察尔森水库溃坝洪水模拟计算

采用经验公式法对察尔森水库溃坝洪水进行模拟计算,根据大坝可能出现的溃坝风险,模拟了大坝溃决后保护区内洪水的演进过程,模拟的计算结果提供了淹没水深、淹没范围等洪水风险信息,为察尔森水库防洪风险管理提供了依据。     

水库大坝安全保障关键技术

本文系统探讨了我国水库大坝病险与溃坝规律。介绍了世界最高实体坝现场溃坝试验和室内试验结果,揭示了土石坝溃决机理和溃决过程。系统阐述了基于风险的大坝安全评价方法、病险水库除险加固技术、大坝风险控制非工程措施、大坝安全信息监测与预测预警、大坝风险标准等涉及水库大坝安全保障体系建设的一系列关键技术。本研究成果丰富了溃坝理论,完善了溃坝模拟技术,可服务于全国水库大坝安全行业管理和实践。     

近期国际溃坝事件对我国大坝安全管理的警示

近期在全球新冠疫情肆虐背景下,乌兹别克斯坦锡尔河州(2020年5月1日)和美国密歇根州(2020年5月19日)相继发生两起溃坝事故,导致3座大坝溃决,在当地产生严重社会影响。对两起溃坝事故的原因进行剖析,其暴露的水库大坝安全管理问题对做好我国水库大坝风险防控和安全度汛工作具有重要的警示意义,主要包括:气候变化将给大坝安全管理带来前所未有的挑战,我国中小型水库大坝老龄化问题存在较高的潜在风险,全生命周期安全监管体系是水库大坝安全运行的根本保障,非工程措施是水库风险管理中必不可少的重要支撑。最后提出了进一步加强我国水库大坝安全管理工作的对策与建议。     

2000—2018年中国水库溃坝规律分析与对策

截至2018年底,我国已建成各类水库98 822座,总库容8 953亿m3。水库工程不仅是我国防洪体系的重要组成部分,更是优化水资源配置的关键工程措施。水库大坝一旦溃决将严重危及公共安全,从历史溃坝事件中吸取教训并分析溃坝特征规律,对提高水库安全管理和防灾减灾水平具有重要意义。在收集我国1954—2018年发生的3 541起溃坝事件的基础上,重点针对2000—2018年发生的84起溃坝事件,从空间分布、水库规模、坝高、坝型、溃坝原因、溃坝率等方面进行了详细统计分析,系统梳理了21世纪以来我国溃坝事件的规律趋势特征,主要包括:（1）气候变化背景下超标准洪水成为水库漫顶溃决的主因;（2）水库因工程质量导致的溃坝问题突出;（3）水库运行管理不当成为溃坝事件重要诱因;（4）西部地区溃坝率较其他地区仍然偏高。为进一步加强我国水库大坝安全管理,提出必须重视气候变化对水库大坝安全运行风险的影响、完善工程建设与运行安全监管体系、改善中西部地区大坝安全管理运行条件、兼顾水库安全管理工程措施与非工程措施等对策建议。     

土石坝水库溃坝洪水非恒定流演进计算应用研究

本文通过对老鹰嘴水库工程土石坝溃坝洪水研究,预测水库大坝溃口发生的过程(如形状、深度、宽度、溃口扩张的速度等),计算溃口出水流量,通过水库库容演算,预测水库溃口过流量的过程线;对大坝在正常蓄水位、大坝校核洪水、大漫顶三种情况下的溃坝洪水,进行了下游河段洪水非恒定流演进计算,分析最不利为大坝漫顶工况,并在大坝漫顶工况下根据不同溃决状态,分别计算出1/4溃决、1/2溃决、全溃决的下游淹没水位、影响范围人口等数据,为制定相应的应急措施提供依据。     

水库大坝地震风险评估技术

技术简介：针对水库大坝的等级、可能地震引发的危害,通过事件树、FMECA等方法识别地震对水库大坝工程危害,分析地震作用下的水库大坝破坏概率及溃决模式,估算水库下游由地震溃坝带来的影响,提出水库大坝地震风险监测及应对原则、大坝地震风险实时分析及预警体系的思路与方法,进行预警并指导工程安全管理,有效降低大坝地震风险。     

美国密歇根州大坝溃决事件的分析与思考

2020年5月,在持续降雨作用下,美国密歇根州提塔巴瓦西(Tittabawassee)河伊登维尔(Edenville)大坝和桑福德(Sanford)大坝相继发生溃坝,导致水库下游重大淹没损失,上万人被迫紧急撤离,引起国际大坝工程界高度关注。梳理了2座大坝溃坝事件的发生经过,从气象条件、大坝结构、运行管理等方面对造成溃坝的原因进行了分析,介绍了此次溃坝事故应急响应情况,并对保障大坝安全运行与管理需要注意的问题进行了讨论与思考。此次大坝溃决事件中的教训经验可供全球各国大坝安全管理参考。     

模糊层次分析法在溃坝后果评价中的应用研究

水库大坝一旦溃决,不仅影响水库本身正常功能及经济效益,还会对下游区域生活的人民带来生命、财产损失,因此,对溃坝后果进行风险分析是必要的。文章运用模糊层次分析法对溃坝后果进行风险计算和评估,建立分析模型,并应用于小街水库中,结果表明,模糊层次分析法能够较真实的反映水库溃坝后果的严重程度。     

东养水库大坝溃坝分析

东养水库是一座以灌溉为主,兼顾防洪、养殖的小(1)型水库。通过分析可能导致该水库大坝溃决的原因和形式,以500年一遇洪水漫坝顶工况进行溃坝计算,分析溃坝对下游的淹没情况及影响,为该水库汛期的防洪预案参考。     

简讯

大尺度溃坝首次试验开展大尺度溃坝首次试验日前在安徽滁州大洼水库进行。本次试验是“十一五”国家科技支撑计划重点项目“水库大坝安全保障关键技术研究”的课题之一。大洼水库位于安徽省滁州市施集镇花山村境内,控制流域面积2·71km2,总库容约10万m3,以灌溉为主,水库大坝总长120m,坝顶宽3m,最大坝高10m。本次试验技术难度大,技术要求高,进行如此大尺度的溃坝试验在国内外尚属首次。大洼水库大尺度溃坝试验旨在建立大尺度物理模型,模拟上游水库、下游河道的实际情况,并尽量保证坝体的结构、材料、力学性能相似。开展洪水漫顶、坝基管涌等导致的溃坝模型试验,从整体上观测大坝溃口形态、溃口形成发展过程、上游库水位降落过程、溃坝流量过程和下游洪水演变过程,进一步研究溃口冲蚀下切、横向扩展和溃坝流量(流速)之间的相互关系,探究溃坝形成机理,为溃坝预防、预警及溃坝应急、应对提供技术支撑。溃坝机理和溃决洪水研究是水库大坝安全保障体系的关键内容,是直接关系到降低大坝风险、应对突发性洪水事件能力建设的一项基础性研究。由于大坝坝型众多,溃决过程的复杂性、不确定性,至今人们对溃坝机理和溃坝洪水运动规律的认识仍有待进一步深化。我国大坝数量、坝型...     

土石坝溃决模拟研究进展

据统计,目前所溃决的坝体中,多数为土石坝。由于大坝溃决后果的严重性,各国政府对大坝的安全管理问题尤为重视。针对土石坝溃决模型试验及溃坝预测模型的发展进行介绍,并对溃坝预测模型中存在的问题加以总结,并提出下一步研究重点与建议。     

基于BIM+GIS技术的前坪水库溃坝洪水数值模拟

为确保水库汛期防洪及水库下游人民生命财产安全,以河南省汝阳县前坪水库为例,基于库区高精度地形图和DEM,采用BIM技术、GIS技术结合MIKE软件建立水库溃坝一维、二维耦合数值模型,模拟水库大坝在5 000 a一遇校核洪水位下溃坝及洪水下泄过程,计算水库溃口流量过程及溃决后洪水在下游的演进过程,获得水库下游淹没区范围、淹没区流态等洪水风险信息。结果表明:大坝溃口流量过程与经验公式计算结果较吻合,数值模型可有效模拟溃坝后洪水下游演进风险特征,计算结果较为合理,三维洪水演进过程直观准确。     

水库大坝安全管理新理念——大坝风险管理

大坝风险分析和管理包含可靠性理论、事故的概率分析、事件树分析技术、大坝的溃决分析、溃坝的经济分析和风险人口分析,及降低风险的工程和非工程技术等,其最终目的是把大坝风险降低到使公众可接受的水平.介绍了大坝风险管理的内容,供大坝安全管理者参考.     

罗田水库大坝溃坝风险分析

水库工程建设拦挡水源,在超标准洪水、地震等事件影响下,水库若发生漫顶或管涌溃坝,其蓄滞的大量库水将瞬间倾泻而下,造成下游比较严重的洪水灾害。因此,对水库大坝溃坝后的风险进行分析是十分必要的。以罗田水库为研究对象,采用逐渐溃决模式对水库溃坝风险进行分析。通过计算,罗田水库大坝溃坝影响区域最大长度为4.51 km,最大宽度为2.61 km,最大水深11.01 m。水库周边重要交通、工业园区将受到影响,对居民生命安全影响较大。     

张家发:规范水库工程建设和管理是防止震后水库次生灾害的重要基础

四川汶川“5·12”地震，使四川省69座水库出现溃坝风险，310座出现高危险情，1424座出现次高危险情。这些水库带来了大坝溃决并引起下游生命财产重大损失的风险。水库是重要的基础设施，对社会、经济发展起着重要的作用。防止震后水库大坝溃决次生灾害要从多方面努力，例如复核地震烈度区划和水库的抗震设计标准等。而实行水库工程建设和管理的规范化是防止震后水库大坝溃决次生灾害的重要基础。     

面板堆石坝溃坝洪水演进模拟及影响分析

水库大坝溃决洪水模拟计算与影响分析是水利工程防灾减灾领域的研究重点。为研究面板堆石坝溃坝对下游淹没范围和程度的影响,在分析面板堆石坝溃决特点的基础上建立了面板堆石坝至其下游电站库区河段的一维非恒定流水动力模型,以某一面板堆石坝为工程实例模拟计算了大坝在不同溃决模式下的洪水传播过程,得到了坝下河道沿程典型断面的洪峰流量、最高洪水位及相应的出现时间。结果表明:溃坝历时、溃坝最终溃口尺寸和溃坝前坝前水位是影响该模型计算结果的主要因素,溃坝历时越短、最终溃口尺寸越大、溃坝前坝前水位越高,坝址处洪峰流量越大。在各种溃坝工况中,下游河道两岸重要乡镇的大部分地区被淹没。研究成果可为面板堆石坝水库运行期溃坝洪水的应急抢险方案制定和灾情评估提供科学依据。     

基于大坝脆弱度与溃坝后果系数的群坝风险排序方法再研究

我国水库数量世界第一，大坝安全涉及公共安全，安全管理成本巨大，如何在大坝安全管理中体现差别化，被各级政府所重视，随着党和国家对水库安全要求越来越高，现有大坝安全管理方式已经逐渐无法满足各级政府对水库大坝安全实施差别化管理的需求，研究提出体现大坝差别化管理的方法十分必要。在大坝脆弱度和溃坝后果系数概念基础上，对大坝风险指数计算方法进行再研究，对大坝风险指数法的内涵作了深入分析，对溃坝后果系数作了改进，重新将该方法用于20座震损水库上，获得大坝风险指数排序的有益认知。结果表明，脆弱度并非大坝风险指数的唯一因变量，需将脆弱度和溃坝后果结合起来考虑才能确定大坝风险指数的高低，风险指数大的水库大坝应优先安排加固。     

基于主成分分析法的水库大坝风险排序综合指标研究

水库大坝风险排序研究对风险管理具有重要意义。文章在全国病险水库除险加固信息管理系统数据库基础上,综合考虑溃坝损失、溃坝概率、水库效益3方面因素,采用主成分分析法建立水库大坝风险排序综合指标及其对应的计算方法。通过某省的15座病险水库应用实例说明,基于主成分分析法确定水库大坝风险排序综合指标的方法,具有合理性和可行性,对于水库大坝风险管理具有应用价值。     

青山水库溃坝洪水模拟计算

采用二维浅水模型对青山水库溃坝洪水进行了模拟计算,根据主坝可能出现的溃坝风险,模拟了主坝溃决后保护区内洪水的演进过程,模型的计算结果提供的淹没水深、淹没范围以及流速等洪水风险信息,为青山水库防洪风险管理提供了依据。     

BREACH模型与MIKE21模型在溃坝风险中的耦合分析

BREACH模型常用来模拟水库大坝漫顶及管涌溃坝模式并获取溃口流量与时间关系,MIKE21模型常用来模拟湖泊、河口、海湾等二维水动力学并获取洪泛区内洪水风险信息要素,两大模型耦合分析在保障水库大坝安全运行及风险管理方面发挥了积极作用。以BREACH模型模拟溃口流量动态数据过程与溃口演变尺寸为基础,通过ArcGIS预处理地形文件、工程建筑物参数与水文数据,构建MIKE21二维水动力学模型并计算网格差值空间,利用Flow Model模块生成溃坝洪水模拟文件,采用判别溃口流量差值是否满足精度要求的迭代法来耦合两大模型,最终结合所要分析水库大坝的工程概况,计算不同风险情况下的水库大坝溃坝洪水淹没水深与范围,进而模拟溃坝洪水演进过程。该方法已成功应用于郑州常庄水库风险分析,结果表明,该方法能客观反映溃坝洪水行洪情况,使用方便,为水库大坝运行管理与应急处置提供了一定的技术支持。