)基于水庫(kù)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)對(duì)下游安全無(wú)影響的假設(shè),在分析風(fēng)險(xiǎn)傳播及演化過(guò)程的基礎(chǔ)上,應(yīng)用系統(tǒng)工程理論自上而下逐級(jí)分析各單元間安全狀態(tài)的映射關(guān)系,給出了梯級(jí)建設(shè)環(huán)境下水庫(kù)單元聯(lián)合風(fēng)險(xiǎn)的解析表達(dá)式,結(jié)合可靠性理論構(gòu)建庫(kù)群整體漫壩模糊失效分析模型。以雙江口水庫(kù)及其上游3座水庫(kù)為例進(jìn)行分析研究,結(jié)果表明：(1)該模型能考慮單級(jí)、梯級(jí)水庫(kù)運(yùn)行引發(fā)的各類(lèi)型風(fēng)險(xiǎn)的相互耦合與疊加關(guān)系,深層次反映多種不確定因素綜合影響的流域庫(kù)群系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的客觀實(shí)際情況,其計(jì)算結(jié)果可為有關(guān)部門(mén)決策提供更多參考信息；(2)目標(biāo)梯級(jí)各單元危險(xiǎn)程度依次為卜寺溝達(dá)維巴拉雙江口,其中達(dá)維、卜寺溝兩座水庫(kù)各起調(diào)水位方案對(duì)應(yīng)的聯(lián)合風(fēng)險(xiǎn)率區(qū)間上、下限均超出其最大可接受風(fēng)險(xiǎn)難以滿(mǎn)足目標(biāo)情景下的防洪要求,為梯級(jí)中的薄弱環(huán)節(jié)。4)以下?tīng)栠�、雙江口兩座梯級(jí)水庫(kù)為背景,充分考慮不同的狀態(tài)或不同險(xiǎn)源之間的可能組合的影響,建立基于特大洪水、特大地震、工程故障的應(yīng)急調(diào)度情景,結(jié)合梯級(jí)各水庫(kù)單元的調(diào)節(jié)能力和上下游防洪要求,制定應(yīng)對(duì)不同應(yīng)急情景的梯級(jí)聯(lián)合應(yīng)急調(diào)度模式,并構(gòu)建水庫(kù)聯(lián)合應(yīng)急調(diào)度交互式模擬系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同調(diào)度模式的應(yīng)用效應(yīng)及其對(duì)下游河道和堤防破壞作用的分析。結(jié)果表明：下?tīng)栠人畮?kù)出現(xiàn)險(xiǎn)情而雙江口正常運(yùn)行、雙江口出現(xiàn)險(xiǎn)情而下?tīng)栠日＿\(yùn)行兩種情景的應(yīng)急模式對(duì)應(yīng)的下?tīng)栠取㈦p江口兩座水庫(kù)的漫壩失事的可能性較小,可保證水庫(kù)防洪安全及洪水資源的有效利用,但其對(duì)下游河道堤防將造成一定的沖刷破壞；而下?tīng)栠人畮?kù)發(fā)生潰決的情景時(shí),下游雙江口水庫(kù)處境嚴(yán)峻,將難以防護(hù),在進(jìn)行潰壩應(yīng)急調(diào)度時(shí),下-雙區(qū)間洪水重現(xiàn)期越大,雙江口水庫(kù)確保自身安全所需的預(yù)泄時(shí)間越長(zhǎng),其抵御潰壩洪水的能力越弱,對(duì)下游河道漫灘的破壞力越大。5)引入事例推理(Case-Based Reasoning,簡(jiǎn)稱(chēng)CBR)技術(shù)建立基于事例推理的水庫(kù)應(yīng)急知識(shí)管理系統(tǒng)框架,充分融入相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜抑R(shí)、經(jīng)驗(yàn)及歷史上已發(fā)生的水庫(kù)災(zāi)害應(yīng)急案例,采用關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)知識(shí)數(shù)據(jù)源構(gòu)造、事例庫(kù)分類(lèi)及預(yù)處理,以特征值的形式描述不同時(shí)段災(zāi)情和水庫(kù)狀態(tài),實(shí)現(xiàn)對(duì)紛繁復(fù)雜的各類(lèi)突發(fā)事件的抽象和概化,確保不同階段災(zāi)害應(yīng)急方案的動(dòng)態(tài)調(diào)整,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合實(shí)際災(zāi)情特征和應(yīng)急任務(wù),通過(guò)開(kāi)展對(duì)災(zāi)害事例的檢索、修訂與學(xué)習(xí)等工作進(jìn)一步完善、充實(shí)事例庫(kù),提高事例與災(zāi)害水庫(kù)應(yīng)急處置方案間的自適應(yīng)選擇能力,提出應(yīng)對(duì)當(dāng)前災(zāi)情的解決思路和方法,提高應(yīng)急管理與應(yīng)急救援效率。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TV697.1

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本文編號(hào)：1677604