土石壩風險評價研究現狀綜述

何亞輝

(重慶交通大學河海學院 重慶 400074)

土石壩風險評價研究現狀綜述

何亞輝

(重慶交通大學河海學院 重慶 400074)

在我國已經建設的8.6萬座大、中型水利水電工程中，水庫大壩90%以上的為土石壩。在大壩的失事事故之中，土石壩所占的比例達70.5%。目前我國大部分土石壩已經運行了將近60年，即將達到正常的使用年限，病險水庫面廣，逐年增多，因此，加強土石壩水庫進行風險分析、風險評價研究，為土石壩水庫安全管理提供科學依據，具有重大的實際意義和理論意義。本人閱讀了相關文獻，從工程風險管理、風險分析、風險評價出發，針對土石壩的風險評估的研究現狀進行了總結。

風險；土石壩；研究現狀；評價

一、土石壩風險管理程序

首先聯系實際，根據土石壩相關規范建立風險評價標準，選用適當方法識別可能存在的風險，并對不同風險的發生概率及損失進行估計，結合相關風險標準對風險進行評價，核定該風險是否可被接受，若不能被接受則采取相應的措施進行風險處理，整個過程需要信息交流與咨詢，并進行監控與評審，以保證風險評價的順利進行。

二、風險評估的基本概念

風險指在人們進行某項活動時，一定時間內給人所帶來的危害。這種危害不僅決定于事件發生頻率，而且與在該段時間內發生造成的后果有關，可簡單的表述為：

風險=失事的概率×失事的后果

風險評估作為風險管理中的重要環節，它包括風險估計和風險評價兩個方面。對給定目標進行危險的識別、概率的計算、后果的估計的全過程稱為風險估計，是一種以數據資料、運行的經驗、直觀認識為基礎的科學方法。風險評價是以風險分析為基礎，根據相應風險評價標準，對有關因子進行量化、計算，進而算出系統風險概率、風險后果、風險值，判斷該目標的風險是否可被接受，是否需進一步采取安全措施。

三、土石壩的潰壩模式

對潰壩模式的分析，是對大壩風險的分析過程中的一個重要環節。對某座水庫來說，大壩所具有特性不同，薄弱環節也不盡同，因而其潰壩模式也有所區別，主要可分為以下幾類：

1.洪水漫頂。其原因可歸咎為汛期無溢洪道、溢洪道泄量不足、壩頂高程不足、閘門故障等。

2.溢洪道。汛期由于溢洪道被沖毀或(上下游坡)滑坡引起潰決。

3.滲透破壞。汛期壩體、壩基或壩下埋管滲透破壞導致潰決。

四、土石壩風險分析方法

(一)層次分析法(AHP)

層次分析法基本思想是：把一個復雜問題分解為多個組成因素，將這些因素按遞進關系來分組，進而形成一個有序遞階的層次結構，通過雙雙比較方式來確定各層次中多個因素的相對之間的重要性，然后綜合人判斷來確定決策所需要的各個因素相對重要性的總排序。AHP是一種有用的決策工具，它具有適用性、適用性、系統性、簡潔性的優點。

AHP的基本步驟：1.建立遞階層次結構;2.構造兩兩判斷矩陣;3.以判斷矩陣為基礎，計算各個被比較元素的相對權重;4.計算出各層元素組合權重。

(二)事故樹法(FTA)

事故樹分析法是一種表示導致災害事故各種因素之間的邏輯關系及因果圖。即：在設計、運行和作業過程中，對可能造成事故或導致后果的各因素進行分析整理，從而確定出故障原因所有可能的組合形式。

(三)事件時序樹分析法(ETA)

該法利用樹形圖進行事故因果關系的分析，以失效原因初始事件出發，按照時間順序進行追蹤，到成為設備或系統失效的最終事件停止，按順序把阻止事件發生的事件是成功或是失敗的事件和其因子展開為樹形圖，事件樹中各個分支代表偶然事件序列所發生的概率。

(四)模糊數學法

大多數風險因素模糊的、是不確定的，用經典數學難計算，但用模糊數學的理論，可用數學語言，進而準確描述該風險因素對評估目標的影響程度，建立其數學評價的模型，求出其精確的解，正是因為其具有這一優良特點，該方法在工程風險領域之中被各個領域大量采用。該方法將在土石壩的風險分析中進行具體闡述。

五、土石壩風險概率計算方法

在風險分析的風險估計這一環節，需要對可能的失效模式發生概率進行估計，目前已有多種方法，主要有以下幾種：重現期方法、直接積分法、平均一階二次矩法、改進的一階二次矩法、JC方法、蒙特卡洛法、優化法。

六、土石壩的模糊風險分析理論

土石壩工程的設計參數和失效準則均有一定模糊性，因而引入模數數學方法進行風險計算和風險估計成為了必然。土石壩模糊風險理論是結合風險分析理論和模糊數學的知識，建立模糊風險計算模型，得出系統的模糊失事概率，進而并對風險進行求解。模糊風險有三種狀況：

1.設計參數具有隨機性、失效準則具有模糊性的模糊風險模型

2.失效準則明確、設計參數具有模糊性的模糊風險模型

3.失效準則和設計參數均具有模糊性的模糊風險模型

模糊風險模型利用水平截集將模糊量轉化為非模糊量，即設計參數和失效準則的模糊化，進而進行求解。

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