小型水库溃坝风险分析研究

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。

目录

文摘

英文文摘

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