溃坝研究方法与研究进展综述

大坝是水工建筑物的重要组成部分，一旦发生溃坝，将对下游群众的生命及财产安全产生重大影响，因此，大坝安全问题备受关注。本文论述了溃坝问题的研究背景及实际意义，列举了多起由溃坝造成的巨大损失实例，从理论分析、水工模型试验、数值模拟三个方面论述了溃坝问题的研究方法，并结合国内外研究进展，介绍了大坝溃坝时溃口的发展过程、溃坝波演进情况以及溃坝风险的常用分析方法。     

惠女水库大坝溃决风险分析

大坝风险管理是贯穿于大坝生命全过程的动态管理,而大坝溃决风险分析是大坝风险管理的核心。以惠女水库大坝安全管理为例,对有可能危及水库工程安全的各种因素及可能发生的水库溃坝形式进行分析,引用《溃坝洪水计算大纲范本》的计算公式及理论依据,通过对水库大坝的各种工况进行计算,全面分析惠女水库大坝的溃决风险。     

英国谢菲尔德大洪水的警示

为预防大坝溃坝风险,避免生命财产损失,需加强对大坝和水库的安全监管。以1864年英国戴尔堤坝溃坝事故为例,介绍了溃坝的经过、事故造成的损失,并分析了事故原因。结果表明,设计缺陷和安全监管薄弱是造成事故的主要原因。由此阐述了加强大坝和水库安全立法的必要性,指出了目前英国的水库和大坝安全反应机制中存在的问题,并提出了改革建议。     

我国水库大坝风险评价研究进展及展望

首先给出了水库大坝风险的概念,分析了大坝风险分析的内容与程序,得出了大坝风险分析的框架结构.根据大坝风险分析的内容,从大坝风险分析方法、水库大坝防洪风险、溃坝模式、溃坝洪水、溃坝概率、溃坝后果、风险转移、风险标准、风险决策9个方面,综述了国内当前开展大坝风险研究的进展状况,并对今后的发展趋势进行了展望.     

小型水库大坝溃坝风险识别研究

小型水库遭破坏的危险主要是溃坝风险,为了给小型水库大坝安全提供资料,对小型水库大坝溃坝历史资料进行统计,分析泰安市岱岳区18座小型水库安全鉴定资料,并利用事件树法分析了小型水库大坝的主要溃坝模式和溃坝路径。结果表明,小型水库主要的溃坝原因是漫顶和坝体施工质量,在3 339座溃坝事故中,漫顶1 737座,占50.2%,由坝体施工质量引起的溃坝1 205座,占34.8%。溃坝模式和溃坝路径的提出,为小型水库大坝溃坝概率的确定以及溃坝风险分析评价奠定基础,并为其除险加固提供依据。     

美国大坝安全事故的经验教训及灾后恢复

为了强调大坝安全的重要性,预防溃坝事故,美国举行了一系列溃坝事故纪念活动。通过向公众宣传大坝的潜在风险,研究溃坝事故的原因及问题解决方法,可有效传达经验教训和最佳实践,避免不当决策重复发生。以南卡罗来纳州的灾后恢复为例,指出大坝业主、安全专家、工程师及其他从业者和管理者之间的合作,有利于促进信息共享、制定科学决策、加快灾后恢复,从而维护大坝安全。     

水库大坝的险情识别

溃坝事故的发生将会对下游经济社会产生灾难性的影响，对水库大坝的险情分析将有助于全面掌握水库大坝的健康状况，因而有着重要的意义。提出三种不同险情程度的水库大坝识别标准．进而统计分析国内外溃坝资料，据此对渍坝宏观机理（即溃坝模式和溃坝路径）进行分析，提出了水库大坝渍坝模式模糊识别方法和溃坝路径的区间层次分析方法。     

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。     

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。     

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...     

美国Edenville溃坝事件原因分析与启示

梳理了2020年5月发生在美国密歇根州(Michigan)的Edenville大坝溃坝事件的原因,包括大坝的概况、溃坝的详细过程、溃坝的原因、溃坝造成的后果以及溃坝的后续事件等.同时,结合我国水库现状,提出了几点建议,希望能对水库管理工作提供参考.     

西南某特高心墙堆石坝溃坝概率研究

针对我国西南地区拟建的某特高心墙堆石坝,基于工程资料分析得到了大坝风险要素,采用FMECA法分析确定了大坝主要溃坝模式为漫顶溃坝和渗透破坏溃坝,其中,漫顶溃坝有5种溃坝路径,渗透破坏溃坝有3种溃坝路径;利用事件树法计算这8种溃坝路径的溃坝概率,最终计算得到综合溃坝概率。该计算结果可为编制应急预案和工程建成投运后的突发事件监测预警及应急处置提供科学依据。     

水库溃坝事故时间分布规律与趋势预测

基于我国50年已溃水库数据资料，利用能谱分析方法探讨水库溃坝事故的周期性规律，分析水库溃坝与太阳运动的相关性；对水库溃坝率随水库年龄别变化特征进行研究，提出水库溃坝率年龄别变化趋势。研究表明，水库溃坝事故的发生具有周期性，大周期为25年，小周期为12年左右；太阳活动与水库溃坝具有强相关关系；水库大坝投入运行的前5年是其整个运行过程的“婴儿期”，发生水库溃坝的概率较高；大坝溃坝率随着大坝运行年限的变化趋势类似于人口科学中人的年龄别死亡率变化趋势，呈“U”字型。     

一、二维耦合模型在梯级水电站大坝溃坝分析中的应用

合理论证溃坝洪水灾害影响对大坝风险评价和应急管理具有重要意义。针对梯级水电站大坝连溃风险，建立一、二维耦合模型，对溃坝洪水演进规律及大坝下游平原洪泛区淹没影响开展分析。以W江梯级水电站为例，考虑汛期与非汛期水库不同运行情况下两种工况的溃坝影响，从典型断面洪峰流量、最高水位以及峰现时间等角度分析溃坝洪水演进规律。在此基础上，以洪泛区最大淹没水深为代表性指标，对溃坝洪水风险等级进行了划分，并绘制洪水风险图，工况1、工况2高风险区面积分别达到431.31 km²和575.76 km²，表明溃坝洪水对下游地区影响严重。相关成果可为应急预案制定和防灾减灾提供重要参考。     

国外大坝安全管理

大坝安全管理是一种公共安全工作，一种避免溃坝、防患于未然的工作，属于一种预防性、未雨绸缪主动发现问题并及时采取补救措施的专业工作。本文介绍了美国、英国、挪威、瑞典、日本、加拿大、俄罗斯等国的大坝安全管理情况。     

美国斯宾塞溃坝事件对寒冷地区大坝安全管理的启示

2019年3月,受极端冻雨和流冰影响,美国内布拉斯加州斯宾塞大坝漫顶后溃决,溃坝洪水造成1人死亡及部分基础设施损毁.对斯宾塞大坝失事过程及应急处置措施进行了介绍,从水文气象、大坝结构、运行管理等方面分析了溃坝原因.我国寒冷地区也曾发生过因冰冻荷载或冰冻灾害引发的对水工建筑物的破坏事故,对斯宾塞大坝溃坝事故经验教训进行反...     

基于事件树分析法的大坝可能破坏模式分析

水库大坝一旦失事,势必对下游地区造成重大生命财产威胁.运用事件树分析法原理,以油罗口水库大坝洪水荷载作为初始事件,对大坝可能的破坏模式及其溃坝概率进行了分析和计算.结果表明,该水库大坝最大可能破坏模式为坝体管涌破坏,且溃坝风险远大于安全可接受值,上述结论与水库大坝存在的主要病险问题具有较强的吻合性.研究结论在一定程度上为水库管理单位预防溃坝事件的发生提供了理论依据.     

梯级水库溃坝洪水模拟

为充分利用水能资源和实现流域水资源的综合调控,我国在众多河流上进行了梯级开发,因此,对梯级水库大坝群的溃坝洪水风险开展研究具有重大意义。结合贵阳松柏山、花溪梯级水库实际工程状况,在假设梯级水库大坝出现溃坝事件时,以河道溃坝数学模型进行溃坝洪水演进模拟分析,获得上游松柏山水库溃坝、花溪水库库区及其下游风险区域的水位变化过程。结合数学模型计算成果,分析了梯级水库群不同水位组合溃坝洪水对下游的影响。     

瑞士大坝安全和应急行动计划

大坝安全是一个整体概念,包括结构安全、大坝安全监测、运行安全以及制定应急计划.介绍了瑞士大坝安全概念的基本组成部分及所采用的大坝监督体系.概述了溃坝产生的后果以及为减轻溃坝影响而采取的工程措施和非工程措施.应急行动计划是大坝安全管理的有效工具,有助于处理可能对大坝及其周边环境造成的不利影响.     

基于灰色关联度法的大坝风险后果综合评价

大坝风险后果综合评价涉及众多评价因子,各因子间存在一定的相关性。将灰色关联度法应用于江西省5座水库大坝风险后果的综合评价中,应用层次分析法计算水库溃坝生命损失、经济损失及社会环境影响等因子的权重,根据关联度确定大坝风险后果等级并对其进行排序。结果表明,若发生溃坝事件,5座水库大坝溃坝后果均十分严重,属特别重大事故。灰色关联度法能够较客观地反映大坝风险后果的严重程度,具有计算简便、推理过程严密等特点。