基于风险管理混凝土坝变形预警指标拟定研究.PDFVIP

水 利 学 报 2017年4月 SHUILI XUEBAO 第48卷 第4期 文章编号：0559-9350（2017）04-0480-08 基于风险管理的混凝土坝变形预警指标拟定研究 1，2 1，2 1，2 1 1 谷艳昌 ，王士军 ，庞 琼 ，王 宇 ，吴云星 （1. 南京水利科学研究院，江苏 南京 210029；2. 水利部大坝安全管理中心，江苏 南京 210029） 摘要：在混凝土坝风险理论和结构计算拟定变形指标方法基础上，研究建立基于风险管理的变形预警指标拟定方 法，使得拟定的预警指标不仅满足工程安全需要，同时体现大坝风险的要求。首先根据混凝土坝工程安全运行与 下游经济社会发展要求，确立大坝的风险等级标准；其次分析研究相应风险等级标准条件下，混凝土坝的破坏路 径与模式；以混凝土坝溃决模式与坝体结构特性转异为纽带，借助专家经验，设置结构计算的荷载条件与约束标 准，再采用有限元计算获得相应的变形预警指标值，进而建立了基于风险管理的混凝土坝变形预警指标拟定方 法。以某水电站工程为案例，拟定了该水电站低风险运行的变形预警指标值，验证了该方法是切实可行的。 关键词：混凝土坝；风险管理；溃决；变形特性；预警指标；交集 中图分类号：TV691.1 文献标识码：A doi ：10.13243/ki.slxb 1 研究背景 大坝风险是指大坝失事可能性和对生命、财产及环境产生的负面影响严重性的度量，是不利事 ［1-3］ 件可能性与危害后果的乘积，也即大坝溃决可能性与溃坝后果的乘积 。大坝风险是客观存在的， 人们无法完全消除风险，只能通过工程或非工程措施降低风险，使其控制在某一合理的限度之内。 风险管理是一种基于风险度量为理念的事前管理机制，它将工程安全和公共安全联系起来，为大坝 ［4-5］ 安全管理部门提出更为明确的目标，是大坝安全管理理念的重大转变 。 混凝土坝溃决模式一般为瞬间溃坝，一旦失事，溃坝风险必定很大，后果不堪设想。20世纪曾经发 生过3次震惊坝工界的混凝土坝失事事件，分别为美国圣弗朗西斯（St.Francis）重力坝溃决（1928年）、 ［6-7］ 法国马尔帕塞（Malpasset）拱坝溃决（1959年）和意大利瓦依昂（Vajont）拱坝失事（1963年） 。拟定混凝 土坝变形预警指标，能综合反映各种因素对大坝工作性态的影响，为大坝失事提供事先预警支持。 混凝土坝传统变形预警指标属于工程安全管理范畴，并未体现下游各种因素（包括生命、财产、 环境等）对大坝安全的要求，也即没有体现大坝风险的度量。随着经济社会的发展、公众对安全意识 的增强以及风险分析技术研究的不断深入，水库大坝的管理模式从传统的工程管理模式逐渐过渡到 风险管理模式是必然的趋势。在此背景下，开展基于风险管理的混凝土坝变形预警指标拟定研究， 便是使得建立的预警指标不仅满足工程安全的需要，同时还体现出大坝风险的要求，也即体现大坝 风险度量，并随风险的动态变化而变化，可把宏观层面的风险管理模式渗透到大坝的日常安全管理 当中，为混凝土坝风险管理日常化提供基础理论支撑与有效技术手段。 收稿日期：2016-04-15 基金项目：国家自然科学基金项目；江苏省自然科学基金项目（BK2010125）；江苏省水利科技项目（2015010）； 广西水利厅科技项目（201614）；水利部公益性行业科研专项（201501033）；南京水利科学研究院基金项目（Y715017） 作者简介：谷艳昌（1980-），男，河南开封人，博士，高级工程师，主要从事大坝安全监控研究。E-mail：g_ruby@126.com — 480 — 2 混凝土坝风险管理理论