美国陆军工程师兵团评估莫哈韦河大坝为高危级

<正>根据最新风险评估结果,美国陆军工程师兵团(USACE)将莫哈韦河(Mojave River)大坝的安全等级调整至高危级,即该大坝在遭遇极端洪水情况下,库水位将超过设计洪水位出现漫坝现象,甚至发生溃坝,淹没下游希斯皮里亚(Hesperia)、苹果谷(Apple Valley)、维克多维尔(Victorville)和巴斯托(Barstow)等地区,溃坝洪水还会到达下游约225km的贝克市。     

土石坝防洪风险等级划分与风险评价

文章针对大坝的防洪风险率,以坝顶超高为评价指标,构造了大坝漫顶防洪风险率分析模型,结合土石坝防洪标准划分原则,建立了大坝漫顶风险等级划分图,分析了坝顶超高与防洪风险的变化规律,明确了不同等级大坝的风险接受阀值。结合大余县4座土石坝进行了计算,结果表明:小型水库的风险超出阀值,而大中型水库防洪风险符合分区要求。文章可为风险决策提供参考。     

水利基础设施管理中的风险理念

在项目规划中引入风险分析似乎会增加水利基础设施工程的造价,影响工程建设的进程,而实际上,引入风险理念可大大节省投资。美国陆军工程师兵团(USACE)将与水利基础设施相关的风险评估分为三类:洪水或地震灾害发生的概率评估,这些灾害发生时水利基础设施运行的概率风险评估,以及洪水导致的可能后果(生命丧失、经济损失、环境影响)的评估。介绍了2005~2013年USACE在水利基础设施(大坝)管理中贯彻风险理念的经验。     

基于随机微分方程的大坝漫顶风险研究

考虑入库洪水的水文条件、出库泄流能力、库容与水位关系以及防洪起调水位等不确定性因素,基于随机微分方程对大坝的漫顶风险进行了量化分析。计算实例表明:运用随机微分方程进行水库的调洪演算中综合考虑了各种不确定性因素对库水位随机过程的影响,计算的大坝漫顶风险率更趋合理。     

土石坝洪水漫顶模糊风险分析

基于大坝漫顶风险分析理论,建立漫顶失事模糊风险模型,并以新疆玛纳斯河夹河子水库为例,对其土石坝洪水漫顶模糊风险进行评估。得出主要结论,该水库大坝平均漫顶失事模糊风险率为5．02×10^-3,超过了我国大坝风险评价标准。综合评定该大坝的洪水漫顶破坏风险较大。     

利用风险分析模型确定季节性安全超高

重点关注水文安全方面,在水文数据和合理的长期入流系列资料可获取的前提下,利用组成风险模型的各要素,使用一种简单的方法来确定和验证季节性的安全超高。确定季节性的安全超高是一个包含了众多变量的复杂问题,比如安全、水文分析、大坝用户的要求、可应用的安全规章和经济分析,而安全优先通常与高效运营相抵触。因此,考虑了大多数安全因素相关方面的大坝-水库风险模型是综合这众多变量的有效方法。评估季节性安全超高的第一步是对季节性水文条件进行定性。通常,数据不足(如历史库水位或入库流量等)将增加分析的不确定性,因此,只能采用简化的方法。再使用洪水演进模型,建立季节性入库洪水、安全超高和峰值出流量之间的关系。漫顶的概率问题也必须加以说明。然后,再使用将大坝出流量与可能的损失联系起来的下游后果模型,其中包括居民生命损失。其最终目标是,对于任意给定洪水,都能获得其季节可能性(和其重现期)、大坝-水库响应(比如出流量或甚至是漫顶)以及下游的后果,然后才能进行敏感性分析。这样,对任意安全条件,都能直接找到最小季节性安全超高。笔者列举了一座西班牙大坝作为案例分析和验证季节性安全超高,其间考虑了数据可获取性、运行规则、下游洪水后果和法律要求等。     

美国奥姆斯特德大坝施工新技术

正在施工中的美国奥姆斯特德(Olmsted)大坝工程位于俄亥俄河上,是目前由美国陆军工程师团(USACE)负责的最大一个土木工程项目.目前正在进行混凝土大坝施工,由于施工中采用了创新的“湿地施工”方法,因而不需要在繁忙的内河水道上修建围堰和导流工程.     

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.     

大坝洪水漫顶风险评估

洪水漫顶是导致大坝溃坝的主要原因之一,大坝洪水漫顶风险评估是大坝风险评估的重要组成部分。为此,简要介绍了大坝洪水漫顶的风险模型,并通过实例详细地讨论了模型中各有关参数的不确定性处理方法,探讨了入库洪水的不确定性对洪水漫顶风险率的影响以及按规范设计的大坝的防洪能力问题。     

美国紧急修补Fern Ridge坝

俄勒冈州正在从美国联邦政府寻求4200万美元的紧急资金以修补Fem Ridge坝。2004年12月，美国陆军工程师团(USACE)将大坝的库水位降低了13．5m。降低库水位是由于发现有越来越多的泥沙从大坝的渗流集水沟流出。一个由USACE召集的独立调查委员会得出结论说，因管涌和／或内部侵蚀的原因，63a坝龄的Fern Ridge坝正处于溃坝的活跃状态，水库水位高程应当限制在110m以下，     

澳大利亚昆士兰州大坝汛期运行状况审查

为了调查澳大利亚塞克沃特(SeqWater)公司在洪灾中的大坝运行管理是否有渎职等行为,昆士兰州政府聘请美国陆军工程师团(USACE)与美国内政部垦务局(USBR)从不同角度对汛期和汛后大坝的运行状况进行了审查.审查结果表明,塞克沃特工程师们的表现值得称赞,另外还针对所发现的问题提出了建议,以为昆士兰州政府应对将来的洪水提供借鉴.     

特拉华河流域洪泛区季节性风险分析

通过地表径流和洪水输移的地面污染物是特拉华河流域农业土地资源管理最主要的问题。卡茨基尔是为纽约市供水的多功能水库的基地。由于库水受到来自洪泛区农业污染物的污染，需要对污染源作风险量化分析。为了评价1 a中不同时期河水漫滩淹没的风险，对7个水文测站的河道流量资料进行了分析，得出月部分历时与最大历时系列资料。这对根据洪泛区土壤内污染物输移的水文风险作出决策具有重要意义(如该信息可用于确定农田施肥造成地表水污染的风险，并提出减少这种风险的计划)     

混凝土坝洪水漫顶生命风险评价

对混凝土大坝洪水漫顶的生命风险评价方法进行研究,以改进传统的评价方法。提出基于Copula函数和三点式变倍比放大法来随机生成年最大入库洪水过程线概率序列的峰量双变量分析方法,同时进行生命风险的评估;并对溃坝生命风险评价标准进行研究,以得出更符合我国大坝现状的生命风险评估标准。以贵州某水电站为例,对其加固后的洪水漫顶生命损失进行评估,依据风险标准进行生命损失风险评价,结果显示加固后该水电站拱坝洪水漫顶对下游村镇造成生命损失的风险较小,属于社会可接受范围。混凝土坝洪水漫顶生命风险评价的方法考虑了洪水特征量间的相互关系,所得洪水发生概率更加贴合实际。     

大坝风险水平与政府决策关系评价模型研究

为了认清并评价大坝风险水平与政府决策互相关系,构建了政府决策对大坝风险水平的影响评价模型和大坝风险水平对政府决策的影响评价模型.基于我国社会经济发展水平和大坝安全管理实际状况,考虑了政府主导、公众参与、大坝风险咨询单位论证和媒体监督的现状,在这两个模型中提出了采用政府决策对大坝风险水平的影响指数和大坝风险水平对政府决策的影响指数,分别反映政府决策对大坝风险水平的影响程度和大坝风险水平对政府决策的影响程度.应用层次分析法得出了两个指数计算公式中各个指标的权重系数.根据两个指数值,制定了相应的控制标准评判大坝风险水平与政府决策相互关系程度.应用这两个模型评价了沙河集水库大坝风险水平与政府决策相互关系程度,评价结果表明模型具有较好的适用性.     

佛子岭水库水工程重大险情分析与抢险措施

佛子岭水库下游影响范围内分布有霍山、六安、寿县、霍邱4个县(市)、137个乡镇、100多万人口,180km河道,淹没影响土地面积1940km2.佛子岭水库一旦出现漫坝、溃坝等事故,后果将是灾难性的,因此,有必要对水库可能出现的各种险情进行分析,为更加科学地制订抢险预案、抢险救灾提供决策和依据,力争把灾害减小到最低程度. 一、水工程险情分析 1.水工程可能出现的重大险情 (1)因发生超标准洪水而导致的水淹厂房、漫坝等事故.(2)上游水库漫坝而导致的洪水漫坝事故.(3)因近坝库区较大山体滑坡引起大规模浪涌而导致的漫坝事故.(4)上游较大漂浮物撞击大坝等水工建筑物,导致的坝体或溢洪道闸门变形、开裂等事故.(5)超标准地震灾害引起的坝体变形、开裂、溃坝等事故.(6)由于人为疏忽造成大坝失火,危及大坝安全.     

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。     

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。     

突发洪水时山区中小水库漫坝风险的极大熵分析

水库漫坝事故是大坝失事的常见情形,分析水库漫坝的风险在水库漫坝预测中十分重要。基于突发洪水时水库漫坝风险的特征分析,定义一种水库漫坝极限状态函数,构建突发洪水漫坝极限状态风险的极大熵模型,以确定漫坝风险的概率密度函数。采用BP神经网络方法,对水库漫坝极限状态函数进行拟合,结合二次四阶矩法计算水库漫坝风险的概率密度函数,给出求解水库漫坝风险概率的算法步骤,进一步计算出水库漫坝风险的概率值,为水库漫坝的预测和防范提供科学依据。最后,通过一座山区小型水库实例计算分析,表明这种极大熵法的结果与其他分析方法的结果非常接近,且计算效率较高。     

大坝风险标准与政府决策的和谐统一

介绍了大坝风险标准与政府决策的基本含义,从社会经济发展水平、政府的主导性、公众及媒体的积极性、大坝风险评价与管理技术研究等多个方面论述了大坝风险标准与政府决策的和谐统一,认为大坝风险标准与政府决策和谐统一的基础是提高社会经济发展水平,关键是政府主导,动力是公众及媒体积极参与,技术支撑是大坝风险评价与管理研究,最后对大坝风险标准与政府决策关系的深入研究提出了建议。     

SoftPLC在水力发电工程中的应用

SoftPLC是运行在工业PC上的一个实时多任务控制内核,它既包含所有“硬”PLC的性能、功能、可靠性、速度、纠错等特性,又具有它自己的特性,即开放结构系统。美国陆军水电设计中心(USACE—HDC)已成功将SoftPLC应用在水力发电的水轮机和发电机的控制中,位于波特兰附近的哥伦比亚河有四座大坝,这四座电站共有73台水轮发电机,可生产7724MW的电能。USACE—HDC在每台水轮机和发电机中配置了至少一个SoftPLC处理器。