西泉眼水库溃坝损失预测评估

西泉眼水库是阿什河流域唯一的综合性大型水库,对农业生产和改善城市居民生活条件起到较大作用。现代大坝风险管理的目标是风险管理和控制的框架下,有效规避风险,保障水利工程能够持续发挥效益和作用或者降低和转移大坝风险,将风险控制在公众和政府可以接受的水平。因此对西泉眼水库进行溃坝损失预测评估是非常必要的。

基于社会经济发展的溃坝洪水损失动态预测评价模型

基于我国现阶段的社会经济发展状况,分析了社会经济发展对水库溃坝洪水损失变化的影响,将溃坝洪水损失变化与社会经济发展速度联系起来,在某个基准年的溃坝洪水损失评估值的基础上,构建了溃坝洪水损失动态预测评价模型,给出了反映随着社会经济发展速度而变化的生命损失、经济损失和社会与环境影响的计算公式,并对公式中各个参数的取值进行了初步的探讨,提出了参数的建议范围。模型能够有效地反映溃坝洪水损失随着社会经济发展而变化的动态时变特性,这为溃坝洪水损失的动态预测提供了一种新的尝试。以江西省长龙水库为例,应用水库所在地的社会经济发展速度指标,在2004年溃坝洪水损失评估值的基础上进行了溃坝洪水损失动态预测评价;计算结果表明,经济损失、社会与环境影响随着社会经济的快速发展而显著增加,生命损失则随之显著减少,验证了模型的适用性。

基于过程机理的溃坝生命损失估算模型

针对溃坝造成大坝下游居民生命损失的问题,考虑溃坝洪水的发生过程,将溃坝前风险人口撤离率、溃坝后未撤离人口避难率、未避难人口死亡率及其他相关影响因素确定的修正系数这四项重要指标引入到溃坝生命损失估算过程中。根据我国已溃水库的相关资料,借鉴已有研究成果,着重分析了警报时间与撤离率、溃坝洪水严重性与避难率的关系曲线,并用模糊综合评价法确定生命损失的修正系数,最终得到系统的溃坝生命损失估算模型与方法。将该模型与方法应用于已溃大坝生命损失估算中,生命损失的平均相对误差绝对值为10.6%,通过与其他估算方法对比发现,该方法的计算结果更接近实际损失值。研究成果可为溃坝生命损失估算提供参考。

考虑溃坝后果的水库工程等级划分方法

针对中国现行水利水电工程等级划分标准对水库大坝失事后果考虑不充分的问题,在现行标准的基础上引入了“溃坝后果”指标,构建了考虑溃坝后果的水库工程等级划分体系。通过比较国内外水库大坝分类和工程等级划分方法,对水库工程等级划分指标进行了分析和论证。基于中国水库大坝社会风险标准和大坝安全标准,建立了“工程等级-失效概率-溃坝损失”之间的联系,拟定了不同工程等级所允许的生命损失和经济损失阈值。最后,提出了基于规模、效益和溃坝后果的水库工程等级划分标准,并阐述了在水库运行阶段进行工程等级复核与风险管控的相关理念和措施。将该方法应用于常庄、尖岗和郭家咀3座水库的等级划分,结果表明3座水库工程等别和洪水标准均应在现有基础上有所提高。研究成果对于补充和完善水利水电工程等级划分标准具有重要意义,并可进一步推动风险管理理念及技术在水库工程中的实际应用。

土石坝溃决人员生命损失评估方法研究

大坝溃决是一种低概率高风险的灾害,研究一种可靠的溃坝生命损失评估方法对于溃坝突发事件应急响应显得尤为必要。但由于致灾环境复杂,生命损失受到定性与定量因素的耦合作用,造成了致灾因子体系的不确定性与灰色性,使得生命损失难以定量评估。通过对具有生命损失统计数据的16座大坝溃坝案例进行分析,基于双对数坐标构建了风险人口与生命损失的函数关系;充分考虑警报时间、溃坝洪水严重性和风险人口对溃坝理解程度、风险人口密度等4个主要影响因素和溃坝时间、天气、与坝址距离、应急预案、坝高、库容、建筑易损性等7个次要影响因素,对建立的风险人口与生命损失的函数关系式进行修正,建立了一种快速高效的生命损失评估模型,并通过16座已溃大坝的生命损失数据对模型的合理性进行了验证。另外,采用建立的模型评估了2018年我国新疆射月沟水库溃坝案例的生命损失,并与国内外常用的其他模型进行比较。计算结果表明:建立的模型较好地评估了射月沟水库的溃坝生命损失,进一步验证了模型的适应性和可靠性。

可拓评判法在水库溃坝风险分析中的应用

基于可拓学理论,综合考虑溃坝概率、溃坝损失和应急能力等方面构建多指标分层次的溃坝风险评估物元系统,实现对水库溃坝风险的质与量综合分析,并以此对下口坝的溃坝风险进行了评估,计算得该坝的溃坝风险等级特征值为2.2,溃坝风险较低.

群坝风险评估指数排序方法的探讨

结合江西省水库的实际情况,研究了群坝的风险评估指数排序方法,综合评定了大坝工程安全风险程度因子和溃坝损失影响因子,并综合考虑水行政主管部门对水库管理因素的排序、总库容、灌溉效益、加固前期工作等情况,确定水库的综合影响因子。以这3大影响因子的乘积表示水库的风险评估指数的高低,风险指数越大,表明水库越危险,应优先得到除险加固。通过对江西省200余座不同类别的水库应用排序表明,该计算方法简单实用,可操作性强,分析结果与实际基本相符,可用于群坝除险加固排序。

基于生命质量指数的病险水库除险加固效应评价方法

目前病险水库除险加固投入多依据标准和规范定性确定,缺乏定量的论证。生命质量指数(Life quality index,LQI)是一个复合的社会指数,能较好地结合工程当地的经济发展水平,从社会效应的角度来优化结构失效风险率和除险加固投入间的关系。将风险和LQI理论引入到病险水库除险加固决策优化过程中,基于已有溃坝资料提出了溃坝生命损失的快速估算公式,在当前规范的基础上,建立了病险水库除险加固效应的定量评价模型。以华东某均质病险土坝为例,分析了除险加固前后该坝的渗透失稳风险率,估算了溃坝生命损失;根据工程当地的社会、经济发展水平和LQI参数,计算出了LQI增量和最大社会愿意支付费用,定量分析了除险加固效应,验证了文中方法的有效性。