内河水域取水工程船撞概率研究

论文摘要

随着内河沿岸地区经济的发展、南水北调工程开工建设和西部大开发工程的进一步推进,各种类型的内河取水工程不断投入建设,跨流域、跨省际调水、农业用水、城市生活供水及工业用水、环保用水相应增加,内河水域取水工程的建设步伐正在逐步加快。失控船舶一直是造成水上交通安全的一个重大危险源。由失控船舶所造成的重大水上交通事故,在水上交通事故总数中占有很大的比例。其中也不乏对取水口的安全构成威胁的水上交通安全事故。内河水域取水工程一旦受到失控船舶的碰撞危险,将会给取水工程造成相当巨大的经济损失。因此,对于内河水域取水工程船撞风险进行研究将变得日益重要。虽然,目前国内外关于船撞桥方面的研究已经相当成熟,其研究方法和措施也可以为取水工程安全评估和防船撞设计提供参考,但是综合考虑,桥梁和取水工程还是存在着诸多方面的区别。首先,桥梁作为跨河江建筑物,难以避免的会占用航道,而取水工程一般设置在岸边,不会占用航道；其次,船舶过桥还受桥梁的净空高度与宽度的影响,船舶除了会与桥墩碰撞外,也可能与桥梁上部结构发生碰撞,而船舶与取水工程的碰撞除了水面上的建筑外,还可能与取水工程的水下结构物发生碰撞；最后,桥区水域与取水工程前沿水域的水流条件也有所不同。此外,从航道方面来说,针对取水工程的研究提供了取水工程在施工期间和营运期间对航道的影响,根据这些影响有针对性的采取相关措施,将其影响程度降到最低的范围内,从而确保船舶的航行安全；从取水口的建设者方面来说,通过对取水工程的相关研究可以优化取水口的选址和建设的方案,能够将取水工程对航道的影响降到最低,同时也可以将航行船舶对取水工程的影响降到最低。本文通过运用船舶失控漂移模型,在充分地考虑了风、流、偏航角对船舶失控漂移的影响的前提下,建立了内河水域失控船舶撞击取水工程的一般概率模型,通过该模型能够计算出内河船舶在航道内失控后碰撞取水工程的撞击概率,撞击力的大小等。最后,以江西彭泽核电取水工程为实例,运用上述模型,通过对不同船型不同工况下的危险区域进行叠加处理,并根据该河段船舶交通流量和水上交通事故统计结果,得出了每种船型的年撞击概率和最大撞击力,从而为该取水工程的防船撞设计提供了一种参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 论文研究目的、意义
• 1.3 国内外相关研究现状及发展水平
• 1.3.1 拉森（IABSE）模型
• 1.3.2 AASHTO指南模型
• 1.3.3 欧洲规范模型
• 1.3.4 昆兹模型
• 1.3.5 黄平明的模型
• 1.3.6 戴彤宇模型
• 1.4 存在的问题
• 1.5 本文采取的模型
• 1.6 论文研究的主要内容
• 第2章 取水工程概述与船撞风险分析
• 2.1 取水工程的类型
• 2.2 取水工程选址的相关规范和标准要求
• 2.3 取水工程对船舶通航环境的影响
• 2.3.1 取水工程对水流的影响
• 2.3.2 取水工程对航道水深的影响
• 2.3.3 取水工程对航道冲於变化趋势的影响
• 2.4 过往船舶应与取水工程保持的安全距离
• 2.5 取水工程船撞风险分析
• 2.5.1 特殊环境下船舶误操作可能撞击工程的情况
• 2.5.2 特殊环境误操作船撞可能性分析
• 2.5.3 船舶失控后可能撞击工程的情况
• 第3章 失控船舶撞击取水工程概率模型
• 3.1 失控漂移模型
• 3.1.1 模型的研究工况
• 3.1.2 失控漂移模型介绍
• 3.2 求取冲时T的零船速的确定
• 3.3 冲时与冲期总漂移量的确定
• 3.4 失控危险区域的概念及边界点的坐标求取
• 3.5 失控船舶撞击取水工程的概率计算模型
• 3.6 失控船舶撞击取水工程的撞击力计算模型
• 第4章 编程实现
• 4.1 工具选择
• 4.2 编程路线
• 4.3 具体实施
• 4.3.1 环境窗体的创建
• 4.3.2 计算窗体的创建
• 4.3.3 绘图窗体的创建
• 4.3.4 M函数介绍
• 第5章 实例分析
• 5.1 实例介绍
• 5.1.1 江西彭泽核电一期工程项目简介
• 5.1.2 该工程的研究工况
• 5.1.3 工程水域水上交通事故调查与分析
• 5.1.4 工程水域船舶交通流量观测与分析
• 5.2 相应失控危险区域的面积求取
• 5.3 失控船舶撞击概率和最大撞击力的求取
• 5.4 年失控船舶撞击概率
• 5.5 实例分析结论与建议
• 5.5.1 实例分析结论
• 5.5.2 防撞措施与建议
• 第6章 论文研究结论与展望
• 6.1 研究结论
• 6.1.1 主要研究成果
• 6.1.2 创新点
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 附图