發(fā)布時(shí)間：2020-09-12 07:55

　　 我國幅員遼闊,氣候復(fù)雜,南北氣溫差異較大。為充分利用水資源,緩解局部地區(qū)嚴(yán)重缺水的現(xiàn)狀,投資建設(shè)大批規(guī)模浩大的引調(diào)水工程,如引黃濟(jì)青工程、引灤入津工程、南水北調(diào)中線、東線等工程。明渠作為引調(diào)水工程的重要組成部分,在我國北方嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)因冬季寒冷、氣溫低、枯水期水量少,導(dǎo)致明渠流速和水位減小,輸水能力大大降低、渠道邊坡發(fā)生基土的凍脹破壞,渠道漸變段和渠道斷面變化處易發(fā)生冰塞冰壩,致使水位抬高、渠水漫溢,威脅兩岸人民生命財(cái)產(chǎn)安全等諸多問題,嚴(yán)重影響了明渠結(jié)構(gòu)安全與供水效率。為此,本文針對嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)長距離輸水明渠冬季運(yùn)行安全進(jìn)行分析評價(jià)是非常必要的。本文研究以實(shí)現(xiàn)嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)長距離輸水明渠冬季運(yùn)行安全為目的,在總結(jié)國內(nèi)外引調(diào)水明渠工程的冬季運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、文獻(xiàn)調(diào)研、規(guī)范搜集、實(shí)地調(diào)研、專家咨詢的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)長距離輸水明渠冬季運(yùn)行安全評價(jià)指標(biāo)體系,基于該地區(qū)明渠冬季運(yùn)行的特點(diǎn),結(jié)合非對稱貼近度和物元可拓建立了嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)長距離輸水明渠冬季安全運(yùn)行評價(jià)模型,并以引大入秦工程的明渠為研究對象,收集的工程數(shù)據(jù)為支撐,理論分析為指導(dǎo),模型計(jì)算為依據(jù),結(jié)果復(fù)核為手段,進(jìn)行了實(shí)例驗(yàn)證。本文首先通過總結(jié)工程經(jīng)驗(yàn)和前輩的研究成果,歸納出嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)明渠冬季運(yùn)行安全的主要影響因素,以WSR理論為指導(dǎo),構(gòu)建系統(tǒng)的初始分類評價(jià)指標(biāo)體系,經(jīng)專家研討確定最終的嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)長距離輸水明渠冬季運(yùn)行安全評價(jià)指標(biāo)體系。其次,依據(jù)國家現(xiàn)行的規(guī)范、技術(shù)規(guī)程、相關(guān)專著所劃分的標(biāo)準(zhǔn)值對評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行分等級量化,在缺乏以上標(biāo)準(zhǔn)時(shí),采用專家經(jīng)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)值或者較高水平文獻(xiàn)里的標(biāo)準(zhǔn)值作為參考,并類比《水閘安全鑒定規(guī)定》將嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)長距離輸水明渠冬季運(yùn)行安全等級劃分為I級(安全)、II級(基本安全)、III級(不安全)、IV級(極不安全)。再次,依據(jù)嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)長距離輸水明渠冬季運(yùn)行特點(diǎn),采用改進(jìn)物元可拓評價(jià)模型,以評價(jià)指標(biāo)等級的量化值為基礎(chǔ),建立經(jīng)典物元矩陣和節(jié)域矩陣,計(jì)算待評物元與經(jīng)典域的距離量值,引入改進(jìn)熵權(quán)-G1-博弈論主客觀相結(jié)合的權(quán)重計(jì)算方法,結(jié)合非對稱貼近度計(jì)算待評物元的等級及偏向另一級的程度。最后,以引大入秦工程的總干渠、東一干渠、東二干渠明渠段為例進(jìn)行實(shí)證研究,結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)采用改進(jìn)物元可拓評價(jià)模型進(jìn)行評估,通過計(jì)算最大貼近度得到三者在冬季的運(yùn)行安全均屬II級基本安全,評價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況相符,驗(yàn)證了本文所構(gòu)建模型的科學(xué)性與實(shí)際可操作性。
【學(xué)位單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TV698
【部分圖文】：

1.1 研究背景及意義1.1.1 研究背景我國水資源在空間和時(shí)間上分布呈現(xiàn)出不均衡性，缺水問題已成為制約缺水地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的關(guān)鍵因素[1]。為了提高人民生活水平、保障糧食安全、維護(hù)河流生態(tài)健康和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展，我國投資建設(shè)了大批長距離、大規(guī)模的調(diào)水工程，對水資源進(jìn)行合理規(guī)劃和配置，改善局部地區(qū)嚴(yán)重缺水的現(xiàn)狀。然而，處在我國嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)的引洮工程、引黃濟(jì)青工程、引灤入津工程、引大入秦工程、南水北調(diào)中線總干渠黃河以北段、南水北調(diào)東線總干渠山東段等均存在不同程度的冰情問題，明渠尤為嚴(yán)重，借鑒清華大學(xué)水利工程系針對引調(diào)水工程冬季輸水安全與風(fēng)險(xiǎn)分析研究的專題報(bào)告，總結(jié)嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)冬季明渠輸水過程中因氣溫過低可能會出現(xiàn)的幾類問題[2]：①沿程隨氣溫降低，渠道內(nèi)冰花濃度增大，流速和水深逐漸減小，大大降低了輸水能力；②在總干渠漸變段或渠道斷面變化的地方，易發(fā)生冰塞、冰壩而造成渠堤破壞，兩岸淹沒的險(xiǎn)情；③閘門、泵站、明渠等輸水建筑物可能會因結(jié)冰損壞而影響工作的進(jìn)程；④渠道邊坡易發(fā)生凍破壞脹、凍融破壞、渠水結(jié)冰后靜冰壓力破壞和動冰撞擊破壞等。

1.1 研究背景及意義1.1.1 研究背景我國水資源在空間和時(shí)間上分布呈現(xiàn)出不均衡性，缺水問題已成為制約缺水地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的關(guān)鍵因素[1]。為了提高人民生活水平、保障糧食安全、維護(hù)河流生態(tài)健康和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展，我國投資建設(shè)了大批長距離、大規(guī)模的調(diào)水工程，對水資源進(jìn)行合理規(guī)劃和配置，改善局部地區(qū)嚴(yán)重缺水的現(xiàn)狀。然而，處在我國嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)的引洮工程、引黃濟(jì)青工程、引灤入津工程、引大入秦工程、南水北調(diào)中線總干渠黃河以北段、南水北調(diào)東線總干渠山東段等均存在不同程度的冰情問題，明渠尤為嚴(yán)重，借鑒清華大學(xué)水利工程系針對引調(diào)水工程冬季輸水安全與風(fēng)險(xiǎn)分析研究的專題報(bào)告，總結(jié)嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)冬季明渠輸水過程中因氣溫過低可能會出現(xiàn)的幾類問題[2]：①沿程隨氣溫降低，渠道內(nèi)冰花濃度增大，流速和水深逐漸減小，大大降低了輸水能力；②在總干渠漸變段或渠道斷面變化的地方，易發(fā)生冰塞、冰壩而造成渠堤破壞，兩岸淹沒的險(xiǎn)情；③閘門、泵站、明渠等輸水建筑物可能會因結(jié)冰損壞而影響工作的進(jìn)程；④渠道邊坡易發(fā)生凍破壞脹、凍融破壞、渠水結(jié)冰后靜冰壓力破壞和動冰撞擊破壞等。

- 9-圖 1.1 技術(shù)路線圖1.4 本文創(chuàng)新點(diǎn)針對嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)長距離輸水明渠冬季運(yùn)行安全評價(jià)，本文的創(chuàng)新點(diǎn)主要為以下幾條：（1）根據(jù)嚴(yán)寒及寒冷地區(qū)國內(nèi)外輸水工程冬季冰期輸水運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合國內(nèi)外專家學(xué)者針對影響明渠冬季運(yùn)行安全的熱力學(xué)因素（氣溫、太陽輻射等）、水力學(xué)控制條件（流速、Fr 等）、渠道特征（抗?jié)B性能、渠基土凍脹級別、渠道斷面束窄率等）、

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本文編號：2817376