溃坝洪水避洪转移动态路径优化方法 |
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引用本文: | 杨德玮,张文东,盛金保,彭雪辉.溃坝洪水避洪转移动态路径优化方法[J].水利水运工程学报,2023(2):43-52. |
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作者姓名: | 杨德玮 张文东 盛金保 彭雪辉 |
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作者单位: | 1. 南京水利科学研究院;2. 福州大学土木工程学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金资助项目(51909174);;中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助项目(Y722003,Y722007); |
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摘 要: | 现阶段水库大坝安全管理应急预案中避洪转移路径划分采用时间短、距离近等原则,通常为静态路径,无法伴随溃坝洪水演进过程动态化。通过BREACH-MIKE21耦合模型进行溃坝洪水演进模拟,获取溃坝洪水淹没信息,接入路网模型构建环境情景模型。采用蚁群算法优化避洪转移路径,利用增加回溯算法、引入最大最小蚁群系统、改进启发式函数等手段改进算法,提升路径寻优能力和收敛速度;通过逐帧解析洪水淹没要素,将溃坝洪水信息融入算法中,最终得到最优避洪转移路径。仿真试验表明:(1)在同一淹没情景下,改进蚁群算法比基本蚁群算法平均运行时间增长1.6‰,准确率提高32%,收敛次数平均减少10.13次,收敛速度更快、寻优能力更强;(2)改进蚁群算法根据溃坝洪水演进优化得到的最优避洪动态路径比静态路径更安全。研究结果可满足水库大坝安全管理应急预案对避洪转移路径过程动态化的要求,提高应急转移效率,降低溃坝洪水产生的灾害影响。
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关 键 词: | 洪水演进 环境情景建模 改进蚁群算法 动态路径优化 |
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