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.     

漫坝风险分析在水库运行管理中的应用

本文运用漫坝风险分析理论，综合考虑影响漫坝的洪水、风浪、库容、泄水能力四方面的不确定性，建立了东武仕水库大坝对抗洪水系列与风浪系列联合作用的漫坝风险模型，计算了水库在现行的防洪标准及调度方案下的大坝漫坝风险及安全可靠度，从而对水库漫坝安全做出评价。此外，在保证东武仕水库大坝漫坝安全可靠度高达99．999％以上的基础上，结合下游河道的泄洪能力、淹没范围等具体情况，通过计算分析，建议将水库的汛限水位提高1．5m，可使水库多蓄水1470万m^3，取得直接经济效益400万元。     

考虑洪水过程预报误差的水库防洪调度风险分析

根据洪水预报确定性系数的定义,推导了洪水过程相对预报误差的标准差与确定性系数的关系,分析了洪水过程预报误差的分布规律;采用水库调洪演算的随机微分方程,解析了方差率与预报误差分布规律的关系,从而将洪水过程预报误差的不确定性转化为库水位过程的不确定性,借以分析水库防洪预报调度的风险水平。以隔河岩水库为例,计算了不同洪水预报精度下水库防洪调度的极限风险率和漫坝风险率,为隔河岩水库开展洪水预报调度提供了科学依据。     

两变量防洪风险模型研究

针对传统设计洪水过程线推求方法所存在的局限性,采用Copula函数建立洪峰和洪量的两变量联合分布,对洪峰和洪量设计值进行联合随机模拟,同时根据随机模拟值与实测洪水过程特征量的相似性来选择典型洪水过程,并基于多变量重现期,建立了两变量防洪风险分析模型。以清江流域隔河岩水库为例,分析不同汛限水位对应的极限风险率和漫坝风险率。研究结果表明：① 隔河岩水库汛期运行水位可确定为193.6m,在预报长江将发生大洪水时,可将水位提前降低至192.2m,不会增加水库的防洪风险;② 当汛限水位继续抬高至194.0m时,尽管极限风险率变化不大,但漫坝风险率成倍增加。所提出的模型可以充分考虑洪水过程的随机性和不确定性,可为流域水库的防洪设计和安全运行提供参考。     

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。     

水库土坝漫坝风险度评价方法及应用研究

根据联合国对自然灾害风险的定义及其定量表达式,给出了水库土坝漫坝风险评价模式。提出危险度转换赋值函数,将漫坝概率转换为漫坝危险度,并用财产和人口两种基本类型指标来反映漫坝易损性,从而给出财产和人口指标的定量表达式和转换赋值函数,使漫坝易损度定量表达为财产指标转换赋值与人口指标转换赋值加权平均的平方根。最后建立了漫坝风险度的定量评估等级,赋予相应的风险指南,为漫坝风险评判提供依据。本方法应用于分析广西澄碧河水库土坝工程,计算结果表明,在现有条件下该水库汛限水位的提高幅度不宜超过1.0m。     

漫坝风险分析在小型水库运行管理中的应用

大连是一个严重缺水的城市,为了更好的利用有限的水资源,对非病险水库,在汛期把洪水作为宝贵的水资源尽可能多地加以存蓄。但是,水库蓄水过多,就会发生土石坝漫顶溢流的情况。为此可以通过漫坝风险分析计算,取得土石坝对抗洪水与风浪联合作用下的漫坝风险的定量数据来确定小型水库的蓄水水位。     

基于水库管理中漫坝风险理论分析的运用

在水利工程管理科学中,一个非常重要的组成部分为漫坝风险分析,这一理论对于北方地区的水利防洪来说,漫坝风险分析是基本的理论基础和保证。通过与具体工程案例的结合,对水库漫坝从风险角度进行分析,对漫坝风险进行理论讲解,最终建立了漫坝风险分析理论,这一理论是建立在土坝对风浪和洪水联合作用下进行抵抗的基础之上的。     

梯级水库的洪水漫坝风险分析计算

首先通过对串联双库洪水漫顶风险理论进行分析,然后进行了瀑布沟水电站对深溪沟水电站水库洪水漫顶风险计算,得出当上游库为失效状态时,应考虑风险的传递效应,并且传递风险不容忽视。     

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。     

基于蒙特卡罗法的土石坝洪水漫顶风险率计算及其敏感性分析

为了减少土石坝因洪水漫顶造成溃坝所带来的损失,详细介绍了计算土石坝洪水漫顶风险率的蒙特卡罗法模型,分析了影响土石坝洪水漫顶的主要因素为洪水、风浪、水库运行调度方式和水库特性。针对这些因素进行洪水漫顶风险率的敏感性分析,并以南方某土石坝为例进行了实例研究。结果表明:洪峰流量均值和变差系数以及最大风速的均值对土石坝洪水漫顶风险率的影响较大,洪峰流量的偏态系数和风速的均方差的影响较小;水库自身特性及洪水到来前的水库初始水位的影响也比较大。该实例计算得到的洪水漫顶风险率经与相关工程实例分析计算成果比较,表明采用蒙特卡罗法计算洪水漫顶风险率是可信的。     

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.     

特殊运行工况下水库预泄调度方式研究

因滁州市某水库特殊的实际运行工况,当遭遇较大洪水时,极易导致水库发生洪水漫顶现象,危害水库安全、降低水库防洪能力.针对这一问题,在充分考虑该水库特殊运行工况及调度约束条件的基础上,研究并提出在洪水到来前24 h,按一定预泄流量提前将水库水位从汛限水位降至某个水位,增加防洪库容;在洪水经过时,再根据批复的洪水调度方式进行...     

黄浦江上海市区段防汛墙漫溢风险分析

为明确黄浦江上海市区段防汛墙防御能力,采用2012年防汛墙高程监测数据以及黄浦江防汛墙设计参数,利用蒙特卡罗法计算不同潮位下防汛墙漫溢概率以及远期海平面上升情况下的漫溢概率,提出防汛墙漫溢风险评价准则,并统计相应的漫溢风险。结果表明:现状防汛墙防御能力明显不足,如果再考虑到近年来黄浦江水位趋势性抬高及未来海平面上升,黄浦江防汛形势不容乐观;漫溢高风险区主要集中在市区段上游;黄浦江防汛墙漫溢风险不仅与防汛墙高程欠缺有关,也与不同岸段采用的设计潮位有关。     

模拟最大熵法及其在水库泄洪风险计算中的应用

快速简便的风险计算方法是大型复杂工程系统风险分析的重要前提。基于随机模拟和最大熵方法的优点，提出了风险计算的模拟最大熵法（SMEM），并建立了相应的数学模型；将该方法应用于水库工程的泄洪风险计算，并对其计算结果进行了验证、分析和比较。结果表明，在信息相同的条件下，此方法不但可以充分利用已知条件，得到待求的概率分布及风险值，而且在计算速度上也比随机模拟方法（Monte-Carlo）快20多倍，大大提高了计算速度，为风险的计算提供了一个新的思路。     

Risk analysis for earth dam overtopping

In this paper, a model of overtopping risk under the joint effects of floods and wind waves, which is based on risk analysis theory and takes into account the uncertainties of floods, wind waves, reservoir capacity and discharge capacity of the spillway, is proposed and applied to the Chengbihe Reservoir in Baise City in Guangxi Zhuang Autonomous Region. The simulated results indicate that the flood control limiting level can be raised by 0.40 m under the condition that the reservoir overtopping risk is controlled within a mean variance of 5×10-6. As a result, the reservoir storage will increase to 16 million m3 and electrical energy generation and other functions of the reservoir will also increase greatly.     

基于堰前最高水位最大熵分布的施工导流风险模拟方法

为直观描述围堰运行期导流风险率函数,准确进行施工导流风险评估,利用洪峰和洪量联合分布,以熵最大为原则推求最高水位分布密度函数,结合导流建筑物泄流不确定性,随机模拟堰前最高水位序列,提出了基于堰前最高水位最大熵分布的施工导流风险模拟方法,并计算导流风险率。实例分析表明,该方法模拟的施工洪水能较好地反映实测洪水系列,所推求的堰前最高水位分布密度函数合理,能弥补传统施工导流风险模拟难以反映围堰使用近期实测洪水过程真实情况的不足,在保证准确性的前提下提高了风险计算效率与普适性,可为施工导流风险分析与方案决策提供依据。     

Risk and uncertainty analysis for dam overtopping – Case study: The Doroudzan Dam,Iran

There is a growing tendency to assess the safety levels of existing dams by using mathematical and statistical methods. In this study, the application of risk and uncertainty analysis to dam overtopping is presented for Doroudzan Reservoir located at the south part of Iran. The main objective of the overtopping analysis of dams is estimating the height of water in the reservoir under various inflows and comparing the computed results with the dam crest elevation. Hence, the main steps of this study include univariate flood frequency analysis of annual maximum inflows to estimate the peak flows in various return periods, generate inflow hydrographs based on the estimated peak flows, and route the hydrographs through the reservoir to compute the maximum height of the water in reservoir. In this study, the spillway discharge coefficient, quantile of peak flows, and initial water surface level are subject to uncertainty, and the Monte-Carlo simulation (MCS) and Latin hypercube sampling (LHS) are applied to perform the uncertainty analysis. In addition to inflows, the effect of different wind speeds on the probability of overtopping has been considered. The results demonstrated that both increasing water level and wind speed have significant impact on the risk of overflowing.     

区间分析在漫坝风险评判中的应用

运用区间分析理论,在综合考虑起调水位、洪水、风浪、坝顶高程等方面不确定性的基础上,建立土坝漫坝风险模型,给出漫坝风险区间和风险度计算方法,并对风险度[0,1]采用5级制划分,为漫坝风险评判提供依据。实例工程计算结果表明,区间分析法是漫坝风险评判中行之有效的方法。