【摘要】：大型跨流域調(diào)水工程是解決我國水資源時(shí)空分布不均勻問題的重要途徑之一,為我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展帶來了巨大的效益。然而,調(diào)水工程中,輸水隧洞工程具有埋深大、距離長的特點(diǎn),且涉及技術(shù)種類多、建設(shè)周期長、參與單位多,各項(xiàng)可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)事故貫穿于輸水隧洞全生命周期。本文基于事故場景分析,針對輸水隧洞全生命周期中包含大量未知性、隨機(jī)性及模糊性信息的問題,建立基于優(yōu)化求解算法和不確定性理論的風(fēng)險(xiǎn)評估度量方法,研究合理可行的風(fēng)險(xiǎn)建模分析與評價(jià)方法。主要研究內(nèi)容和取得的成果如下:針對輸水隧洞進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識別。對輸水隧洞施工期、運(yùn)行期各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)事件及地質(zhì)構(gòu)造、水文等影響因素進(jìn)行辨識和累積效應(yīng)分析,確定事故場景類型、來源及影響因素,搭建調(diào)水工程輸水隧洞風(fēng)險(xiǎn)分析基本框架體系。針對不良地質(zhì)現(xiàn)象,提出了基于馬爾可夫原理的事故場景頻率分析方法。以工程區(qū)地應(yīng)力場、圍巖力學(xué)性質(zhì)、圍巖等級及富水性作為馬爾可夫模型輸入項(xiàng),引入增強(qiáng)學(xué)習(xí)更新估值函數(shù)從而預(yù)測隧洞沿線遭遇不良地質(zhì)條件進(jìn)而發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)事故的可能。研究表明:基于馬爾可夫方法的事故場景頻率分析模型能夠準(zhǔn)確描述各不良地質(zhì)現(xiàn)象可能引發(fā)的施工事故,解決了傳統(tǒng)分析方法難以對已知地質(zhì)信息進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)量化的問題�；跀�(shù)值模擬與可靠度理論,開展了輸水隧洞事故場景風(fēng)險(xiǎn)量化分析。利用FLAC3D有限差分軟件,對隧洞開挖、支護(hù)施工進(jìn)行模擬,對不同橫斷面型式下的洞壁監(jiān)測點(diǎn)位移變化規(guī)律、襯砌受力特點(diǎn)及地震作用下隧洞動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了分析;在數(shù)值模擬成果的基礎(chǔ)上,利用核密度估計(jì)對功能函數(shù)值進(jìn)行一維直接積分,計(jì)算輸水隧洞在不同工況下的失效概率�；诎踩珫排c操作風(fēng)險(xiǎn)分析方法和蒙特卡羅模擬,提出了兼容多個(gè)事故場景的輸水隧洞風(fēng)險(xiǎn)綜合評價(jià)體系。針對巖爆、圍巖失穩(wěn)、涌水突泥、襯砌結(jié)構(gòu)病害及滲漏五個(gè)事故場景進(jìn)行失事概率計(jì)算及比較評價(jià);研究表明:以隨機(jī)分布來描述各事故場景的發(fā)生率及影響程度能夠更準(zhǔn)確地描述工程中風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)際影響及可接受程度。通過敏感性分析,得出風(fēng)險(xiǎn)影響因子影響排序,為風(fēng)險(xiǎn)決策提供參考。針對各事故場景,提出了合理的風(fēng)險(xiǎn)防范與減緩措施。上述方法在風(fēng)險(xiǎn)量化及綜合評價(jià)上取得了良好的效果。本文提出的風(fēng)險(xiǎn)評估模型為輸水隧洞風(fēng)險(xiǎn)分析提供了新方法,為進(jìn)一步確保輸水隧洞安全施工及運(yùn)行起到了推動(dòng)作用,可為類似工程風(fēng)險(xiǎn)管理提供決策依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TV554
【圖文】：

我國自古以來即為水利大國，興修了不可勝數(shù)以開發(fā)水利，減除水害為目的的水利工程。其中，調(diào)水工程最為矚目：公元前486年修建了引長入淮的邗河工程；公元前256年修建的了引岷江水入成都平原的都江堰工程，始于春秋完成于隋朝的京杭大運(yùn)河等[1]。隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，水資源短缺問題日益嚴(yán)峻，長距離跨流域調(diào)水工程是解決我國水資源時(shí)空分布不均勻的有效途徑之一，也是促進(jìn)南北方國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水資源綜合利用相平衡的重要舉措。近年來，我國陸續(xù)興修了 20 余項(xiàng)大型跨流域調(diào)水工程，如山東省引黃濟(jì)青、江蘇省江水北調(diào)、河北省引黃入衛(wèi)、天津省引灤入津、甘肅省引大入秦、山西省引黃入晉、吉林省引松入長、遼寧省引碧入連、陜西省引漢濟(jì)渭工程等。這一系列跨流域調(diào)水工程為受水區(qū)提供了穩(wěn)定可靠的水源，在供水、發(fā)電、防洪、灌溉及旅游等方面發(fā)揮了重要作用，從規(guī)模、布局、技術(shù)上均帶來了巨大的社會(huì)效益，有力地支撐了中國社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)[2]，世界范圍內(nèi)，已有 40 多個(gè)國家和地區(qū)在建或已建超過 350 余項(xiàng)的調(diào)水工程，年調(diào)水規(guī)模超 5000x108m3，相當(dāng)于半條長江。世界著名的調(diào)水工程有：美國加州北水南調(diào)工程、以色列北水南調(diào)工程、澳大利亞雪山工程、埃及西水東調(diào)工程等。世界各地的大型流域中都有著或大或小的調(diào)水工程，見圖 1-1。

技術(shù)路線圖

2 輸水隧洞風(fēng)險(xiǎn)識別及事故場景頻率分析不良地質(zhì)條件進(jìn)而發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)事件的可能。本文采用一階同質(zhì)馬爾可夫模型對輸水隧洞事故場景進(jìn)行頻率分析，具有如下假（1）無后效性：工程在時(shí)刻 t 的狀態(tài)僅與時(shí)刻 t-t’所處狀態(tài)相關(guān)；（2）齊次性：狀態(tài)轉(zhuǎn)移速率矩陣與時(shí)間無關(guān)。.3 工程實(shí)例引漢濟(jì)渭工程地跨長江、黃河兩大流域，調(diào)水區(qū)位于陜西省陜南地區(qū)，受水區(qū)位西省關(guān)中地區(qū)，屬陜西省境內(nèi)一項(xiàng)由黃金峽水利樞紐、三河口水利樞紐和秦嶺輸水（分為黃三段、越嶺段）組成的大型跨流域調(diào)水工程，其平面布置圖見圖 2-2。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 羅倩鈺;胡德秀;;調(diào)水工程輸水隧洞風(fēng)險(xiǎn)分析及其應(yīng)用[J];山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2018年01期

2 劉寧;張春生;褚衛(wèi)江;倪紹虎;;深埋隧洞巖爆風(fēng)險(xiǎn)尺寸效應(yīng)問題探討[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2017年10期

3 張妍s

本文編號：2745626