基于实时监控的高堆石坝施工进度影响因素研究

高堆石坝施工过程复杂,其施工进度受到诸多因素的影响,难以进行实时控制。本文在对高堆石坝施工进度影响因素全面分析的基础上,提出了基于实时监控的高堆石坝施工进度影响因素实时分析方法。通过运用基于GPS技术的实时监控系统,实时地提取重要的工程信息以及施工参数,并分析其内在规律,将其结果与堆石坝施工系统仿真中的相应参数进行比对,建立多元线性回归模型分析各影响因素与施工进度的相关性,并通过工程实例证明该方法为堆石坝施工进度的实时控制提供了分析手段和科学的决策依据。     

石泉水库主汛期拦蓄洪尾超蓄运用的风险分析

针对水资源匮乏和汛期水库大量弃水的矛盾，提出了有效的解决途径——汛期通过适时拦蓄洪尾超蓄运用的方式来充分利用洪水资源。拦蓄洪尾超蓄运用存在一定的风险，本文就超蓄运用的风险因素进行了识别分析，并从水文频率分析角度提出了计算超蓄风险率的方法；通过对石泉水库不同超蓄水位的风险率进行计算，结合可接受风险率值，得出了该水库拦蓄洪尾超蓄运用的期望水位。     

堆石坝填筑施工过程的管理与控制

本文运用自适应控制理论与方法，通过对高堆石坝施工过程的系统分析，建立了高堆石坝施工过程管理与施工控制模型。运用该模型可较好地对堆石坝施工过程，通过历史进程信息的收集，实行控制与管理，对于保证堆石坝施工按期高质量的完成有十分现实的意义。     

水库汛限水位动态控制方案优选研究

在分析水库汛限水位动态控制影响因素的基础上,建立了汛限水位动态控制方案优选评价指标体系,应用丹麦DHI公司研发的MIKE水力计算软件建立了水库下游洪灾淹没损失评估模型.最后以大连市碧流河水库为例,分析计算了在抬高汛限水位后水库下游城子坦镇的洪灾淹没风险损失,并结合水库防洪风险、年平均发电量、洪水资源利用率及供水保证率可靠度四项指标,采用可变模糊优选模型对讯限水位动态控制方案进行优选计算,进而确定了水库实时调度过程中汛限水位动态控制的满意决策方案.     

水库汛限水位实时动态控制研究及风险分析

基于汛限水位动态控制新理念,利用退水预报计算入库洪水,根据上下游面临时刻的工情、雨情、水情、灾情信息预测洪水预见期内的预蓄预泄能力;依托短期降雨预报,在同时保证大坝与下游防洪不成灾的前提下估算后续起调水位;在此基础上将实时预蓄预泄能力与后续起调水位相耦合,提出汛限水位实时动态控制模型.并对其可能产生风险进行分析.最后以于桥水库为例,对不同初始流量的退水阶段与面临未来24h降雨预报不同量级时的汛限水位动态控制期望值及其风险进行计算,结果表明此模型可在一定风险范围内增加水库汛末蓄水机率,为指导水库实时调度提供理论依据.     

考虑实时施工质量因素的高心墙堆石坝沉降变形分析

现有将高心墙堆石坝沉降分析统计模型分为填筑因素、时效因素与水压因素的研究通常将坝体同一分区视为均质体,缺乏考虑大坝碾压施工质量差异导致填筑体非均质性对沉降变形影响的研究,因此从高心墙堆石坝填筑体受力变形分析出发,分析了考虑实时施工质量因素影响的填筑因素和时效因素,并结合水压因素,建立考虑实时施工质量因素的高心墙堆石坝沉降变形分析模型。针对高心墙堆石坝沉降变形过程的动态性,将该多参数非线性模型与M5’模型树相结合,利用M5’模型树解决全局非线性问题的优势,结合粒子群算法求解多参数问题速度快、收敛快的优点,实现对高心墙堆石坝沉降过程的拟合与预测,并与未考虑实时施工质量因素的传统分析模型以及多元线性回归分析模型进行对比。分析结果表明,考虑实时施工质量因素的高心墙堆石坝沉降变形分析模型的绝对差值与误差平方和均最小,而各模型关联度差异较小,模型综合指标最优。考虑实时施工质量因素的高心墙堆石坝沉降变形分析为客观分析大坝沉降提供了可靠的途径。     

基于改进集对分析方法的高心墙堆石坝填筑工期仿真及风险评价

高心墙堆石坝填筑工期关系到大坝的施工进度与工程投资,传统的蒙特卡洛仿真基于对网络计划活动持续时间构造概率模型并对其抽样,不能反映工期与风险因素的关系,影响了工期仿真与风险评价的客观性与可靠性。本文将改进的集对分析方法应用到高心墙堆石坝填筑施工的工期仿真与风险评价中,充分考虑到活动持续时间的确定性与不确定性以及工期与风险因素的关系,建立了多元联系数表达的施工进度网络计划模型,提出了多元联系数网络计划的蒙特卡洛仿真流程。以澜沧江某水电站心墙堆石坝为例,利用仿真工期分布、完工概率、工序关键度等指标,为大坝填筑工期风险提供了评价指标。与传统的蒙特卡洛仿真方法相比,基于改进集对分析方法的蒙特卡洛仿真,得到的仿真成果更加可靠、更加符合工程实际,为高心墙堆石坝填筑工期的风险评价和风险管理提供了科学依据。     

基于数字监控的高心墙堆石坝施工场内交通仿真研究

高心墙堆石坝施工场内交通运输过程复杂,且影响因素众多,设计阶段进行的施工场内交通仿真难以面向动态的施工过程。本文提出了基于数字监控的高心墙堆石坝施工场内交通仿真理论,建立了相应的仿真模型,依据基于GPS技术的高心墙堆石坝填筑施工过程数字监控系统提供的高精度实时施工信息,通过数理统计法,获取更加贴近实际施工过程的仿真参数及影响因素指标,并根据实际的施工进程模拟下一阶段的场内交通状态。通过工程应用实例表明,所提出的理论和方法较传统仿真更为先进,为工程施工场内交通运输过程的分析与控制提供有效的技术支持。     

考虑风电出力不确定性与半绝对离差风险的机组组合模型

在风电-火电系统中,若机组组合策略不当,风电出力的不确定性会引起电力系统的实际运行成本严重偏离期望成本,称之为决策风险.为了降低潜在的决策风险,运用情景生成与情景削减的方法表征风电出力的不确定性,并采用半绝对离差(lower semi-absolute deviation,LSAD)来衡量决策风险,即仅考虑实际运行成本高于期望成本的情形,提出了考虑风电出力不确定性与决策风险的机组组合模型,模型以最小化各个情景的半绝对离差风险期望值为优化目标(decision risk minimization,DRM).算例对比了不考虑决策风险的机组组合模型与考虑决策风险的机组组合模型,计算结果表明DRM模型能够降低潜在的决策风险.最小化运行成本期望将会增大决策风险,而最小化决策风险会导致运行成本期望的增加,计算结果表明DRM模型能够较好地处理风电出力的不确定性带来的运行成本期望与决策风险之间的矛盾关系,为决策者在不确定条件下进行决策提供新的思路.     

计及输电元件实时运行态势的电网运行风险决策

在电网优化调度与控制决策过程中,其运行的经济性与可靠性往往存在着不一致。为统筹二者之间的关系,构建了计及输电元件实时运行态势的电网运行风险决策模型。该模型从风险的角度,以电网期望运行净收益最大化为目标,以机组出力、电网节点失负荷量为决策量,在满足所有预想事故发生前后状态对应约束集下实现模型求解。该模型将电网运行风险评估理论与电网运行决策进行融合,丰富和发展了电网运行风险决策理论。通过算例分析验证,论证了所提模型的合理性和有效性。     

考虑提前蓄水的高坝后期导流风险效益分析

后期导流过程中采用提前下闸蓄水方式,可获得更多发电收益。然而这一措施会在汛期增加大坝施工期漫顶风险,并加大满足蓄水要求的赶工成本,使导流方案决策更为复杂。本文以高坝施工期安全度汛为研究对象,考虑水文、水力不确定性,模拟不同初期蓄水下闸方案的导流风险率;针对不同下闸时机和蓄水保证率,计算蓄水历时、提前蓄水的发电增量和发电效益;综合后期导流风险概率、发电效益和下闸蓄水赶工成本要素,建立后期导流方案多目标决策模型,寻求提前下闸蓄水时机。通过雅砻江流域某在建大型高坝工程实例分析表明,该方法能综合评价提前下闸蓄水方案的经济性和风险情况,在此基础上寻求理想下闸时机。研究为高坝后期导流施工决策提供了理论和实践依据。     

考虑动态洪水预见期的水库运行水位动态控制

为了在合理评估防洪风险的条件下提高洪水资源利用率,以潘口水库为算例,首先考虑为下游水库预留的防洪库容具有重叠使用的空间,对其汛期运行水位值进行了优化;其次利用预报预泄法建立模型,推求汛期运行水位动态控制域的上限值;最后重点考虑洪水预见期的动态变化,求解基于风险分析的动态控制域。计算得出,水库汛期运行水位可由原来的347.60 m提高至350.50 m,考虑洪水预见期的变动区间为[3, 6] h,以0.5 h为间隔,最终求得的汛期运行水位动态控制域为[350.50, 351.40] m,相应的发电效益可以分别提高0.19亿kW?h至0.25亿kW?h。结果表明,在综合考虑防洪安全与兴利蓄水的条件下,依据所提出的方案对潘口水库进行汛期运行水位动态控制是合理可行的。     

基于LM算法的神经网络模型预测爆破块度

爆破是土石坝料开采环节中最常用的方法之一。爆破块度不仅影响开采料的挖装效率,而且对坝体压实质量有很大影响,因此,通过调整爆破设计参数以控制开采料的粒度分布,是爆破实时控制的重要措施之一。在分析爆破参数对于块度影响基础上,针对传统爆破预测模型存在的不足,提出了一种基于双隐含层LM算法的神经网络模型预测爆破块度尺寸的方法。通过工程爆破试验实例,验证了该神经网络模型及计算方法的可行性及实用性,并用于指导工程需要。     

基于实时监控的沥青混凝土心墙坝坝面碾压施工仿真研究

目前沥青混凝土心墙坝坝面碾压施工仿真主要考虑碾压机械的工作效率,没有将实际的施工数据融入到仿真模型中,从而降低了仿真的可靠性。针对此问题,本文将碾压过程实时监控引入仿真模型,基于实时监控技术的碾压施工数据,通过数理统计方法,获得贴近实际施工的仿真参数;同时,结合离散事件仿真方法,建立沥青混凝土心墙碾压施工过程的精细化仿真模型;最后,通过Monte Carlo方法计算得到填筑单元的碾压历时和区段初碾合格率。以西南某在建沥青混凝土心墙坝工程为实例进行仿真计算分析,通过置信度检验方法对仿真模型进行验证,并通过局部灵敏度分析的方法对仿真参数进行灵敏度分析,为现场坝面碾压施工的指导和工程进度的控制管理提供技术支持。     

超高心墙堆石坝大型振动台模型试验及数值模拟

我国西南强震区兴建高坝抗震问题非常突出。振动台模型试验是研究土石坝动力反应和震害机理、验证动力计算方法的有效手段。论文以300m级的双江口超高心墙堆石坝为依托,介绍了大型振动台模型试验,并利用等效线性模型对模型坝进行了数值计算。通过对试验值和计算值的比较,验证了等效线性模型能较好的模拟坝体的动力反应。两种方法均反映出坝体最危险位置在下游坝坡0.75～0.85H处,且空库比满库的地震反应明显偏大。但是,有限元难以准确模拟松散边坡的表面放大效应,可能导致计算结果偏小;且等效线性方法属于非线性粘弹性模型,不能反映先期振动和坝体破坏过程。     

四口河系平原水库防洪与水资源调控模拟

根据四口河系部分河道洪季过流枯季断流的特点和洪枯水调控要求,提出了基于干湿河床交替和大中小水转换的平原水库调控模式,并将其嵌入四口河网水沙模型中,形成四口河系洪枯水调控模型。以大湖口河建平原水库洪季行洪枯季蓄水的调度过程为例,模拟计算结果表明,模型对四口河系部分河道洪季过流枯季断流及闸坝洪枯水调度模式处理合适,洪枯水调度模式衔接转换合理,得到了不同典型洪水下大湖口河平原水库增蓄水量0.63～0.79亿m3,较好地改善了枯季河道两岸用水状况。     

基于非一致性水文序列的水库极限防洪风险复核分析

随着气候变化、人类活动影响的加剧,水文序列一致性条件遭到破坏。本文选择下垫面变化剧烈的西大洋水库控制流域为研究区域,采用水文变异诊断系统,分析其年最大洪峰流量序列的变化趋势及变异点,确定序列变异形式;根据非一致性水文序列频率分析方法,分别得到过去条件下、现在条件下的洪峰流量序列以及相应频率的设计值;以西大洋水库校核洪水位为极限防洪风险控制指标,采用频率分析法,分别计算出过去条件下极限防洪风险率为0.00769%,现在条件下极限风险率为0.00508%。显然,无论是过去还是现在条件下,复核后的西大洋水库的极限防洪风险率均小于现有的万年一遇校核标准(0.01%),计算结果可以为西大洋水库实行动态汛限水位控制,充分利用汛期洪水资源,提高水库的综合效益等方面提供理论指导。     

基于多态和模糊事件的土石坝溃决风险评估

根据映射关系,将风险分析故障树(FT)模型转化成贝叶斯网络(BN)模型,并基于专家群体判断和模糊理论提出了具有多态性和模糊性基本事件的土石坝溃决贝叶斯网络风险概率计算方法,提升了体系风险计算方法的应用深度与广度。土石坝算例分析表明,采用本文方法可以得到溃坝事件的联合概率分布以及体系中各级事件的后验概率分布,并基于后验概率对具有多态与模糊性的基本事件进行重要度排序,以利于土石坝溃决风险评估与决策。本文方法对于工程失事风险分析方面的研究具有通用性,可为多层次、多因素、多状态复杂工程风险分析理论与方法研究提供借鉴和参考。