大壩風(fēng)險(xiǎn)分析與管理

1、大壩風(fēng)險(xiǎn)分析與風(fēng)險(xiǎn)管理1 研究背景、目的與意義風(fēng)險(xiǎn)的定義風(fēng)險(xiǎn)（Risk或Venture）指不幸事件發(fā)生的可能性及其發(fā)生后將要造成的損害風(fēng)險(xiǎn)概率或風(fēng)險(xiǎn)度（Probability of Risk）風(fēng)險(xiǎn)后果（Disaster of Risk）風(fēng)險(xiǎn)=風(fēng)險(xiǎn)度風(fēng)險(xiǎn)后果風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)：具有發(fā)生或出現(xiàn)人們不期望后果的可能性具有不確定性或風(fēng)險(xiǎn)的表達(dá)形式：式中：R為風(fēng)險(xiǎn)，Pf為失事概率，Cf為失事后的損失，n為指數(shù)，對經(jīng)濟(jì)分析一般取1.1 研究背景、目的與意義風(fēng)險(xiǎn)分析的目的風(fēng)險(xiǎn)分析是對人類社會(huì)中存在的各種風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識別、風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)，并在此基礎(chǔ)上優(yōu)化組合各種風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)、做出風(fēng)險(xiǎn)決策，對可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)實(shí)施有效

2、控制和妥善處理風(fēng)險(xiǎn)所致?lián)p失的后果，期望以最小的成本獲得最大的安全保障。風(fēng)險(xiǎn)分析對象的人力、物力、財(cái)力、資源的投入預(yù)期的損失減到最低；以及一旦出現(xiàn)損失，獲得的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償最大。風(fēng)險(xiǎn)分析的實(shí)質(zhì)就是從系統(tǒng)工程的角度出發(fā)，建立經(jīng)濟(jì)投入、系統(tǒng)安全和系統(tǒng)破壞帶來的人員和經(jīng)濟(jì)損失之間的關(guān)系。1 研究背景、目的與意義風(fēng)險(xiǎn)分析的主要內(nèi)容 風(fēng)險(xiǎn)識別：找出風(fēng)險(xiǎn)所在與引起風(fēng)險(xiǎn)的主要因素風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)與評價(jià)：對風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率及其后果做出定量估計(jì)風(fēng)險(xiǎn)處理：選擇風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)分析的目的風(fēng)險(xiǎn)決策：對風(fēng)險(xiǎn)后果進(jìn)行分析，決定采用的風(fēng)險(xiǎn)處理的對策與方案風(fēng)險(xiǎn)識別：是否存在風(fēng)險(xiǎn)因素？定性：后果風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)：概率大??？后果大??？風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)：期望

3、風(fēng)險(xiǎn)？風(fēng)險(xiǎn)度？風(fēng)險(xiǎn)等級？風(fēng)險(xiǎn)處理：如何控制？如何選用管理技術(shù)？風(fēng)險(xiǎn)決定：風(fēng)險(xiǎn)效益成本分析？效益是否最佳？放棄實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)分析的一般程序1 研究背景、目的與意義1 研究背景、目的與意義工程結(jié)構(gòu)的不確定性：數(shù)學(xué)上分為：隨機(jī)性（Random）、模糊性(Fuzzy)、未確知性(Uncertainty) 工程上分為導(dǎo)致結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)的不確定性因素荷載不確定性:庫水壓力、壩基揚(yáng)壓力、溫度荷載、地應(yīng)力、滲流荷載材料參數(shù)不確定性:力學(xué)參數(shù)、熱學(xué)參數(shù)幾何尺寸不確定性:應(yīng)力敏感部位、地基斷層（節(jié)理、裂隙）幾何分布初始條件與邊界條件不確定性:仿真建模簡化與實(shí)際問題的復(fù)雜性計(jì)算模型不確定性:本構(gòu)模型與強(qiáng)度準(zhǔn)則1 研究背景、目的

4、與意義結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)及力學(xué)意義下維護(hù)時(shí)間的決策研究結(jié)構(gòu)性能與時(shí)間的關(guān)系：結(jié)構(gòu)失效概率隨時(shí)間增長而增加維護(hù)與維修時(shí)間的決策：結(jié)構(gòu)維護(hù)與維修代價(jià)與結(jié)構(gòu)安全關(guān)系1 研究背景、目的與意義結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)模型結(jié)構(gòu)在使用期內(nèi)的總期望損失可表達(dá)為：Ctot為總期望損失；Cfail為結(jié)構(gòu)破壞造成的期望損失；Cm為結(jié)構(gòu)維護(hù)與維修期間造成的期望損失；Cser為結(jié)構(gòu)使用功能不充分造成的期望損失。所有各項(xiàng)損失均表達(dá)為結(jié)構(gòu)參數(shù)(材料參數(shù)、幾何尺寸、荷載等)與時(shí)間t的函數(shù)。結(jié)構(gòu)破壞造成的期望損失Cfail定義為：ff為破壞影響系數(shù)；Cc為結(jié)構(gòu)建造費(fèi)用；Cu,r(t)為重建期內(nèi)的損失；(1+r)-t為折減系數(shù)；tr為結(jié)構(gòu)重建的持續(xù)時(shí)間；

5、u(t)為單位時(shí)間內(nèi)造成的損失；Ccoll破壞造成的間接損失;Bfail(X,t)為維護(hù)與維修效益1 研究背景、目的與意義結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)模型結(jié)構(gòu)維修期內(nèi)造成的期望損失Cm定義為：Cm,0為結(jié)構(gòu)維修對業(yè)主的損失;Cm,u為結(jié)構(gòu)維修對用戶的損失;m(X,t)為結(jié)構(gòu)維修費(fèi)用;tm(X,t)為結(jié)構(gòu)維修時(shí)間。結(jié)構(gòu)功能不充分造成的期望損失：結(jié)構(gòu)損傷造成使用功能不充分使業(yè)主與使用者受到一定損失。引入結(jié)構(gòu)功能不充分系數(shù)ris0,1(取決于結(jié)構(gòu)響應(yīng)量，結(jié)構(gòu)完好ris=0)ris= ris （X,t）;使用者的損失Cu（單位時(shí)間內(nèi)的損失）將是ris的函數(shù)。若已知結(jié)構(gòu)參數(shù)X(t)的變化，則可以估計(jì)ris的概率密度函數(shù)（P

6、DF）,也可以估計(jì)Cu 。1 研究背景、目的與意義考慮折減系數(shù)（1+r）-T，在t=T時(shí)刻結(jié)構(gòu)使用功能不充分造成的損失：對于任意時(shí)刻t,Cser(t)為：從初始時(shí)刻t=0到任意時(shí)刻t結(jié)構(gòu)的累積損失為：如果在某時(shí)間點(diǎn)t對結(jié)構(gòu)進(jìn)行維修，則會(huì)提高結(jié)構(gòu)的可用性，同時(shí)降低Cser（t）的值，但結(jié)構(gòu)的使用功能隨時(shí)間的退化是不可避免的。結(jié)構(gòu)綜合損失為：1 研究背景、目的與意義結(jié)構(gòu)的監(jiān)測和維護(hù)決策為了延長工程結(jié)構(gòu)的使用壽命，就必須對工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)與維修，提高結(jié)構(gòu)性能。在這個(gè)過程中存在如何進(jìn)行維修與維護(hù)時(shí)間決策的問題。這個(gè)問題既要考慮到結(jié)構(gòu)正常使用的安全狀態(tài)，還要考慮到結(jié)構(gòu)在某失效水平上引發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)或損失，以及

7、業(yè)主承受風(fēng)險(xiǎn)的水平（風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)）。1 研究背景、目的與意義兩種極限狀態(tài)的描述由于荷載變化、環(huán)境影響以及材料性能的變化，工程結(jié)構(gòu)在經(jīng)歷一段使用期后，其性能存在不同程度的損傷，抗力與荷載效應(yīng)與初始設(shè)計(jì)狀態(tài)有所不同，因此，工程結(jié)構(gòu)可靠度是時(shí)變可靠度問題。常用的極限承載能力極限狀態(tài)與正常使用極限狀態(tài)表述如下：極限承載能力極限狀態(tài)：正常使用極限狀態(tài)： R(t),S(t)分別為與時(shí)間有關(guān)的結(jié)構(gòu)抗力與荷載效應(yīng);(t),T分別為與時(shí)間有關(guān)的結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)及正常使用極限狀態(tài)目標(biāo)可靠指標(biāo)。結(jié)構(gòu)在時(shí)刻達(dá)到極限承載能力極限狀態(tài),在時(shí)刻達(dá)到正常使用極限狀態(tài),此時(shí),需要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)與維修,以提高結(jié)構(gòu)可靠性.一般:T1 T2

8、R(T1)=S(T1)(T2)= T1 研究背景、目的與意義抗力與荷載效應(yīng)隨時(shí)間變化工程中常用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是一典型的蛻化結(jié)構(gòu),性能隨時(shí)間變化是一復(fù)雜的物理、化學(xué)及力學(xué)損傷過程。其荷載、抗力在設(shè)計(jì)工程壽命期內(nèi)是變化的，單位時(shí)間內(nèi)的失效概率也隨時(shí)間變化，可用隨機(jī)過程來描述。R0為初始狀態(tài)的抗力，G(t)為與時(shí)間有關(guān)的衰減函數(shù)（指數(shù)函數(shù)形式）抗力、荷載效應(yīng)是時(shí)間的函數(shù)，可靠指標(biāo)為時(shí)變可靠指標(biāo)，結(jié)構(gòu)安全性隨時(shí)間下降，結(jié)構(gòu)風(fēng)險(xiǎn)隨時(shí)間積累，在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)應(yīng)對工程進(jìn)行維護(hù)與維修，以提高安全性，降低風(fēng)險(xiǎn)。這個(gè)時(shí)間點(diǎn)的決策取決于隨機(jī)變量的時(shí)間衰減（老化）規(guī)律及風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)。1 研究背景、目的與意義 美國陸軍工程師

9、團(tuán)（USACE） 美國陸軍工程師團(tuán)最早（1982）提出風(fēng)險(xiǎn)的概念，用下列相對風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)來判別大壩風(fēng)險(xiǎn)(總分250,洪水漫頂與結(jié)構(gòu)險(xiǎn)情各占125分)世界先進(jìn)國家大壩安全與管理方面的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模式 風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)起源于美國,首先使用在軍工方面,成為其核心技術(shù) 20世紀(jì)80年代開始將其應(yīng)用于大壩風(fēng)險(xiǎn)分析與管理 目前主要在美國、加拿大、澳大利亞和西歐發(fā)展迅速 美國各部門用于大壩風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)各異，風(fēng)險(xiǎn)分析方法也不同1 研究背景、目的與意義美國墾務(wù)局(USBR)美國墾務(wù)局是美國大壩管理機(jī)構(gòu)之一,負(fù)責(zé)管理350多座大壩。推薦使用現(xiàn)場評分法來衡量大壩風(fēng)險(xiǎn)USBR將風(fēng)險(xiǎn)分析與評價(jià)作為改進(jìn)安全管理的一種手段，安全的大壩

10、首先是風(fēng)險(xiǎn)能被公眾接受，其次才是完成預(yù)定功能風(fēng)險(xiǎn)類別大 壩 工 程潛 在 風(fēng) 險(xiǎn)因素工程齡期建筑質(zhì)量滲流態(tài)勢結(jié)構(gòu)庫容水頭隱患洪水地震1 研究背景、目的與意義瑞典風(fēng)險(xiǎn)分析在瑞典正在被作為一種大壩安全隱患加固的排序方法。瑞典能源公司應(yīng)用定量分析和失效模式、影響及危急程度進(jìn)行分析，以估計(jì)哪種方法更合適。葡萄牙葡萄牙考慮了11個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素，提出了綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法：（適應(yīng)于定性分析）i為環(huán)境因素，分為：地震、庫岸塌滑、洪水、水庫調(diào)節(jié)能力、環(huán)境侵害j為工程結(jié)構(gòu)因素，分為：結(jié)構(gòu)可靠性、壩基優(yōu)劣、防洪設(shè)施安全、工程管理維修好壞k為潰壩損失因素，分為：水庫庫容、洪泛區(qū)可能損失1 研究背景、目的與意義中國大壩風(fēng)險(xiǎn)發(fā)展

11、及現(xiàn)狀水庫大壩總體安全度評價(jià)方法過去一般按設(shè)計(jì)規(guī)范分別對防洪、抗滑、抗震、抗?jié)B、抗裂等功能分別進(jìn)行安全度計(jì)算 ；該方法未考慮不確定性因素與計(jì)算參數(shù)的變異性。1990年提出大壩總體安全度為 SD為大壩總體安全度， 為社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響因子大壩安全度按防洪、抗滑、 抗震、抗?jié)B、抗裂、抗生物破壞6個(gè)方面考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響因子按工程除險(xiǎn)加固投入I、產(chǎn)出效益E以及工程等級C綜合考慮1 研究背景、目的與意義中國大壩風(fēng)險(xiǎn)發(fā)展及現(xiàn)狀大壩總體安全可靠度分析導(dǎo)致大壩潰決的主要事件包括漫頂、裂縫、滲流、大壩滑坡等，并從20世紀(jì)80年代開始研究這些事件的可靠度分析方法包括可靠度計(jì)算基本方法、最大可能失效模式、洪水漫頂、土石壩

12、開裂等。難點(diǎn)：隨機(jī)變量分布概型的確定方法、分布概型未知條件下的可靠度計(jì)算大壩病險(xiǎn)程度排序美國墾務(wù)局現(xiàn)場評分法葡萄牙綜合風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法該法較粗糙，不能考慮所有影響大壩安全的因素，對因素分類不合理，不能考慮下游的餓影響。1 研究背景、目的與意義中國大壩風(fēng)險(xiǎn)發(fā)展及現(xiàn)狀基于風(fēng)險(xiǎn)的病壩判別標(biāo)準(zhǔn)體系研究提出了定性與定量相結(jié)合的病壩風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)確定方法研究了中國平均年潰壩率，提出了中國大壩可能發(fā)生的五類24種潰決模式和10種破壞事件的基本環(huán)節(jié)提出我國現(xiàn)階段大壩風(fēng)險(xiǎn)分析分為生命風(fēng)險(xiǎn)、經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)、社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)四大類，探討了制定符合國情的風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)思路(目前尚無公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn))提出了大壩風(fēng)險(xiǎn)分析涉及的潰壩影響及其后果（生命

13、損失、經(jīng)濟(jì)損失、社會(huì)環(huán)境損失）的評價(jià)方法2 大壩破壞概率與潰決模式基于可靠度的工程風(fēng)險(xiǎn)決策方法以可靠指標(biāo)表征風(fēng)險(xiǎn)率:工程風(fēng)險(xiǎn)可定義為失效的概率，其大小可用風(fēng)險(xiǎn)率p來表述 p=pf; pf =1-()pf及的計(jì)算方法，可用一切用于結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)計(jì)算的各類方法。構(gòu)件（單元）可靠度計(jì)算方法體系可靠度計(jì)算方法決策樹模型可很方便地應(yīng)用于方案的風(fēng)險(xiǎn)分析有了風(fēng)險(xiǎn)率，便可計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)損失。在各種可能的方案之中，以總期望損失最小的方案為最優(yōu)。2 大壩破壞概率與潰決模式潰壩模式與潰壩途徑潰壩模式分析是大壩風(fēng)險(xiǎn)分析的重要環(huán)節(jié)，根據(jù)可能出現(xiàn)的荷載，分析大壩各部位以及整體結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的破壞形式，并分析其是否可能發(fā)展為潰壩事件

14、，最終形成從荷載建筑物破壞潰壩的途徑。大壩的潰決是在內(nèi)部的薄弱環(huán)節(jié)與外部荷載共同作用下發(fā)生呢過的，可能的方式有多種。分析大壩各種可能的潰決模式與潰決途徑，對大壩的風(fēng)險(xiǎn)管理你十分重要。我國大壩主要的潰決模式：汛期洪水引起潰壩：漫頂、滲流破壞、滑動(dòng)失穩(wěn)、溢洪道沖毀等非汛期水荷載引起潰壩：滲流破壞等地震引起潰壩：滲流破壞、液化、漫頂、結(jié)構(gòu)破壞（裂縫、滑動(dòng)）等2 大壩破壞概率與潰決模式我國95%以上的大壩為土石壩，常見的五類土石壩潰決模式為：（1）汛期由于無溢洪道、溢洪道泄量不足、壩頂高程不足、閘門故障等引起洪水漫頂引起潰決；（2）汛期由于溢洪道被沖毀或（上、下游壩坡）滑坡引起潰決；（3）汛期壩體、壩

15、基或壩下埋管滲透破壞引起潰決；（4）非汛期壩體、壩基或壩下埋管滲透破壞引起潰決；（5）由于地震引起大壩潰決。3 大壩潰決對下游的影響及其評價(jià)大壩風(fēng)險(xiǎn)指對其生命、財(cái)產(chǎn)、社會(huì)、環(huán)境等產(chǎn)生負(fù)面影響的可能性和嚴(yán)重性的度量。潰壩影響研究包括如下內(nèi)容：大壩潰決機(jī)理及潰壩模型研究潰壩洪水以及演進(jìn)特性、過程和淹沒范圍研究淹沒范圍內(nèi)生命損失確定方法和技術(shù)研究淹沒區(qū)經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)環(huán)境影響確定方法和技術(shù)研究3 大壩潰決對下游的影響及其評價(jià)潰壩模型及潰壩洪水研究潰壩影響范圍：潰壩洪水深度與不潰壩洪水深度之差區(qū)域潰壩洪水：特指壩址潰壩洪水計(jì)算，是下游洪水演進(jìn)計(jì)算的依據(jù)。瞬時(shí)潰壩混凝土的潰決方式，對混凝土拱壩可能是瞬時(shí)全

16、潰，也可能是上部拱圈或壩段（垂直向局部）潰決；對混凝土重力壩可能是某幾個(gè)壩段一潰到底；逐步潰壩土石壩潰決多半是逐步發(fā)展的，不同壩料、不同壩料組合、不同填筑質(zhì)量，潰決過程不一樣，洪水計(jì)算復(fù)雜得多。3 大壩潰決對下游的影響及其評價(jià)潰壩模型及潰壩洪水研究潰壩洪水演進(jìn)分析：在得到壩址最大潰決流量、流速、水深后，并可利用相應(yīng)潰壩洪水演進(jìn)模型進(jìn)行潰壩洪水演進(jìn)分析。常用方法有：簡化分析法經(jīng)驗(yàn)公式分析法數(shù)學(xué)模型分析法潰壩后果研究包括生命損失、經(jīng)濟(jì)損失、社會(huì)與環(huán)境影響3 大壩潰決對下游的影響及其評價(jià)潰壩后果研究生命損失：潰壩最嚴(yán)重的應(yīng)是生命損失，除了奪取無辜者的生命外，還使幸存者心理恐慌、社會(huì)不安定，其影響難于

17、用經(jīng)濟(jì)指標(biāo)衡量。生命損失的影響因素：風(fēng)險(xiǎn)人口的總數(shù)及其分布潰壩發(fā)生時(shí)間：白天、夏季撤離快；夜晚、冬季撤離慢警報(bào)時(shí)間：警報(bào)時(shí)間大于1.3小時(shí)，生命損失可大為減少水深和流速：潰壩洪水流速、水深對人在水中的穩(wěn)定性與機(jī)動(dòng)性；建筑物的破壞程度有很大影響洪水上漲速率撤離條件3 大壩潰決對下游的影響及其評價(jià)經(jīng)濟(jì)損失：國內(nèi)重視經(jīng)濟(jì)損失研究較多，對生命損失研究較少；國外對生命損失研究較深入，對經(jīng)濟(jì)損失研究相對不夠。潰壩經(jīng)濟(jì)損失包括：直接經(jīng)濟(jì)損失、間接經(jīng)濟(jì)損失，其計(jì)算還涉及社會(huì)經(jīng)濟(jì)調(diào)查、潰壩洪水損失率、潰壩洪水損失增長率等。社會(huì)環(huán)境影響：國際上對生命風(fēng)險(xiǎn)與經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)已有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，而對于社會(huì)環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)至今仍屬空白

18、。我國對生命風(fēng)險(xiǎn)與經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)已做了初步探討，對社會(huì)環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)尚未觸及。社會(huì)與環(huán)境影響的主要因素社會(huì)影響因素：除生命損失外，尚有政治影響、身心健康傷害、生活水平與生活質(zhì)量下降、文物古跡與藝術(shù)珍品、珍稀動(dòng)植物損失等。環(huán)境影響因素：河道形態(tài)、生物棲息地、人文景觀、對環(huán)境影響重大的工業(yè)企業(yè)3 大壩潰決對下游的影響及其評價(jià)社會(huì)與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的確定：社會(huì)與環(huán)境影響指數(shù)f所考慮社會(huì)環(huán)境要素的乘積 f=NCIhRlLPN為風(fēng)險(xiǎn)人口系數(shù) C為重要城市系數(shù)I為重要設(shè)施系數(shù) h為文物古跡等系數(shù)R為河道形態(tài)系數(shù) l為生物生境系數(shù)L為人文景觀系數(shù) P為污染工業(yè)系數(shù)f的值變化在110000之間3 大壩潰決對下游的影響及

19、其評價(jià)社會(huì)與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的確定：風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)線ALARP（as low as reasonable practicable）原則風(fēng)險(xiǎn)在合理可行的情況下盡可能低。可接受風(fēng)險(xiǎn)：任何受風(fēng)險(xiǎn)影響的人，為了生活與工作的目的，假若風(fēng)險(xiǎn)控制不住，準(zhǔn)備接受風(fēng)險(xiǎn)?？扇萑田L(fēng)險(xiǎn)：為了取得某種純利潤，社會(huì)能夠忍受的風(fēng)險(xiǎn)?？扇萑滩灰馕吨山邮苌鐣?huì)與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)采用國際上比較流行的FN線法確定。 N為死亡人數(shù)，F(xiàn)為N的累積概率分布函數(shù)（CDF），即不小于N個(gè)生命損失的概率。通過確定FN線來確定風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)3 大壩潰決對下游的影響及其評價(jià)風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)線FN標(biāo)準(zhǔn)線可通過雙對數(shù)坐標(biāo)系中確定FN線的起點(diǎn)位置和斜率來確定，荷蘭環(huán)保部建議FN線

20、的斜率為-1。對社會(huì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)而言，以社會(huì)環(huán)境影響指數(shù)為橫坐標(biāo)，年潰壩率為縱坐標(biāo)，可定出可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)及可容忍風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)。兩條FN標(biāo)準(zhǔn)線將平面分為三個(gè)區(qū)：可接受區(qū)、可容忍區(qū)、不可容忍區(qū)按照英國健康和安全委員會(huì)（HSE）意見，只有當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)降低是不可行的，或當(dāng)降低風(fēng)險(xiǎn)費(fèi)用與取得的效益非常不對稱時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)才是可容忍的3 大壩潰決對下游的影響及其評價(jià)潰壩后果綜合評價(jià)潰壩后果綜合評價(jià)函數(shù)：S1、S2 、S3分別為生命損失、經(jīng)濟(jì)損失、社會(huì)環(huán)境影響權(quán)重系數(shù)；F1、F2 、F3分別為生命損失、經(jīng)濟(jì)損失、社會(huì)環(huán)境影響的嚴(yán)重程度系數(shù)。權(quán)重系數(shù)的確定可應(yīng)用AHP方法,按Saaty建議的1-9標(biāo)度法確定各子層因素對目層因

21、素的權(quán)重系數(shù)。總目標(biāo)層潰壩后果的各影響因素（子目標(biāo)層）包括生命損失（ S1）、經(jīng)濟(jì)損失（ S2）、社會(huì)環(huán)境損失（S3 ）。生命損失比經(jīng)濟(jì)損失重要得多，社會(huì)環(huán)境損失比經(jīng)濟(jì)損失重要。3 大壩潰決對下游的影響及其評價(jià)潰壩后果綜合評價(jià)潰壩后果嚴(yán)重程度系數(shù)生命損失以人數(shù)計(jì)、經(jīng)濟(jì)損失以百萬元等貨幣單位計(jì)、社會(huì)環(huán)境影響按定性描述輕微、一般、中等、嚴(yán)重和極其嚴(yán)重等定性描述，為了比較的統(tǒng)一性，需要進(jìn)行歸一化處理。歸一化數(shù)學(xué)模型：式中a、b為參數(shù)，y為歸一化系數(shù)ri,0ri1; x=1,y=0;x=100000,y=1.分別取b=0.1，0.2，0.3，0.5，1，2，3等時(shí)，可得到可得到一族xy曲線，供歸一化時(shí)

22、采用。3 大壩潰決對下游的影響及其評價(jià)潰壩后果綜合評價(jià)潰壩后果嚴(yán)重程度系數(shù)生命損失嚴(yán)重程度系數(shù)F1：生命損失可用Dekay & Mc Clelland方法估算：LOL為生命損失；PAR為風(fēng)險(xiǎn)人口；WT為預(yù)警時(shí)間；Fc為洪水強(qiáng)度，高洪水風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域Fc=1，低洪水風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域Fc=0.按b=0.1非線性曲線歸一化處理，生命損失估算的主要影響因素：風(fēng)險(xiǎn)人口、潰壩洪水嚴(yán)重程度、警報(bào)時(shí)間、公眾對嚴(yán)重性的理解程度3 大壩潰決對下游的影響及其評價(jià)潰壩后果綜合評價(jià)潰壩后果嚴(yán)重程度系數(shù)經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重程度系數(shù)F2：對經(jīng)濟(jì)損失下限為10萬元，上限為100000萬元，可得到歸一化模型：b=0.1或0.2社會(huì)環(huán)境影響嚴(yán)重程度系

23、數(shù)F3：對社會(huì)環(huán)境影響下限為1，上限為10000，可得到歸一化模型：b=14 大壩風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)大壩的風(fēng)險(xiǎn)是客觀存在的，只能通過各種工程或非工程措施降低它，并將其控制在某一合理和公眾能接受（或容忍）的尺度內(nèi)，這個(gè)合理和公眾能接受（或容忍）的尺度便是大壩風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)。大壩風(fēng)險(xiǎn)的分類：不同類型的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)有不同的標(biāo)準(zhǔn)。與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、傳統(tǒng)文化背景、社會(huì)價(jià)值觀、管理體制、保險(xiǎn)制度等相關(guān)。生命風(fēng)險(xiǎn)經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)社會(huì)風(fēng)險(xiǎn) 可接受風(fēng)險(xiǎn)可容忍風(fēng)險(xiǎn)4 大壩風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)生命風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)生命風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的原則：單個(gè)生命風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)、社會(huì)生命風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)、 ALARP（as low as reasonable practicable）原則（最

24、低合理可行原則）生命風(fēng)險(xiǎn)增加量N個(gè)生命損失發(fā)生概率可容忍生命單個(gè)風(fēng)險(xiǎn)：以不超過人們?nèi)粘Ｉ钏媾R的死亡風(fēng)險(xiǎn)為基準(zhǔn)，國際上在10-4 /年水平；我國在3.0 10-4 /年水平（大概相當(dāng)于乘坐機(jī)動(dòng)車死亡率）?？山邮苌鼏蝹€(gè)風(fēng)險(xiǎn)：年死亡風(fēng)險(xiǎn)AFR (annual fatality risk) 是指一個(gè)人在一年時(shí)間內(nèi)的死亡概率，越低越好。國際上為1.0 10-6 /年；澳大利亞為10-5 /年水平（大概相當(dāng)于核電站對周圍單個(gè)生命形成的風(fēng)險(xiǎn)）。4 大壩風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)生命風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)社會(huì)生命風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)：主要有兩種方法來確定。（1）FN線法。（2）每年生命損失期望值法。潰決概率與死亡人數(shù)的乘積。1982年2000年我

25、國大中型水庫平均年潰壩率為0.8810-4，小型水庫為2.6210-4；潰壩死亡少則幾人，多則幾百人。澳大利亞建議以年均潰壩率的10%作為可容忍風(fēng)險(xiǎn)的水平極值線，以年均潰壩率的1%作為可接受風(fēng)險(xiǎn)的水平極值線。國外可接受生命社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)4 大壩風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)一般根據(jù)潰壩造成的經(jīng)濟(jì)損失比例和當(dāng)時(shí)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平來確定。國際上一般都是大壩業(yè)主根據(jù)自己承受風(fēng)險(xiǎn)的能力來確定經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)是根據(jù)ALARP原則來降低經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)。我國現(xiàn)階段應(yīng)根據(jù)東西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)承受能力（東部地區(qū)潰壩損失承受能力為1億元，西部地區(qū)為2000萬元），分別制定適合本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)潰壩造成的環(huán)

26、境風(fēng)險(xiǎn)很難用貨幣計(jì)算，國際上研究較少。一般而言，壩高與庫容是一座壩潰決后對下游生態(tài)環(huán)境造成破壞的主要決定因素。因此可用破壞力指標(biāo)D=VH及控制潰壩率擬定。同時(shí)也可根據(jù)下游被保護(hù)對象的級別與重要性，通過控制潰壩率擬定。4 大壩風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)達(dá)國家由于突發(fā)事件的應(yīng)預(yù)警及急處理機(jī)制、保險(xiǎn)制度及國家賠償制度較為完善，潰壩一般不會(huì)引起大的社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)，因此缺少對社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)的研究。我國由于一系列體制與機(jī)制尚不健全，潰壩易產(chǎn)生或激發(fā)社會(huì)矛盾，產(chǎn)生嚴(yán)重的社會(huì)后果，有必要研究指定潰壩的社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)。潰壩產(chǎn)生的后果一般與大壩規(guī)模以及下游的人口、城鎮(zhèn)、交通、企業(yè)等因素相關(guān)，可用考慮這些因素的綜合影響系數(shù)Cf表達(dá)：

27、m1為下游受影響城市重要性系數(shù)（1-10）；m2為下游受影響基礎(chǔ)設(shè)施重要性系數(shù)（1-3）；V為庫容108m3；H為壩高（10m）；i為大壩下游河道平均坡降；N為下游風(fēng)險(xiǎn)人口（萬人）。4 大壩風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)我國風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)研究框架5 大壩的風(fēng)險(xiǎn)管理大壩風(fēng)險(xiǎn)管理的內(nèi)容與內(nèi)涵大壩風(fēng)險(xiǎn)指大壩對作用于生命、健康、財(cái)產(chǎn)和環(huán)境負(fù)面影響的可能性和嚴(yán)重性的度量。大壩風(fēng)險(xiǎn)管理指通過用于管理、控制風(fēng)險(xiǎn)的一整套政策與程序，對風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行識別、評估、處理和監(jiān)控的系統(tǒng)管理過程。大壩風(fēng)險(xiǎn)管理包括：建立風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)（生命、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境等標(biāo)準(zhǔn)）；風(fēng)險(xiǎn)確認(rèn)（風(fēng)險(xiǎn)來源與其影響范圍）；風(fēng)險(xiǎn)評估（風(fēng)險(xiǎn)分析與風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)）；風(fēng)險(xiǎn)處理（降低風(fēng)險(xiǎn)、轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)、

28、回避風(fēng)險(xiǎn)、保留風(fēng)險(xiǎn)）等。降等、報(bào)廢退役、拆除5 大壩的風(fēng)險(xiǎn)管理加拿大BC Hrdro的大壩風(fēng)險(xiǎn)管理5 大壩的風(fēng)險(xiǎn)管理加拿大BC Hrdro的大壩風(fēng)險(xiǎn)評估5 大壩的風(fēng)險(xiǎn)管理加拿大BC Hrdro的大壩安全管理的監(jiān)測控制程序加拿大BC Hydro的大壩風(fēng)險(xiǎn)管理政策是以經(jīng)濟(jì)為主，反對用風(fēng)險(xiǎn)評估來避免大壩必要的安全費(fèi)用。認(rèn)為，完善的監(jiān)測管理系統(tǒng)的有效應(yīng)用，對掌握大壩的運(yùn)行性態(tài)十分重要。5 大壩的風(fēng)險(xiǎn)管理大壩安全管理的若干關(guān)鍵技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)下游生命損失評價(jià)與防救技術(shù)突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案、實(shí)施技術(shù)與支撐技術(shù)大壩潰決分析技術(shù)洪水資源化安全應(yīng)用技術(shù)下游生態(tài)環(huán)境影響的評價(jià)技術(shù)下游社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響和損失評價(jià)技術(shù)降低風(fēng)

29、險(xiǎn)優(yōu)化技術(shù)除險(xiǎn)加固排序（群壩風(fēng)險(xiǎn)評估）技術(shù)加固維修效果評價(jià)技術(shù)等對于不確定性問題，研究基于分布概型未知條件下事件發(fā)生概率的計(jì)算；考慮各影響因素權(quán)重的損失評估方法；不完備信息條件下的潰壩風(fēng)險(xiǎn)評估理論與方法；基于信息擴(kuò)散技術(shù)的潰壩風(fēng)險(xiǎn)評估模型基于動(dòng)態(tài)Bayes網(wǎng)絡(luò)推理學(xué)習(xí)理論的潰壩風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)5 大壩的風(fēng)險(xiǎn)管理大壩反恐安全關(guān)鍵技術(shù)美國“911”后帶來的思考恐怖活動(dòng)對國家重要基礎(chǔ)設(shè)施與公共安全的威脅 有證據(jù)表明恐怖組織已將大壩列為襲擊對象 2004年3月30日烏茲別克斯坦塔什干汽車炸彈就是 針對大壩進(jìn)行的 各國制定法律、法規(guī)，建立安全機(jī)構(gòu)等大壩反恐安全引起各國高度重視美國大壩反恐法律法規(guī)大壩安全與保

30、安法案（PUBLIC LAW 107-310,DEC.2,2002）要求實(shí)施國家大壩安全計(jì)劃并設(shè)立專門組織聯(lián)邦緊急事務(wù)管理署（FEMA）5 大壩的風(fēng)險(xiǎn)管理大壩反恐安全關(guān)鍵問題制定安全與保護(hù)法規(guī)（與經(jīng)濟(jì)利益的沖突）交通、旅游等，防空設(shè)施等大壩危險(xiǎn)等級與風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法研究 基于反恐與防意外要求的等級劃分標(biāo)準(zhǔn) 大壩風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法研究大壩反恐應(yīng)急反應(yīng)機(jī)制研究 應(yīng)急反應(yīng)機(jī)制的管理組織機(jī)構(gòu)建設(shè)法律與制度層面 安全防護(hù)應(yīng)急反應(yīng)與指揮平臺建設(shè)現(xiàn)代信息技術(shù)等 應(yīng)急預(yù)案與宣傳培訓(xùn)提高意識與應(yīng)急能力6 工程保險(xiǎn)工程風(fēng)險(xiǎn)管理風(fēng)險(xiǎn)分析風(fēng)險(xiǎn)評估風(fēng)險(xiǎn)責(zé)任分?jǐn)傦L(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)：理念政策標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)控制風(fēng)險(xiǎn)初步設(shè)計(jì)合同設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)防控應(yīng)急

31、計(jì)劃風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控其他風(fēng)險(xiǎn)自留風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移保險(xiǎn)轉(zhuǎn)移合同轉(zhuǎn)移其他轉(zhuǎn)移6 工程保險(xiǎn)保險(xiǎn)險(xiǎn)種責(zé) 任 范 圍建筑安裝工程一切險(xiǎn)及第三責(zé)任險(xiǎn)因保險(xiǎn)責(zé)任內(nèi)的自然災(zāi)害和意外事故及工人、技術(shù)員的疏忽、過失等原因造成的保險(xiǎn)工程項(xiàng)目物資損失及列明的費(fèi)用，以及在施工期間內(nèi)對第三者造成的財(cái)產(chǎn)損失或人身傷害而依法應(yīng)由被保險(xiǎn)人承擔(dān)的經(jīng)濟(jì)責(zé)任。保證期擴(kuò)展保險(xiǎn)擴(kuò)展承保在保證期內(nèi)，被保險(xiǎn)的承包人因履行工程合同進(jìn)行維修保養(yǎng)而造成保險(xiǎn)工程的損失，或因受損部分完工證書簽發(fā)前的建造期內(nèi)的施工原因引起，在保證期內(nèi)發(fā)生的保險(xiǎn)工程損失。工程設(shè)計(jì)責(zé)任保險(xiǎn)該險(xiǎn)種承擔(dān)由于設(shè)計(jì)師疏忽、過錯(cuò)對工程造成損失所產(chǎn)生的法律責(zé)任的經(jīng)濟(jì)賠償。工程監(jiān)理責(zé)任保險(xiǎn)該險(xiǎn)種承擔(dān)由

32、于監(jiān)理師疏忽、過錯(cuò)對工程造成損失所產(chǎn)生的法律責(zé)任的經(jīng)濟(jì)賠償。貨物運(yùn)輸保險(xiǎn)承保貨物由于保單約定的運(yùn)輸途中及臨時(shí)倉儲期間的意外事故及自然災(zāi)害所造成貨物損失及產(chǎn)生的相關(guān)費(fèi)用。6 工程保險(xiǎn)保險(xiǎn)險(xiǎn)種責(zé) 任 范 圍完工延遲保險(xiǎn)由于建筑安裝工程一切險(xiǎn)項(xiàng)下保險(xiǎn)事故發(fā)生，致使工程被迫延遲，原定的預(yù)期收益受到影響，與此相關(guān)的預(yù)期利潤損失由保險(xiǎn)公司負(fù)責(zé)賠償。施工機(jī)具設(shè)備保險(xiǎn)該險(xiǎn)種主要保障承包商采購或其成員單位投入的施工用機(jī)具和設(shè)備，無公共牌照的特種運(yùn)輸設(shè)備等因自然災(zāi)害或意外事故等原因造成的損失。雇主責(zé)任保險(xiǎn)負(fù)責(zé)賠償雇員因工作而致人身意外傷殘、死亡、意外醫(yī)療費(fèi)用（也可擴(kuò)展保障非因工作原因所致人傷害），此外，該險(xiǎn)種還負(fù)責(zé)賠償由于職業(yè)性疾病導(dǎo)致的事故、傷殘或醫(yī)療費(fèi)支出，以及其他被保險(xiǎn)企業(yè)基于其責(zé)任所應(yīng)負(fù)擔(dān)的相關(guān)費(fèi)用。施工人員意外傷害保險(xiǎn)負(fù)責(zé)賠償施工人