混凝土坝工程长效服役与风险评定研究述评

我国混凝土坝工程无论数量、高度、规模均居世界前列,大坝长效服役的健康状况不仅关系到整个工程的安危,而且对经济建设、社会安定与生态安全等具有重大影响。在对我国混凝土坝工程建设与安全现状进行阐述的基础上,从混凝土坝材料性能演化、隐患病害监测与检测、施工质量控制、安全风险管理与评定等方面,论述了混凝土坝长效服役与风险评定理论、方法及其技术的研究现状。认为今后应加强多破坏因素耦合作用下混凝土坝材料性能演化规律、大坝隐患病害与施工质量的全方位智能化监控、水库大坝风险标准与实用化评估、溃坝概率计算和后果评价等方面的深入研究,以建立和完善混凝土坝长效服役保障与提升的理论和方法体系。     

极端降水条件下土石坝漫坝风险研究

以某水库的挡水土石坝为研究对象,基于随机微分方程推求极端降水条件下电站入库和下泄洪水过程线,并结合不同调节水位、风浪、雍高、是否正常泄洪等因素,采用蒙特卡罗法计算大坝的漫坝风险。结果表明,在正常工况下,土石坝漫坝风险概率几乎都在可接受的10-6数量级内;在泄洪失效工况下,考虑防浪墙的漫坝风险概率几乎在可接受的10-6数量级内,总体偏安全;在泄洪失效工况下,不考虑防浪墙的漫坝风险概率均显著高于可接受的10-6数量级,有漫坝风险。     

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...     

考虑地震与溃坝洪水共同作用的土石坝坝坡稳定分析方法

地震与洪水作用是影响土石坝坝坡稳定的主要因素,在梯级水库中,上游溃坝洪水的影响尤为显著。以上一梯级溃坝洪水引起的坝前水位变化模拟洪水作用,提出在毕肖普法基础上,考虑坝体材料变异系数,大坝遭遇上游溃坝洪水与地震共同作用时的坝坡稳定分析方法。以"卜寺沟-双江口"两梯级为例,假定卜寺沟发生溃坝,进行下游梯级"双江口"下游坝坡稳定的可靠度风险分析。计算结果表明,双江口在遭遇上游溃坝洪水和地震的极端情况下,下游坝坡失效概率为1.571×10~(-6),对应的可靠度指标为4.667,满足规范对I级建筑物发生二类破坏的要求。     

基于HEC-RAS的沥青混凝土心墙坝溃坝洪水过程模拟分析

大坝溃口发展过程模拟是开展溃坝洪水分析的基础,不同坝型溃口发展过程不同,溃口流量(下泄洪水)过程差异很大。文章通过对某水电站沥青混凝土心墙坝溃口形式的研究,采用HEC-RAS(Hydrologic Engineering Centers-River Analysis System)软件进行溃坝洪水模拟,旨在探讨沥青混凝土心墙坝在水库溃坝风险中的关键因素,着重考虑沥青混凝土心墙对溃口发展的影响。结果显示,初始运行水位、洪峰流量的重现期、溃坝历时及泄水建筑的泄流方式对溃口流量产生显著影响。研究成果为未来水利工程的安全可靠建设提供了科学依据。     

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。     

皮沟水库除险加固工程大坝结构稳定分析

皮沟水库运行了近40 a,大坝存在较多问题,大坝渗漏、坝坡稳定问题尤为严重。坝坡稳定分别采用瑞典圆弧法和简化的毕肖普法进行计算分析,发现上、下游坝坡稳定安全系数均不能满足规范要求,如不采取方法处理,极有可能出现坝体滑坡,严重时可能导致溃坝。水库除险加固工程对大坝进行了结构培厚、增设坝体混凝土防渗墙等加固处理措施,再次采用前述方法对坝坡稳定计算,上、下游坝坡稳定安全系数均能满足规范要求。图1幅,表3个。     

水库大坝等级分类及风险管理

中国的水库工程随着使用寿命长、功能退化等,部分水库大坝或将除险加固,或将报废拆除.文章分析了水利部门和电监会对大坝安全性态的分类,并综合汶川地震中对震后病险水库的分类,将三类坝或险坝分为溃坝型、高危型、危险型3个子类.通过对溃坝型、高危型水库大坝进行风险分析,将大坝按其具有的风险程度进行排队,找出其中风险度最大的一座或...     

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。     

观音岩水库高输水隧洞除险加固设计

现状的观音岩水库枢纽工程由主坝、非常溢洪道自溃坝、溢洪道、挡坝、高输水隧洞、低输水管等建筑物组成。建成后经过40多年的运行,经鉴定,观音岩水库大坝安全性评定为三类坝,属于病险水库,需要进行除险加固设计。针对枢纽中的高输水隧洞存在的主要问题,例如：洞身过流能力不足、混凝土碳化严重、裂缝以及设备老化等,进行除险加固设计。