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.     

桃曲坡水库除险加固后漫坝风险研究

运用漫坝风险分析理论和风险评价标准,结合桃曲坡水库除险加固工程,考虑影响漫坝的洪水、风浪、库容、泄水能力等不确定性因素,建立了桃曲坡水库大坝在洪水与风浪联合作用下的漫坝风险模型,计算了大坝在洪水与风浪联合作用下的漫坝风险及安全可靠度.结果表明,漫坝风险值均小于漫坝安全评定标准,大坝安全.研究成果可为水库管理部门提供科学依据,并为充分发挥桃曲坡水库的防洪兴利效益提供技术支撑.     

基于随机模拟和并行计算的水库防洪调度风险分析

由于洪水预报、洪水类型、工程状态、管理决策等诸方面不确定性因素,水库实际防洪调度不可避免地存在各种风险,水库防洪调度风险分析研究显得尤为重要。为确保防洪安全,降低大坝及下游综合洪灾损失,对水库防洪调度风险分析进行了全面梳理,分析和识别了水库防洪调度风险的关键影响因素,探明了洪水预报误差、不同典型洪水、初始起调水位和防洪调度滞时等不确定性因素。研究了基于蒙特卡罗随机模拟的不确定性因素模拟手段,建立了并行计算模式下水库防洪调度风险分析模型及其计算流程,并定量分析了不确定条件下的水库防洪调度风险。相关成果可为快速方便、科学合理的水库防洪调度运行方式和安全管理提供技术支持。     

允许风险分析方法在防洪安全决策中的应用

允许风险分析方法体现了“以人为本”的防洪理念。按照防洪工程漫顶失事的逻辑过程提出了防洪风险率的定量计算方法，引入了人员伤亡预测的经验公式，讨论了制定允许风险标准问题。在此基础上，应用允许风险分析方法，定量计算骆马湖的防洪风险，对骆马湖防洪安全决策进行了评价，分析了建立洪水预警系统提高防洪安全的必要性和可行性。     

大坝防洪安全的评估和校核

洪水漫坝风险失事，是影响大坝安全的主要原因之一。本文寻求一种既能反映大坝防洪系统随机性和模糊性，又能合理描述大坝防洪能力的风险模型，以实现对大坝防洪能力的定量化，进而为已建大坝和待建大坝的防洪安全评估和校核创造条件。     

多变量洪水风险分析方法

本文分析了现行设计洪水防洪风险分析方法中存在的问题，认为设计洪水的风险率是洪峰、洪量共同作用的结果。文中从组合事件的概率理论出发，建立了二维参数的组合概率模型。模型中考虑了洪峰和．洪量对洪水风险的共同作用。实例分析表明．文中所提方法使设计洪水的风险分析更符合实际，为在现有洪水资料的情况下，合理估计防洪风险及进行防洪水利计算提供了一种简单可行的方法。     

加拿大不列颠哥伦比亚水电局的风险分析方法

加拿大不列颠哥伦比亚水电局的风险分析方法Ｎ．Ｍ列尔逊等主题词大坝监测，安全监测，风险分析，工程实例，水利工程评价，不列颠哥伦比亚大坝安全评价的风险分析方法以前曾由几个坝工管理机构和组织进行决策时使用。这些方法通常用于溢洪道设计洪水评价，遭遇入库设计洪...     

中、美大坝防洪和抗震安全设计理念比较研究

根据中、美大坝现行防洪标准和抗震标准体系,对比研究了两国大坝防洪和抗震安全设计理念,认为中、美两国对大坝防洪安全和抗震安全的要求客观地反映了两国综合国力的差异,大坝防洪和抗震安全设计各有特点,自成体系,均能满足各自国家大坝安全设计和评估的需求。通过比较研究,有助于深入理解大坝安全设计理念的内涵。文章给出了大坝设计基准期内的防洪安全度、抗震安全度及防洪和抗震综合安全度的计算公式,有助于理解大坝防洪和抗震设计的风险意义。     

不同二变量重现期在水利工程防洪设计中的应用对比——以桂平航运枢纽为例

针对多变量洪水共同作用下的水利工程，已有的多变量重现期计算所得的防洪参数仍存在防洪能力不一致导致的风险，多变量重现期的定义与计算也成为洪水频率分析中的重难点。介绍了一种新的多变量重现期定义——防洪重现期，并与传统二变量重现期在定义及危险域划分方面进行对比，再以桂平航运枢纽为例，利用Copula函数构造干支流洪水的联合分布，计算分析防洪重现期与传统二变量重现期在防洪设计中的差异，验证防洪重现期在洪水风险分析中的合理性与可靠性。研究表明，防洪重现期考虑了洪水组合与调洪耦合的关系，利用防洪重现期计算得到的防洪设计参数，防洪能力与防洪标准一致，能避免高估洪水风险，增加工程费用或低估洪水风险，增加工程防洪破坏风险的问题。     

水库泄洪布置方案可靠度及风险分析研究

在对不考虑调洪作用的泄洪风险模式从理论上进行拓展及完善的基础上，全面分析影响梯级水库泄洪风险的不确定性因素，并结合梯级水库设计洪水的特点，提出梯级水库泄洪可靠度及风险分析模式和计算方法。初步分析了国内外大坝应承担的风险目标值，为以风险分析为基础的水库设计洪水标准的选择，合理确定泄洪工程设施布置方案及节约工程投资提供了一条较好的途径。     

水库溃坝洪水数值模拟及下游风险评价

以锦屏二级水库为例,利用DAMBRK和一维水动力模型模拟多种组合工况下水库溃坝和洪水演进过程,并对计算得到的溃口流量及下游洪水演进结果进行分析。根据溃坝洪水模型计算获得的水库下游地区洪水淹没情况,综合考虑洪水的危险性、暴露性和易损性,利用模糊综合评价法对水库下游8个重要乡镇进行了洪水风险评价,评价结果可以为该流域进行安全应急预案制定、洪水灾害风险管理等提供技术参考。     

考虑致灾后果的溃坝洪水风险评估与等级划分

针对溃坝洪水风险受环境-荷载-人多种因素影响的不确定性,将不同洪水要素(水深、流速)联合考虑,分析洪水致灾的危险性。运用HEC-RAS二维水动力学模型和地理信息系统(GIS)空间分析技术,模拟溃坝洪水演进过程,从洪水到达时间、淹没范围等维度分析承载体的暴露度。针对人口分布与地理位置特征,基于人体失稳试验数据的统计规律、建筑物损毁标准进行承灾体脆弱性分析,提出基于灾害系统理论的溃坝洪水风险分析方法和溃坝洪水风险等级划分标准。可用于评估水库大坝失事风险,划分溃坝淹没区人口风险等级,为水库大坝突发事件应急救助和人口转移提供技术支持。     

上游水库溃坝影响的水库调洪计算研究——以海丰县赤沙水库为例

在总结溃坝洪水计算方法的基础上,以海丰县赤沙水库安全鉴定的水文计算为例,选择“圣维南法”计算上游小水库大坝全溃时对下游赤沙水库调洪演算成果的影响。结果表明,上游小水库发生溃坝对赤沙水库影响较小,但赤沙水库下泄洪水过程线由单峰变为双峰(上游小水库大坝位于赤沙水库的库中,从而未考虑溃坝洪水在河道中的演进计算,有其特殊性),因此,建议在设计工作中遇到类似情况时,应利用多种方法计算并对比分析,必要时需要建立物理模型试验用于验证。     

溃坝洪水研究进展

溃坝洪水研究的目的是计算溃决坝址的流量、水位过程线,并向下游作洪水演进得到沿程的流量、流速、水位、波前与洪峰的到达时间,评估下游洪水淹没损失情况,以便于采取措施,降低洪水风险。从溃坝水流理论研究、溃坝问题的试验研究、溃坝模拟及洪水在下游演进这3个方面对溃坝洪水研究进行了综述,回顾和总结了国内外溃坝洪水研究的发展历程、已取得的成果和近些年的进展,提出了将来要研究的重点,并对研究前景进行了展望。目前溃坝理论的数值求解发展迅速,由试验提出了溃坝机理,研究不断模型化;但高强输沙理论未建立,溃口冲刷过程未能准确表达,对梯级溃坝和冰湖溃决洪水研究较少。今后应加强溃坝水流理论研究,开展大尺度、多库溃坝模型试验研究,积极做好梯级溃坝和冰湖溃决洪水模拟,进一步建立快捷可靠的区域溃坝洪水预报系统。     

A quantitative model for danger degree evaluation of staged operation of earth dam reservoir in flood season and its application

Based on the natural disaster risk evaluation mode, a quantitative danger degree evaluation model was developed to evaluate the danger degree of earth dam reservoir staged operation in the flood season. A formula for the overtopping risk rate of the earth dam reservoir staged operation was established, with consideration of the joint effect of flood and wind waves in the flood sub-seasons with the Monte Carlo method, and the integrated overtopping risk rate for the whole flood season was obtained via the total probability approach. A composite normalized function was used to transform the dam overtopping risk rate into the danger degree, on a scale of 0–1. Danger degree gradating criteria were divided by four significant characteristic values of the dam overtopping rate, and corresponding guidelines for danger evaluation are explained in detail in this paper. Examples indicated that the dam overtopping danger degree of the Chengbihe Reservoir in China was 0.33–0.57, within the range of moderate danger level, and the flood-limiting water level (FLWL) can be adjusted to 185.00 m for the early and main flood seasons, and 185.00—187.50 m for the late flood season. The proposed quantitative model offers a theoretical basis for determination of the value of the danger degree of an earth dam reservoir under normal operation as well as the optimal scheduling scheme for the reservoir in each stage of the flood season.     

漫坝风险分析在水库防洪中的应用

综合应用随机水文学、随机水力等等学科知识，全面考虑洪水、风浪、库容和泄水能力的不确定性、建立了土坝对抗洪水和风浪联合作用下的漫坝风险理论，并提出了风险取值标准。此法是防洪减灾的一种辅助策略。可在坝体坚固、管理人员素质较高的大型水库推广应用。综合     

考虑上游溃坝洪水的水库漫坝失事模糊风险分析

随着大江大河的规模化梯级开发,水库和电站的风险不再是单一工程风险,传统的"单库、定值"研究模式已难以满足当今水电站枢纽的安全风险分析需求。为此,本文将上游溃坝洪水的作用考虑到水库漫坝失事风险分析中,在具体评估水库承担的失事风险率时,基于现有的模糊风险分析模型尝试采用直角梯形模糊数描述水库漫坝失事的风险指标,结合α-截集技术将模糊集合转化为经典集合,提出基于直角梯形模糊数的水库漫坝失事风险分析模型。以某流域尚在筹建的水库为例进行研究,结果表明:(1)该模型能考虑多种不确定性因素影响的漫坝失事风险的可能状况,思路更接近于实际情况,其计算结果可为有关部门决策提供更多参考信息;(2)就研究对象而言,尽管考虑上游溃坝洪水时较高起调水位方案对应的漫坝失事模糊风险率均不同程度超出最大可接受风险,但只要做好预警工作并及时预泄水库蓄水就可以降低外部原因引起的漫坝失事风险,保障水库安全运行。     

基于马尔科夫过程的高堆石坝施工度汛决策模型

高堆石坝施工挡水风险的时变性和填筑进度的不确定性增加了坝体施工期度汛方案决策的难度。针对高堆石坝施工度汛过程动态变化的特点,随机模拟大坝挡水风险,并将其划分3个风险状态以判断度汛行动。以整个度汛施工期成本最小化为目标,考虑洪水来流、填筑进度和决策成本等关键因素,建立基于马尔科夫过程的高堆石坝施工度汛决策模型,分析逐月大坝挡水风险状态下的度汛策略、成本函数和风险状态转移概率。在检验其马尔科夫特性基础上,采用决策迭代算法求解每一决策时刻状态下的最优施工度汛方案及度汛过程的决策路径。工程实例分析表明,该决策模型对高堆石坝施工度汛计划策略的调控结果符合实际施工度汛高程变化情况,为指导快速准确制定大坝施工度汛方案提供了参考。     

浅议桃源水电站坝址河段洪水位波动现象

桃源水电站经历的2场大洪水("2014-07-17"洪水和"2017-07-02"洪水)的实际检验,通过对2场实测洪水参数的对比分析,发现洪水位出现了波动现象.从认识流域洪水特性、调查历史洪水资料、回顾枢纽洪水设计、追踪河道行洪断面变化过程等方面,全面查找分析坝址河段洪水位波动的原因.经分析,导致坝址河段洪水位波动的根...     

堰塞湖溃坝快速定量风险评估方法——以2014年鲁甸地震形成的红石岩堰塞湖为例

2014年8月3日云南昭通市鲁甸县发生6.5级地震,形成高83 m,库容2.6亿m³的红石岩大型堰塞湖,严重威胁上下游生命财产安全。由于震后地质条件恶劣,道路堵塞,环境危险,且堰塞坝寿命极短,现有方法很难在有限时间内对堰塞坝进行快速且定量风险评估。本文提出一套基于最基本的堰塞坝几何参数、河道三维地形信息和人口分布数据的快速定量风险评估方法,可以实现任何堰塞坝突发区域内的溃坝、洪水演进和生命损失分析:首先采用地理信息工具快速获取坝址、上下游河道三维地形信息;然后采用统计模型和HEC-RAS软件模拟溃坝和洪水演进过程;最后采用风险分析模型计算得到下游生命损失。本文将该方法应用于红石岩堰塞湖案例分析发现:开挖泄流槽可以降低峰值流量和生命损失,但不能防止溃坝;开挖泄洪支洞后,可以避免在非汛期情况下发生溃决;但在极端洪水情况下(如百年一遇)仍会发生溃坝,并产生较大的洪水和生命损失,因此仍需要加固坝体,做好观测,并准备好应急预警和疏散预案。本方法可针对突发堰塞湖进行快速定量的风险评估,为堰塞湖的应急管理和决策提供依据。