長距離輸水工程防洪風(fēng)險(xiǎn)與投資優(yōu)化問題的研究.pdf

1、長距離輸水工程沿途往往要跨越眾多河系，極易受到洪水的沖擊，這就需要對(duì)其綜合水毀風(fēng)險(xiǎn)給出定量的評(píng)估。本文以可靠度理論為基礎(chǔ)，根據(jù)渠道所經(jīng)過的各條河流的水文、地質(zhì)、地形、工程結(jié)構(gòu)的隨機(jī)特征，給出了引水工程交叉建筑物的綜合水毀風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算方法，并以南水北調(diào)中線工程河北省段為例，對(duì)該方法進(jìn)行了應(yīng)用。主要研究內(nèi)容包括： ⑴以可靠度理論為基礎(chǔ)，根據(jù)渠道所經(jīng)過的各條河流的水文、地質(zhì)、地形、工程結(jié)構(gòu)的隨機(jī)特征，給出了引水工程交叉建筑物的綜合水毀風(fēng)險(xiǎn)

2、計(jì)算方法。 ⑵探討了二維Gumbel分布模型，給出了其經(jīng)驗(yàn)頻率和理論頻率的計(jì)算方法，并建立了其聯(lián)合重現(xiàn)期和條件重現(xiàn)期的分布模型。它可以給出不同程度暴雨和徑流遭遇組合的頻率，也可以在一定的降雨量條件下給出不同徑流量的發(fā)生頻率，或一定的徑流量條件下給出不同降雨量的發(fā)生頻率。這對(duì)于解決與風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)的多因素影響下的水文計(jì)算問題是非常有用的。 ⑶現(xiàn)有的水毀風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法只能從水文要素的角度考察單個(gè)交叉建筑物的水毀風(fēng)險(xiǎn)。本文提出通過計(jì)算

3、Ditlevsen界限的方法，將求解n維分布函數(shù)的難題轉(zhuǎn)化為求解二維分布函數(shù)，并據(jù)此給出了串聯(lián)系統(tǒng)引水工程交叉建筑物的綜合水毀風(fēng)險(xiǎn)，解決了多維風(fēng)險(xiǎn)組合計(jì)算的這一難題。 ⑷傳統(tǒng)的水工建筑物防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不是真正意義上的建筑物防洪風(fēng)險(xiǎn)。這是因?yàn)楝F(xiàn)有的洪水頻率計(jì)算方法是以年最大流量進(jìn)行獨(dú)立抽樣。事實(shí)上河流一年內(nèi)的洪水過程有時(shí)不止一次，很多情況下某一年的第二大洪峰流量比另一年的第一大洪峰流量還大。以年最大流量進(jìn)行獨(dú)立抽樣作風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，忽略了

4、年內(nèi)其他的洪水信息。本文基于時(shí)變動(dòng)力可靠度原理，將洪水作為隨機(jī)過程考察，充分利用已有的洪水信息，給出了真正意義上的水工建筑物在設(shè)計(jì)有效期內(nèi)的防洪風(fēng)險(xiǎn)估算模型。 ⑸南水北調(diào)中線工程是長距離串聯(lián)系統(tǒng)，工程的防洪風(fēng)險(xiǎn)較大，投資規(guī)模巨大。如何在結(jié)構(gòu)可靠度與工程造價(jià)這對(duì)矛盾體中尋求最佳組合，往往是工程規(guī)劃關(guān)注的焦點(diǎn)。本文將以可靠度理論為基礎(chǔ)，通過考慮隨機(jī)因素的隨機(jī)特征，建立長距離輸水工程交叉建筑物的綜合可靠度估算方法并通過優(yōu)化算法探討了南