水庫洪水位過程及潰壩風(fēng)險評估探討

水庫洪水位過程及潰壩風(fēng)險評估探討匯報人：莫崇勛

廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院

E-mail:513882593@專業(yè)及學(xué)位點(diǎn)水利水電工程本科專業(yè)水工程結(jié)構(gòu)與水安全二級學(xué)科博士點(diǎn)水利工程領(lǐng)域工程碩士點(diǎn)水利工程一級學(xué)科碩士點(diǎn)1932年創(chuàng)辦2010年獲得國家特色專業(yè)2011年通過教育部批準(zhǔn)水文學(xué)及水資源工程

水工結(jié)構(gòu)工程水力學(xué)及河流動力學(xué)水利水電工程

4個二級學(xué)科碩士點(diǎn)2008年通過教育部批準(zhǔn)2011年通過教育部批準(zhǔn)基本情況介紹－1相關(guān)專業(yè)及學(xué)位點(diǎn)結(jié)構(gòu)工程國家級重點(diǎn)學(xué)科

中華人民共和國教育部結(jié)構(gòu)工程與紅水河流域水力資源開發(fā)“211工程”國家重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科

中華人民共和國教育部工程防災(zāi)與結(jié)構(gòu)安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

中華人民共和國教育部防災(zāi)減災(zāi)與工程安全廣西重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

廣西壯族自治區(qū)人民政府廣西工程防災(zāi)與結(jié)構(gòu)安全人才小高地

中共廣西壯族自治區(qū)委員會廣西大學(xué)水利水電科學(xué)研究所

廣西壯族自治區(qū)教育廳土木工程博士后科研流動站

中華人民共和國人事部全國博士后管委會土木工程一級學(xué)科博士點(diǎn)

中華人民共和國國務(wù)院學(xué)位辦基本情況介紹－2學(xué)科建設(shè)相關(guān)平臺劉光文我國著名水文學(xué)家、水文學(xué)教育家。1939年，廣西大學(xué)校長馬君武為了改訂組織大綱、調(diào)整機(jī)構(gòu)，新聘了一批著名教授，其中包括著名水文學(xué)家劉光文教授?；厩闆r介紹－3知名學(xué)者在西大（1）葉守澤

1942年畢業(yè)于廣西大學(xué)土木工程系并留校任教。

1946~1948年赴美留學(xué)，獲密歇根大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位，是年回國后任廣西大學(xué)教授。

1952年調(diào)任武漢大學(xué)土木系主任?；厩闆r介紹－3知名學(xué)者在西大（2）芮孝芳河海大學(xué)資深教授、博士生導(dǎo)師，江蘇省教學(xué)名師，《水利水電科技進(jìn)展》期刊主編。

2007年7月到廣西大學(xué)指導(dǎo)水利專業(yè)及學(xué)科建設(shè)?；厩闆r介紹－3知名學(xué)者在西大（3）王浩

2013年4月25日，廣西大學(xué)校長趙艷林與王浩院士簽訂聘任協(xié)議，正式聘任王浩院士為“雙聘院士”。基本情況介紹－3知名學(xué)者在西大（4）類型名稱備注項(xiàng)目1水庫土石壩工程洪水漫壩風(fēng)險度評價方法及應(yīng)用研究國家自然科學(xué)基金2基于效益測量的紅水河梯級水電站群聯(lián)合發(fā)電優(yōu)化策略研究國家自然科學(xué)基金3梯級水電站群多種效益指標(biāo)的關(guān)聯(lián)分析與優(yōu)化技術(shù)國家自然科學(xué)基金4桂南濱海城市跨流域江河水網(wǎng)庫閘泵多目標(biāo)調(diào)控研究國家自然科學(xué)基金5基于河流生態(tài)需水的梯級水庫徑流過程多目標(biāo)調(diào)控模型與方法國家自然科學(xué)基金6水庫洪水資源化關(guān)鍵技術(shù)與示范研究廣西自然科學(xué)基金7廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)水資源合理配置與水安全保障研究廣西自然科學(xué)基金專著1土石壩風(fēng)險分析方法及應(yīng)用科學(xué)出版社2堤防岸坡穩(wěn)定與堤型穩(wěn)定優(yōu)化分析方法科學(xué)出版社3水庫土石壩工程洪水分期調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用科學(xué)出版社4水電站水庫隨即優(yōu)化方法中國水利水電出版社獎項(xiàng)1天湖水電站水庫群優(yōu)化調(diào)度研究廣西科技進(jìn)步二等獎基本情況介紹－1.4代表性課題與成果水庫洪水位過程及潰壩風(fēng)險評估探討

匯報內(nèi)容水庫洪水位過程描述1潰壩風(fēng)險評估方法2面臨問題與挑戰(zhàn)3水庫洪水位過程描述1影響水庫洪水位過程的因素有：入庫洪水、水庫運(yùn)行調(diào)度方式、庫容庫面積及下泄能力；各個因素的特征是：隨機(jī)性；因此描述水庫洪水位過程的方法：構(gòu)建隨機(jī)微分方程1.1思路與方法水庫洪水位過程描述1水庫洪水位的時間過程描述：1.2數(shù)學(xué)表達(dá)式式中：（1）（2）2.1思路與方法潰壩風(fēng)險評估方法2考慮因素：危險性和易損性；度量形式：絕對值轉(zhuǎn)換到[0,1]；模型選?。?/p>

式中，R

為風(fēng)險度，H

為危險度，V

為易損度，取值均在0到1之間。該評估模型體現(xiàn)了災(zāi)害的自然屬性和社會屬性，被廣泛應(yīng)用于自然災(zāi)害風(fēng)險評估中。R=H

×V危險度模型：潰壩風(fēng)險評估方法22.2數(shù)學(xué)表達(dá)式－危險度漫壩概率計算模型：生命損失模型：潰壩風(fēng)險評估方法2易損度綜合評價模型：2.2數(shù)學(xué)表達(dá)式－易損度經(jīng)濟(jì)損失模型：社會環(huán)境損失模型：表2風(fēng)險度等級劃分結(jié)果危險度分級0.00~0.330.33~0.570.57~0.790.79~1.00易損度分級0.00~0.630.63~0.740.74~0.820.82~1.00風(fēng)險度分級0.00~0.210.21~0.420.42~0.650.65~1.00風(fēng)險屬性低度風(fēng)險中度風(fēng)險高度風(fēng)險極高風(fēng)險潰壩風(fēng)險評估方法22.3評價指南潰壩風(fēng)險評估方法22.4水庫汛期分期條件下的漫壩風(fēng)險評估方法

基于水庫流域（特別是中國南方）洪水存在明顯的季節(jié)性特征，課題組提出水庫汛期分期調(diào)度及其潰壩風(fēng)險研究。研究的技術(shù)路線如下圖1所示。水庫汛期分期漫壩概率分析水庫全汛期漫壩概率分析水庫漫壩危險性分析水庫漫壩易損性分析水庫漫壩危險性評價水庫汛期分期研究根據(jù)水庫流域水文、氣象逐日資料，利用變點(diǎn)、分形、集對、灰色等理論方法對水庫汛期分期方案進(jìn)行綜合分析?？紤]汛期入庫洪水、風(fēng)浪、庫容和下泄能力的不確定性因素，建立水庫隨機(jī)漫壩概率模型，利用“積分-JC”法求解各分期的漫壩概率。根據(jù)水庫洪水在各分期發(fā)生的頻次及各分期漫壩概率分析結(jié)果，利用全概率組合公式分析水庫全汛期漫壩概率。利用歸一化函數(shù)y=a(lgy)b將漫壩概率轉(zhuǎn)化為漫壩風(fēng)險度H=f(p)?？紤]生命、經(jīng)濟(jì)和社會環(huán)境三要素，建立賦有權(quán)重的易損性綜合評價模型：V=αF生+βF經(jīng)+γF社環(huán)，其中F生、F經(jīng)和F社環(huán)服從歸一化函數(shù)y=a(lgy)b。依據(jù)風(fēng)險度評價模型R=H×V進(jìn)行風(fēng)險評價。圖1工作思路與研究框圖水庫潰壩危險性分析水庫潰壩易損性分析水庫潰壩風(fēng)險性評價水庫汛期分期研究潰壩風(fēng)險評估方法22.5實(shí)例分析澄碧河水庫澄碧河水庫是廣西最大的土石壩工程，最大壩高70m，位于廣西百色市右江支流澄碧河上，總庫容為11.5億m3，為大（一）型水利工程。澄碧河水庫不同汛限水位的風(fēng)險度計算結(jié)果汛限水位(m)漫壩危險度H漫壩易損度V風(fēng)險度R前汛期主汛期后汛期185.00185.00185.000.420.890.37185.00185.00185.500.420.890.38185.00185.00186.000.430.890.38185.00185.00186.500.460.890.41185.00185.00187.000.550.890.49185.00185.00187.500.570.890.51185.00185.00188.000.640.890.57185.00185.00188.500.680.890.60潰壩風(fēng)險評估22.5實(shí)例分析面臨問題和挑戰(zhàn)3（2）水庫汛期各分期之間的非獨(dú)立性問題缺乏有效的解決辦法。（1）水庫汛期分期成果的合理性評判缺乏有效的辦法和途徑。（3）危險度和易損度的歸一化函數(shù)需要不斷地得到提煉和檢驗(yàn)。敬請各位專家批評指正！工程分期方法前汛期主汛期后汛期澄碧河水庫數(shù)理統(tǒng)計+模糊集分析+灰色定權(quán)聚類法4月1日～5月31日6月1日～8月31日9月1日～10月31日分形分析法4月13日～6月16日6