小型水库溃坝风险分析研究

论文摘要

迄今为止,我国已建成的8.7万多座水库中,小型水库有8.3万多座,占水库总数量的95.4%,其中多数为土石坝。建国后的60年中,我国已发生溃坝3462座,其中小型水库有3336座,占溃坝总数的96.4%。小型水库问题突出,已经成为我国水库大坝安全管理的难点和薄弱环节,近年来国家加大了对小型病险水库的除险加固投资力度。2007年12月召开的中央农村工作会议上,党中央、国务院确定用3年时间基本完成全国大中型和重点小型病险水库除险加固任务,山东省明确要求在2010年底前完成全省小型病险水库除险加固的任务。由于小型病险水库数量多,条件各不相同。要求能做到既保证水库的安全,又使工程有限的投资获得最大的经济效益,这给决策者出了一个难题。为了把国家有限的资金用到最需要进行除险加固的小型水库上,加强对小型水库风险分析和风险评价的研究,为小型水库的除险加固提供科学的决策依据,有很大的理论意义和实际意义。本文以区域小型水库溃坝为研究对象,在现有水库大坝风险分析的基础上,总结小型水库坝体特点并结合小型水库历史溃坝统计资料,利用风险指数法,对小型水库进行溃坝风险分析。通过数学模型的建立,得出溃坝概率和溃坝后果,引入溃坝后果综合评价函数,计算出小型水库风险指数,作为衡量水库坝体溃坝风险大小的指标,从而建立起一套系统、完整的小型水库溃坝风险分析体系。通过单座小型水库溃坝概率和溃坝后果分析,得出单座小型水库溃坝风险的确定方法,为单座小型水库除险加固提供依据。将理论成果应用到李子峪水库中,通过对水库坝体加固前溃坝总概率和溃坝后果的综合评价,得知李子峪水库可能发生溃坝,而且溃坝后果极其严重,需要立即采取加固措施。通过对多座小型水库的溃坝概率和风险指数的分析比较,提出区域小型水库降低风险的方法,为目前正在开展的小型病险水库除险加固提供决策依据。以泰安市岱岳区8座小(一)型水库为例,通过对8座水库溃坝概率和溃坝后果分析,得出每座水库的风险指数,根据风险指数大小比较结合溃坝概率,提出了8座水库的风险处理方法,为水行政主管部门的加固提供了决策依据。影响小型水库风险的因素很多,本文只是对影响小型水库风险中最主要的因素——溃坝风险进行研究,研究成果能够满足水库大坝风险分析的预期要求,但也存在一些不足,对于此类问题有待进一步研究。针对小型水库的现状,解决小型水库安全隐患的问题,今后要着重于工程措施和非工程措施的有机结合,从风险管理制度建设、降低大坝溃坝概率和减少溃坝损失三方面入手,以适应小型水库的加固决策和运行管理。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 大坝风险分析国内外研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 1.4 本文技术路线与创新之处
• 2 小型水库存在的主要问题
• 2.1 小型水库坝体存在的主要问题
• 2.1.1 防洪安全方面的问题
• 2.1.2 土石坝结构安全方面的问题
• 2.1.3 土石坝渗流病害方面的问题
• 2.1.4 金属结构安全方面的问题
• 2.1.5 运行管理方面的问题
• 2.2 小型水库坝体主要问题产生的原因
• 2.2.1 规划方面的原因
• 2.2.2 设计方面的原因
• 2.2.3 施工方面的原因
• 2.2.4 管理方面的原因
• 2.3 小结
• 3 土石坝风险分析基本原理与风险计算方法
• 3.1 风险分析的有关概念
• 3.1.1 荷载与抗力
• 3.1.2 可靠性与失事概率
• 3.1.3 风险的概念
• 3.2 风险分析的目的、内容与程序
• 3.2.1 风险分析的目的
• 3.2.2 风险分析的内容
• 3.2.3 风险分析的程序
• 3.3 风险计算方法
• 3.3.1 传统的风险计算方法
• 3.3.2 风险指数法
• 3.4 小结
• 4 小型水库溃坝风险分析
• 4.1 溃坝风险识别
• 4.1.1 历史溃坝资料统计
• 4.1.2 小型水库溃坝原因及分析
• 4.2 溃坝模式和溃坝路径
• 4.3 小型水库溃坝概率的确定
• 4.3.1 大坝溃决概率分析方法
• 4.3.2 小型水库溃坝概率分析
• 4.4 小型水库溃坝后果分析
• 4.4.1 溃坝生命损失
• 4.4.2 小型水库溃坝经济损失Le
• 4.4.3 社会与环境影响
• 4.4.4 溃坝后果综合评价
• 4.5 风险指数计算
• 4.6 区域小型水库群溃坝风险综合评价
• 4.7 结论
• 5 小型水库溃坝风险分析方法在除险加固中的应用
• 5.1 单座小型水库溃坝风险分析实例
• 5.1.1 工程概况
• 5.1.2 溃坝模式和溃坝概率确定
• 5.1.3 水库溃坝后果分析
• 5.2 区域小型水库群溃坝风险分析实例
• 5.2.1 工程概况
• 5.2.2 溃坝风险分析
• 5.2.3 风险综合评价和除险加固决策
• 6 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 7 参考文献
• 8 致谢
• 9 攻读学位期间发表论文情况