土石坝风险评价研究现状综述

何亚辉

(重庆交通大学河海学院 重庆 400074)

土石坝风险评价研究现状综述

何亚辉

(重庆交通大学河海学院 重庆 400074)

在我国已经建设的8.6万座大、中型水利水电工程中，水库大坝90%以上的为土石坝。在大坝的失事事故之中，土石坝所占的比例达70.5%。目前我国大部分土石坝已经运行了将近60年，即将达到正常的使用年限，病险水库面广，逐年增多，因此，加强土石坝水库进行风险分析、风险评价研究，为土石坝水库安全管理提供科学依据，具有重大的实际意义和理论意义。本人阅读了相关文献，从工程风险管理、风险分析、风险评价出发，针对土石坝的风险评估的研究现状进行了总结。

风险；土石坝；研究现状；评价

一、土石坝风险管理程序

首先联系实际，根据土石坝相关规范建立风险评价标准，选用适当方法识别可能存在的风险，并对不同风险的发生概率及损失进行估计，结合相关风险标准对风险进行评价，核定该风险是否可被接受，若不能被接受则采取相应的措施进行风险处理，整个过程需要信息交流与咨询，并进行监控与评审，以保证风险评价的顺利进行。

二、风险评估的基本概念

风险指在人们进行某项活动时，一定时间内给人所带来的危害。这种危害不仅决定于事件发生频率，而且与在该段时间内发生造成的后果有关，可简单的表述为：

风险=失事的概率×失事的后果

风险评估作为风险管理中的重要环节，它包括风险估计和风险评价两个方面。对给定目标进行危险的识别、概率的计算、后果的估计的全过程称为风险估计，是一种以数据资料、运行的经验、直观认识为基础的科学方法。风险评价是以风险分析为基础，根据相应风险评价标准，对有关因子进行量化、计算，进而算出系统风险概率、风险后果、风险值，判断该目标的风险是否可被接受，是否需进一步采取安全措施。

三、土石坝的溃坝模式

对溃坝模式的分析，是对大坝风险的分析过程中的一个重要环节。对某座水库来说，大坝所具有特性不同，薄弱环节也不尽同，因而其溃坝模式也有所区别，主要可分为以下几类：

1.洪水漫顶。其原因可归咎为汛期无溢洪道、溢洪道泄量不足、坝顶高程不足、闸门故障等。

2.溢洪道。汛期由于溢洪道被冲毁或(上下游坡)滑坡引起溃决。

3.渗透破坏。汛期坝体、坝基或坝下埋管渗透破坏导致溃决。

四、土石坝风险分析方法

(一)层次分析法(AHP)

层次分析法基本思想是：把一个复杂问题分解为多个组成因素，将这些因素按递进关系来分组，进而形成一个有序递阶的层次结构，通过双双比较方式来确定各层次中多个因素的相对之间的重要性，然后综合人判断来确定决策所需要的各个因素相对重要性的总排序。AHP是一种有用的决策工具，它具有适用性、适用性、系统性、简洁性的优点。

AHP的基本步骤：1.建立递阶层次结构;2.构造两两判断矩阵;3.以判断矩阵为基础，计算各个被比较元素的相对权重;4.计算出各层元素组合权重。

(二)事故树法(FTA)

事故树分析法是一种表示导致灾害事故各种因素之间的逻辑关系及因果图。即：在设计、运行和作业过程中，对可能造成事故或导致后果的各因素进行分析整理，从而确定出故障原因所有可能的组合形式。

(三)事件时序树分析法(ETA)

该法利用树形图进行事故因果关系的分析，以失效原因初始事件出发，按照时间顺序进行追踪，到成为设备或系统失效的最终事件停止，按顺序把阻止事件发生的事件是成功或是失败的事件和其因子展开为树形图，事件树中各个分支代表偶然事件序列所发生的概率。

(四)模糊数学法

大多数风险因素模糊的、是不确定的，用经典数学难计算，但用模糊数学的理论，可用数学语言，进而准确描述该风险因素对评估目标的影响程度，建立其数学评价的模型，求出其精确的解，正是因为其具有这一优良特点，该方法在工程风险领域之中被各个领域大量采用。该方法将在土石坝的风险分析中进行具体阐述。

五、土石坝风险概率计算方法

在风险分析的风险估计这一环节，需要对可能的失效模式发生概率进行估计，目前已有多种方法，主要有以下几种：重现期方法、直接积分法、平均一阶二次矩法、改进的一阶二次矩法、JC方法、蒙特卡洛法、优化法。

六、土石坝的模糊风险分析理论

土石坝工程的设计参数和失效准则均有一定模糊性，因而引入模数数学方法进行风险计算和风险估计成为了必然。土石坝模糊风险理论是结合风险分析理论和模糊数学的知识，建立模糊风险计算模型，得出系统的模糊失事概率，进而并对风险进行求解。模糊风险有三种状况：

1.设计参数具有随机性、失效准则具有模糊性的模糊风险模型

2.失效准则明确、设计参数具有模糊性的模糊风险模型

3.失效准则和设计参数均具有模糊性的模糊风险模型

模糊风险模型利用水平截集将模糊量转化为非模糊量，即设计参数和失效准则的模糊化，进而进行求解。

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