基于可拓學(xué)的水電工程規(guī)劃階段流域工程地質(zhì)評價

【摘要】：水電工程規(guī)劃階段需要了解相關(guān)的工程地質(zhì)條件,對工程規(guī)劃進行地質(zhì)論證。但是,在西藏?zé)o人區(qū)存在自然環(huán)境惡劣、交通不便等問題,制約了工程地質(zhì)條件調(diào)查的開展,從而對工程規(guī)劃論證造成嚴重的障礙。因此,建立一種適用于此類地區(qū)在規(guī)劃階段的工程地質(zhì)條件調(diào)查和規(guī)劃梯級優(yōu)選的方法,有很重要的工程意義。拉月曲位于雅魯藏布江大拐彎西北部,為雅魯藏布江二級支流,流域半數(shù)以上就是無人區(qū)。其流域面積2835km2,干流平均坡降2.05%,河口多年平均流量為96.5m3/s,水利資源十分豐富。在流域中,初步規(guī)劃洛木曲+東久河水電規(guī)劃開發(fā)方案、拉木曲水電規(guī)劃開發(fā)方案、珍洛瑪曲水電規(guī)劃開發(fā)方案、拉月曲水電規(guī)劃開發(fā)方案及魯朗河水電規(guī)劃開發(fā)方案,共5個方案。其總共規(guī)劃壩址16處,引水線路19條,多為“低壩長引水”方式。但是拉月曲流域工程地質(zhì)評價存在如下問題:(1)流域一半以上地區(qū)為原始森林、自然保護區(qū),常規(guī)的鉆探、現(xiàn)場調(diào)查等手段無法很好的實施。(2)部分河段海拔高,人煙稀少,交通十分不便。(3)因降雨量大、構(gòu)造活躍等原因,地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),自然環(huán)境惡劣。(4)條件艱苦,相關(guān)的研究資料缺乏;植被整體覆蓋好,通視條件差,遙感解譯成果存在偏差。(5)通常的工程地質(zhì)評價多是綜合詳細的調(diào)查結(jié)果定性評價,人為影響大;而定量評價多用在單個工程地質(zhì)因素的評價中。由于以上問題的存在,工程規(guī)劃地質(zhì)論證十分困難。因此,需要探索新手段,進行工程地質(zhì)條件調(diào)查和評價,完成梯級開發(fā)優(yōu)選。首先,采用“資料分析—遙感解譯—現(xiàn)場調(diào)查驗證—室內(nèi)修正”的過程,在充分收集區(qū)域相關(guān)資料基礎(chǔ)上,完成室內(nèi)遙感解譯,并在現(xiàn)場調(diào)查成果指導(dǎo)下進行修正;根據(jù)現(xiàn)場可調(diào)查情況,將研究區(qū)分成詳調(diào)段和踏勘段。分析解譯成果、統(tǒng)計調(diào)查數(shù)據(jù),總結(jié)區(qū)域的工程地質(zhì)特點,針對工程地質(zhì)條件差異,將詳調(diào)段分成5段、踏勘段分成6段。結(jié)合工程布置開展分段定性評價,提取影響大的指標,對規(guī)劃電站的壩址、廠房和引水線路分別建立評價指標體系及分級標準。設(shè)定壩前1km、壩后0.5km、河道兩側(cè)寬1km區(qū)域為壩址重點影響范圍;距離引水線路0.1km,寬0.2km的條帶狀范圍為引水線路重點影響區(qū)域;廠房0.5km范圍內(nèi)區(qū)域為廠房重點影響區(qū)域。使用指標在重點影響區(qū)域的平均值,計算最大關(guān)聯(lián)度,判斷指標的相對重要性,構(gòu)造判斷矩陣,計算指標權(quán)重。壩址和廠址影響指標相同,包括坡度、坡向、高程、降雨、巖性、斷層影響、地災(zāi)密度、溝壑密度、植被指數(shù)和地形濕度指數(shù)10個指標,區(qū)別主要在權(quán)重分配上;引水線路選擇斷層影響、巖性、地災(zāi)密度、坡度和高程5個指標。在詳調(diào)段計算發(fā)現(xiàn),斷層對三者布置的影響均最大。各指標柵格數(shù)據(jù)在Arc GIS中進行必要的預(yù)處理,保證柵格圖層具有相同柵格大小、坐標投影和范圍。指標柵格圖層優(yōu)度評價主要在“柵格計算器”中完成,按照“可拓距—關(guān)聯(lián)度—綜合關(guān)聯(lián)度—優(yōu)度評價”的可拓學(xué)計算順序,分別得到壩址、廠址和引水線路基于評價指標的優(yōu)度評價柵格數(shù)據(jù),其重點影響范圍內(nèi)的優(yōu)度柵格比例即表示相對優(yōu)劣。結(jié)合拉月曲擬規(guī)劃多采用“低壩長引水”的實際情況,同一梯級內(nèi),廠房、壩址和引水線路相對重要性采用0.45:0.3:0.25的比例,對各自的重點影響范圍內(nèi)的優(yōu)度柵格進行加權(quán)求和,最終實現(xiàn)詳調(diào)段梯級排序,完成水電工程規(guī)劃階段開發(fā)順序模型的建立。結(jié)果顯示,八果(高)、八果(低)的壩址工程地質(zhì)條件相對好;拉月、德巫、白木、則巴(長)和東風(fēng)(長)的廠址條件好;德巫、八果(高)、八果(低)、東風(fēng)(長)和東風(fēng)(短)引水線路的條件好;對于梯級,東風(fēng)(長)方案工程地質(zhì)條件最好,仲果方案最差。最后,在Visual Studio 2008平臺上,利用C#語言,集成評價模型,構(gòu)建評價排序系統(tǒng)。通過詳盡的設(shè)計,系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)預(yù)處理、指標提取、數(shù)據(jù)庫操作的數(shù)據(jù)處理模塊、基于層次分析的模型編輯模塊和基于可拓學(xué)的評價運算模塊。采用組件式二次開發(fā)的方式,通過Arc GIS Desktop 10.0提供的Arc GIS Engine developer kit,在系統(tǒng)中集成必要的組件和常用的處理工具;使用sql語句,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫自動建立、數(shù)據(jù)自動增刪、更新、查詢和排序等功能。在拉月曲踏勘段,應(yīng)用該系統(tǒng)對擬規(guī)劃梯級進行排序,檢驗其適用性。結(jié)果顯示,地災(zāi)密度、高程對壩址布置影響最大;植被指數(shù)和坡度對廠址影響最大。牛波、波朗梯級工程地質(zhì)條件較好,而洛木、格東日梯級最差。評價結(jié)果較為理想,與現(xiàn)場調(diào)查和定性評價有一定的吻合性,構(gòu)建的模型和系統(tǒng)可以在其他類似流域水電規(guī)劃階段梯級排序中使用,或可以為類似地區(qū)提供一定的參考。 【關(guān)鍵詞】：拉月曲流域 可拓學(xué) 優(yōu)度評價 梯級開發(fā)排序 工程地質(zhì)評價
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV221.2
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 前言11-20
• 1.1 選題依據(jù)與研究意義11-13
• 1.2 工程概況13-14
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.1 工程地質(zhì)評價方法14
• 1.3.2 定量評價方法14-16
• 1.3.3 研究區(qū)的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 研究內(nèi)容與思路17-20
• 1.4.1 主要研究內(nèi)容17-18
• 1.4.2 技術(shù)路線18-20
• 第2章 研究區(qū)工程地質(zhì)條件20-52
• 2.1 地形地貌20-21
• 2.2 地層巖性21-25
• 2.2.1 巖性解譯標志21-24
• 2.2.2 解譯結(jié)果24-25
• 2.3 地質(zhì)構(gòu)造25-36
• 2.3.1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造概況25-26
• 2.3.2 構(gòu)造解譯標志26-31
• 2.3.3 解譯結(jié)果及分析31-36
• 2.4 不良地質(zhì)現(xiàn)象36-43
• 2.4.1 不良地質(zhì)現(xiàn)象解譯標志36-41
• 2.4.2 解譯結(jié)果及分析41-43
• 2.5 水文地質(zhì)條件43-52
• 第3章 拉月曲流域工程地質(zhì)定性評價52-60
• 3.1 拉月曲流域工程地質(zhì)分段52-53
• 3.2 拉月曲流域工程地質(zhì)分段定性評價53-60
• 3.2.1 詳細調(diào)查段工程地質(zhì)評價54-57
• 3.2.2 踏勘段工程地質(zhì)評價57-60
• 第4章 基于可拓理論的評價模型建立60-81
• 4.1 可拓理論概述60-63
• 4.1.1 基本理論概述60-63
• 4.1.2 評價步驟63
• 4.2 評價指標體系研究63-67
• 4.2.1 指標選取原則63-64
• 4.2.2 評價指標選取與分級64-66
• 4.2.3 評價指標體系建立66-67
• 4.3 可拓物元模型的構(gòu)建67-72
• 4.3.1 可拓綜合評價物元的構(gòu)建67
• 4.3.2 指標權(quán)重計算67-70
• 4.3.3 可拓優(yōu)度計算70-71
• 4.3.4 水電工程規(guī)劃階段開發(fā)順序模型建立71-72
• 4.4 模型在拉月曲詳細調(diào)查段應(yīng)用與驗證72-81
• 第5章 水電工程規(guī)劃階段開發(fā)評價系統(tǒng)81-91
• 5.1 系統(tǒng)開發(fā)目標81
• 5.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及主要功能81-87
• 5.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)81-83
• 5.2.2 系統(tǒng)功能83-87
• 5.3 系統(tǒng)開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)87-90
• 5.3.1 系統(tǒng)開發(fā)方式與開發(fā)平臺87
• 5.3.2 模型算法實現(xiàn)87-90
• 5.4 評價系統(tǒng)優(yōu)缺點分析90-91
• 第6章 評價系統(tǒng)在拉月曲踏勘段的應(yīng)用91-101
• 6.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理91-96
• 6.2 數(shù)據(jù)輸入96-98
• 6.2.1 待評物元確定96-97
• 6.2.2 模型編輯與權(quán)重計算97-98
• 6.2.3 數(shù)據(jù)庫更新98
• 6.3 結(jié)果展示98-101
• 結(jié)論101-103
• 致謝103-104
• 參考文獻104-107
• 攻讀學(xué)位期間取得學(xué)術(shù)成果107

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