一种串联输水渠系冰塞风险评估方法技术

本发明专利技术公开了一种串联输水渠系冰塞风险评估方法，首先，建立信息库、专家库、风险等级标准库以及渠系冰塞影响与控制模型；接着基于建立的信息库，采用层次分析法进行风险因子辨识，接下来选取典型评估渠池，采用层次分析法得到典型渠池冰塞的基本风险度；接着采用层次分析得到其余渠池冰塞基本风险度；然后得到某个渠池冰塞事件对其上游相邻渠池的水力响应后果等级；再得到风险事件发生渠池其上游相邻渠池的风险度修正值；最后，利用风险事件发生渠池其上游相邻渠池的风险度修正值对单渠池的基本风险度进行修正，并查询风险等级标准表，确定串联渠系各渠池的最终风险度。本发明专利技术实现了对串联输水渠系冰塞风险的准确评估。

A risk assessment method of ice jam in a series canal system

The invention discloses a risk assessment method for ice jam in a series water conveyance channel system. First, an information base, an expert base, a risk level standard base and an ice jam influence and control model of the channel system are established; then, based on the established information base, the risk factors are identified by the AHP method, and then the typical assessment channel pool is selected, and the basic risk of ice jam in the typical channel pool is obtained by the AHP method Degree; then the basic risk degree of ice jam in other channels and ponds is obtained by AHP; then the consequence grade of hydraulic response of a certain channel and pond ice jam event to its upstream adjacent channel and pond is obtained; then the risk degree correction value of the upstream adjacent channel and pond where the risk event occurs is obtained; finally, the basic risk degree correction value of the upstream adjacent channel and pond where the risk event occurs is used to the single channel and pond The final risk degree of each channel pool in the series canal system is determined by revising the degree and querying the risk level standard table. The invention realizes the accurate evaluation of the risk of ice jam in the series water conveyance canal system.

【技术实现步骤摘要】
一种串联输水渠系冰塞风险评估方法
本专利技术涉及数据挖掘
，具体涉及一种串联输水渠系冰塞风险评估方法。
技术介绍
水资源量是限制区域社会经济和谐发展的重要因素，而调水工程是解决水资源空间分布不均的重要途径，如南水北调中线工程向河南、河北、北京和天津输水，以缓解沿线区域水资源紧张态势。但南水北调中线工程总干渠安阳以北段，每年面临不同程度的冰情，若工程输水流量较大，面临渠道流速/傅汝德数超过冰花下潜临界值，容易因下潜冰花卡堵而形成冰塞，一般输水流量越大，冰塞风险越大，而中线工程受水区对水量的需求量大且紧迫，尤其是受水区冬季降水量非常小，需要外来水资源缓解地下水超采等造成的不利影响，因此而造成了南水北调中线工程冬季面临输水安全与用户需水量间的供需矛盾。同时，相关文献显示，南水北调中线工程全线通水运行4年来，每年均有不同范围和程度的冰情发生，其中2015-2016年冬季单曲池冰塞体长度范围最大达7.1km、厚度约2.0m，对渠系的运行安全构成了一定威胁。本申请专利技术人在实施本专利技术的过程中，发现现有技术的方法，至少存在如下技术问题：现有技术中还没有一种方法对串联输水渠系冰塞风险进行评估或者预测。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种串联输水渠系冰塞风险评估方法，用以解决或者至少部分解决现有的方法无法对串联输水渠系冰塞风险进行准确评估的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种串联输水渠系冰塞风险评估方法，包括：步骤S1：建立信息库、专家库、风险等级标准库以及渠系冰塞影响与控制模型；S2：基于建立的信息库，采用层次分析法进行风险因子辨识，构建风险评估指标体系；S3：选取典型评估渠池，基于专家库对典型渠池冰塞风险因子的发生可能性和造成后果严重性进行评分，基于评分结果，进一步采用层次分析法得到典型渠池冰塞的基本风险度；S4：建立典型渠池中各风险因子风险度与渠系其余渠池相应风险因子风险度的换算关系，采用层次分析得到其余渠池冰塞基本风险度；S5：根据专家库，建立冰塞体特征与其水力响应后果影响等级判定标准，并以渠池冰塞基本风险度对应的冰塞体特征输入渠系冰塞影响与控制模型，得到该渠池冰塞事件对其上游相邻渠池的水力响应后果等级；S6：根据渠池冰塞事件对其上游相邻渠池的水力响应后果等级，查询风险等级标准库，得到风险事件发生渠池其上游相邻渠池的风险度修正值；S7：利用风险事件发生渠池其上游相邻渠池的风险度修正值对单渠池的基本风险度进行修正，并查询风险等级标准表，确定串联渠系各渠池的最终风险度。在一种实施方式中，步骤S1中的信息库包括工程设计资料、气象条件、调水工程串联渠系特性和历史冰情信息。在一种实施方式中，步骤S2具体包括：基于信息库中的调水工程串联渠系特性和历史冰情信息，采用层次分析法辨识出冰塞风险因子，并构建风险评估指标体系。在一种实施方式中，步骤S3中，基于评分结果，进一步采用层次分析法得到典型渠池冰塞的基本风险度，具体包括：步骤S3.1：分析评分结果中的有效评分，获得典型渠池各风险因子风险度值；步骤S3.2：将获得的典型渠池各风险因子风险度值进行两两对比，求解得到典型渠池各风险因子权重；步骤S3.3：采用层次分析法，将各风险因子按权重大小进行加权平均，得到典型渠池准则层风险度；步骤S3.4：将准则层风险度进行归一化得到各准则权重，加权平均得到典型渠池目标层风险度。在一种实施方式中，步骤S4具体包括：步骤S4.1：建立典型渠池中各风险因子的特征值与渠系其余渠池相应因子特征值的数量对应关系；步骤S4.2：根据建立的对应关系，通过线性比例缩放的方法，将典型渠池各风险因子致灾可能性和后果严重性的风险度评分值换算成其余渠池对应的专家评分值与其余渠池间的换算关系；步骤S4.3：根据换算关系利用层次分析法得到渠系其余渠池冰塞基本风险度。本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：本专利技术提供的一种串联输水渠系冰塞风险评估方法，首先，建立信息库、专家库、风险等级标准库以及渠系冰塞影响与控制模型；然后，基于建立的信息库，采用层次分析法进行风险因子辨识，构建风险评估指标体系；接着，选取典型评估渠池，基于专家库对典型渠池冰塞风险因子的发生可能性和造成后果严重性进行评分，基于评分结果，进一步采用层次分析法得到典型渠池冰塞的基本风险度；接下来，建立典型渠池中各风险因子风险度与渠系其余渠池相应风险因子风险度的换算关系，采用层次分析得到其余渠池冰塞基本风险度；然后，根据专家库，建立冰塞体特征与其水力响应后果影响等级判定标准，并以渠池冰塞基本风险度对应的冰塞体特征输入渠系冰塞影响与控制模型，得到该渠池冰塞事件对其上游相邻渠池的水力响应后果等级，再通过查询风险等级标准库，得到风险事件发生渠池其上游相邻渠池的风险度修正值，最后，利用风险事件发生渠池其上游相邻渠池的风险度修正值对单渠池的基本风险度进行修正，并查询风险等级标准表，确定串联渠系各渠池的最终风险度。由于本专利技术通过预先构建信息库、专家库、风险等级标准库以及渠系冰塞影响与控制模型，首先进行风险因子辨识，构建风险评估指标体系，并选取典型评估渠池，基于专家库进行评分，进一步得到典型渠池冰塞的基本风险度，接着得到除选择打分的典型渠池外的其余渠池基本风险度，再对冰塞影响与控制数值模拟模型进行过程模拟，得到全部渠池的风险度修正值，最后根据风险度修正值得到串联渠系各渠池的最终风险度，通过本专利技术的方法，根据构建的库模型和控制模型，构建风险评估指标体系，并利用风险度修正值对得到的基本风险度值进行修改正，可以针对调水工程冰塞特性，对串联渠系冰塞风险进行准确评估。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的一种串联输水渠系冰塞风险评估方法的流程示意图；图2为本专利技术提供的串联输水渠系冰塞风险评估方法的基本框架图；图3为本专利技术提供的一种串联渠系冰塞风险评估方法的详细流程图；图4为本专利技术提供的一种串联渠系冰塞风险评估方法的风险因子辨识的示意图；图5为本专利技术提供的一种串联渠系冰塞风险评估方法的案例渠池风险因子风险度示意图；图6是本专利技术提供的一种串联渠系冰塞风险评估方法的案例渠池下游水位偏差；图7是本专利技术提供的一种串联渠系冰塞风险评估方法的案例渠池上游水位偏差。具体实施方式本专利技术的目的在于针对现有技术的方法无法对串联输水渠系冰塞风险进行准确评估的技术问题，提出一种串联输水渠系冰塞风险评估方法，从而达到对串联渠系冰塞风险进行准确评估的技术效果。为使本专利技术实施例的目的、技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种串联输水渠系冰塞风险评估方法，其特征在于，包括：/n步骤S1：建立信息库、专家库、风险等级标准库以及渠系冰塞影响与控制模型；/nS2：基于建立的信息库，采用层次分析法进行风险因子辨识，构建风险评估指标体系；/nS3：选取典型评估渠池，基于专家库对典型渠池冰塞风险因子的发生可能性和造成后果严重性进行评分，基于评分结果，进一步采用层次分析法得到典型渠池冰塞的基本风险度；/nS4：建立典型渠池中各风险因子风险度与渠系其余渠池相应风险因子风险度的换算关系，采用层次分析得到其余渠池冰塞基本风险度；/nS5：根据专家库，建立冰塞体特征与其水力响应后果影响等级判定标准，并以渠池冰塞基本风险度对应的冰塞体特征输入渠系冰塞影响与控制模型，得到该渠池冰塞事件对其上游相邻渠池的水力响应后果等级；/nS6：根据渠池冰塞事件对其上游相邻渠池的水力响应后果等级，查询风险等级标准库，得到风险事件发生渠池其上游相邻渠池的风险度修正值；/nS7：利用风险事件发生渠池其上游相邻渠池的风险度修正值对单渠池的基本风险度进行修正，并查询风险等级标准表，确定串联渠系各渠池的最终风险度。/n

【技术特征摘要】
1.一种串联输水渠系冰塞风险评估方法，其特征在于，包括：
步骤S1：建立信息库、专家库、风险等级标准库以及渠系冰塞影响与控制模型；
S2：基于建立的信息库，采用层次分析法进行风险因子辨识，构建风险评估指标体系；
S3：选取典型评估渠池，基于专家库对典型渠池冰塞风险因子的发生可能性和造成后果严重性进行评分，基于评分结果，进一步采用层次分析法得到典型渠池冰塞的基本风险度；
S4：建立典型渠池中各风险因子风险度与渠系其余渠池相应风险因子风险度的换算关系，采用层次分析得到其余渠池冰塞基本风险度；
S5：根据专家库，建立冰塞体特征与其水力响应后果影响等级判定标准，并以渠池冰塞基本风险度对应的冰塞体特征输入渠系冰塞影响与控制模型，得到该渠池冰塞事件对其上游相邻渠池的水力响应后果等级；
S6：根据渠池冰塞事件对其上游相邻渠池的水力响应后果等级，查询风险等级标准库，得到风险事件发生渠池其上游相邻渠池的风险度修正值；
S7：利用风险事件发生渠池其上游相邻渠池的风险度修正值对单渠池的基本风险度进行修正，并查询风险等级标准表，确定串联渠系各渠池的最终风险度。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中的信息库包括工程设计资料、气象条件、调水工程串联渠系特性和历史冰情信息。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘孟凯，杨佳，范秋怡，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42