淺述強化水壩安檢和觀測的潛在損壞模式分析法

唐雨微 凌喬

摘 要：水壩的安全問題是關于國計民生的問題，對于水壩的損壞模式進行合理的分析意義重大。本文對水壩的安全問題進行了分析討論，簡述了可能造成潰壩意外的潛在損壞模式。并對水壩潛在損壞模式分析PFMA的概念進行了簡述，談論了其作用以及應用。

關鍵詞：水壩安全監測；損壞模式； PFMA

1.引言

眾所周知，安全就是意味著沒有意外，或者意外發生的概率極低以至于相當于不會發生。那么在水壩安全問題上，在水壩的工作當中，對于水壩的損壞模式進行合理的分析意義重大。例如洪水漫頂問題，壩基管涌問題，地震損壞問題以及水庫的運行失誤等等多種問題。如果這些問題恰恰是發生在了我們所謂“水壩安全設計和運轉維護”方面的考慮的話，在這個范圍內所發生的安全性問題，就可以稱得上是意外事故。類似于這種任意一個有可能造成潰壩意外的潛在損壞模式，英文簡稱為PFM，都是有關從事水壩安全的從業人員在工作當中必須引起重視，并且需要反復的重新考慮并研究其中的安全盲點問題，這些能夠引起水壩運行安全的潛在損壞性事件，都是相關人員所必須加以嚴格并且進行密切防范的對象。尤其是在水壩建成之后，經歷了越長的時間，運行的時間越久，那么整體計劃的工作運行流程以及安全維護工作，就更要主要聚焦在水壩的監測上，要努力克服并且排除任何一種有可能造成潰壩意外的潛在損壞模式，特別是要針對那些發生的可能性相對來說比較高的造成潰壩意外的潛在損壞模式，以求最大程度上對水壩運行的安全進行維護和保證，減低風險的發生，減少意外發生的概率。

從人類社會發展的歷史上來看，關于水壩潰決的種種意外事故的發生已經可以說是不勝枚舉了，這種導致水壩潰決的意外事故的發生，不僅僅會對經歷災難過后的人民群眾的生命財產造成很大的損失，這種損失是難以計數的并且影響長遠的，在某一個發生過水壩潰決的地域，由于其水壩的安全已經不能夠被精密的保障，因此在將來也很難或者根本無法保證類似的水壩潰決時間絕對不會再次發生，因此這種潛在的風險的存在可以說是史不絕盡。在事實上，潰壩事故的發生，并不是由于一時的原因導致的，就像我們常說的一句名言：冰凍三尺，非一日之寒。因此水壩潰決事故的發生究其原因，不僅僅是現在，更是在過去。過去的根源造成了現在的惡果。借鑒我們過往的種種十分慘痛的歷史教訓，水壩工作當中的相關的安全從業人員在不斷的周而復始的對這樣一種循環的有密切聯系的因果關系進行挖掘的時候，必須要十分謹慎小心，只有本著十二分的社會責任心和高度的安全意識，才能在危險的意外事件發生前果斷采取能夠補救的決定性的行動，因此才能防患于未然，最大程度的保護水壩周邊區域人民群眾的生命財產安全。

2. 簡述水壩潛在損壞模式分析PFMA

我們知道，系統通常被定義為：兩個以上的元件、基件或機能

集合在一起，并且彼此之間有一定的關聯或者是約束的關系，能夠協力行動而達成共同的目標的一個集合體。舉個例子來講，如果我們將水庫計劃當作是一個整體的水庫系統，那么水壩就是其中的一個次系

統。凡是發生在系統當中的任何一個層次結構的，并且會對上一層的結構或者是對整體的結構造成一定的損壞的影響或者模式，就可以稱為是造成結構損壞原因的PFM。通常我們為了方便于探討PFM，常常將整體的一個系統進行分層，將系統分層到一個基本元件結構的損壞模式能被我們所徹底理解的一個最基本的層次上來。因此我們認為，通常來說一種PFM能夠呈現的結構損壞模式，一般先是存在著特定的靜態缺陷，然后再逐漸的演變成動態的一連串事件的一個漸進的過程，這種事件的演變最后會導致所謂的整體系統的特定的損壞，因此PFMA從實質上來講，它其實是一種系統行為以及對系統的可靠度的進行評估的一種特定的方式。

通常，我們在確認一個系統是否會發生損壞循序的意外事件或危險境況的時候，在進行風險的定量以及風險的定性分析方面，我們通常會分別采用一些進行系統化的故障樹狀分析以及事件樹狀分析兩種主要的方法，來對事件進行分析和測評。對于事件樹狀分析，這種分析方式就是按照事件所能夠造成損壞的最起初的事件或折是其間最基本的損壞事件，這些事件所能夠引發的一連串的惡性的后果，從而執行順向逐層上推次系統的一種定性的分析方式。那么所謂的PFMA就是屬于這種類別的分析方式，但是，這種判斷分析的方式的細節比較繁瑣，此處就不加以詳細的討論了。我們能夠感知到，PFMA的過程能夠為相關的工作人員提供確認水壩PFM的一種相對科學的系統化程序，因此能夠對水壩安全的調查以及對水壩工作中評估個別元件對整體系統損壞的影響程度提供一定的幫助。我們從PFMA的整

體的一個實施步驟方面來講，這實際上可以說是一種資訊收集工具，為了能夠為我們提供進行決策時使用的科學的系統程序，為了能夠在正確的時間以及正確的位置，及時并且有效的給出相對正確的判斷，從而采取相對正確的行動來進行解決。因此，無論是從該方法的深度或者是該方法的廣度上來講，資訊的完整性對于人們的思維來說確實能夠構成十分重要的影響，是一種十分關鍵的影響因素。這是因為一些不夠完整的資訊往往會讓人們隨著資訊的質與量而切換角度、或者考慮問題。但是，正如我們所說的那樣，有言為“情報永遠是不完美

的”，因此對于水壩結構構筑物的安全性懷有的不確定性或者對其運行管理有所疑慮的時候，我們就要著重進行增強例行的目測等實際的安全性保障工作，甚至在對于儀器的觀測或者追蹤方面都要進行嚴密的審核，或者為了安全起見，兩者應當兼備，這樣以來才能最大程度的掌握我們所獲得的有關數據信息的完整的形貌等等。舉個例子，就像是水工結構物的材料性質，或者是水工構筑物的內部穩定性在一定程度上發生了某些變化，這些變化的發生有著其內在的原因，那么也必然會表現在外，以至于讓我們察覺。所以對于儀器觀測內在潛變的工作，要實時配合關于外在結構物變化的現象或者一些典型的表微方面的工作，兩者相互結合，互補互助的同時還能對潛在的事故發生的可能性加以印證。

眾所周知，大壩的運行安全性的條件需要在一定程度上加以提高，用以滿足現行的一系列的標準和相應的規范。針對于目前存在的潛在損壞模式分析方法，是提高大壩安全以及科學管理的有效分析方式以及有利的工具。這種方法已經在美國聯邦機構有所應用，他們通過主觀風險分析的途徑，將潛在的損壞模式分析作為一種新的完整的大壩安全的評估工具。這種分析方法是以質量為基礎依據的工程判斷分析方法，安全性人員能夠根據收集到的種種信息來最大限度的對可能發生的風險進行全面地評估工作，從而能夠確定潛在損壞模式以及風險概況。

參考文獻：

[1] 林祥欽. 水壩安全管理： 潰壩模式之挑戰與契機[J].Dam and Safety. 2007，03：16-22.

作者簡介：

唐雨微（1998.3.18-）女，漢，陜西省漢中市，身份證號：612326199803180022，本科生，研究方向：水利水電工程

凌喬（1996.6.13-）男，漢，江蘇省宜興市，身份證號：320282199606137070，本科生，研究方向：地理信息科學