水庫大壩安全評價(jià)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展

1、水庫大壩安全評價(jià)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展袁坤傅蜀燕歐正峰王之博摘要:隨著水資源開發(fā)與利用的發(fā)展，以及極端氣候的變化，大壩安全性問題日益突顯，大壩安全性評價(jià)技術(shù)就顯得尤為重要。主要從國內(nèi)外水庫大壩安全監(jiān)測和風(fēng)險(xiǎn)分析的研究現(xiàn)狀，分析水庫大壩安全評價(jià)存在的問題，及對未來水庫大壩安全評價(jià)發(fā)展指定方向。關(guān)鍵詞：大壩;安全評價(jià)；安全監(jiān)測；風(fēng)險(xiǎn)分析中圖分類號：TV64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1001-9235( 2013) 06-0063-05中國水庫大多建于20世紀(jì)50 70年代，由于當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)社會條件制約，普遍存在工程質(zhì)量問題，加上長期維修管理不夠，其中約50%左右水庫為病險(xiǎn)水庫。病險(xiǎn)水庫不僅不能正常發(fā)揮效益，

2、而且存在較高的潰壩風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重威脅人們安全與社會的可持續(xù)發(fā)展。因此,要定期對水庫大壩進(jìn)行安全評價(jià)，了解大壩安全狀況，以便有針對性地采取措施，對確保大壩安全和公共安全具有十分重要的意義。水庫大壩安全評價(jià)就是利用系統(tǒng)工程原理和方法，對擬建或已有水庫大壩工程及系統(tǒng)可能存在的危險(xiǎn)性及其可能產(chǎn)生的后果進(jìn)行綜合評價(jià)和預(yù)測，并根據(jù)可能導(dǎo)致的事故風(fēng)險(xiǎn)的大小，提出相應(yīng)的安全對策措施，以達(dá)到工程及系統(tǒng)安全的過程。主要從大壩安全監(jiān)測和風(fēng)險(xiǎn)分析兩個測度來分析大壩的安全評價(jià)。1水庫大壩安全評價(jià)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀1. 1國外水庫大壩安全評價(jià)技術(shù)的發(fā)展早在19世紀(jì)末期，人們就開始關(guān)注大壩安全，由于當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)不發(fā)達(dá)，人們只對 大壩

3、進(jìn)行感性的分析。到 20世紀(jì)初一中期，隨著水利行業(yè)的發(fā)展，大壩的工程技術(shù)得到較 快的發(fā)展，大壩數(shù)量迅速增加，失事事故也逐漸增多，大壩的安全性引起國際大壩委員會的高度重視。1948年第3屆國際大壩會議安排了防止管涌的最新措施會議，以提高對大壩的安全性認(rèn)識；1951年第4屆大會提出了從大壩和庫岸角度看大壩安全性的議題；1970年第10屆大會安排了大壩和建筑物監(jiān)測的議題；1979年第13屆大會提出了大壩老化和失事的議題；1982年第14屆大會安排了運(yùn)行中大壩安全的議題；2002年第70屆年會提出了大壩安全與風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)的議題；2003年第71屆年會安排了水庫大壩抗震安全評價(jià)影響研究的議題；2005年國際

4、大壩委員會第73屆年會安排了大壩工程的不確定性評估的議題；2006年國際大壩委員會第22屆大壩會議提出了土壩和堆石壩的大壩安全、洪水和干旱的評估及管理等議題；2012年國際大壩委員會第80屆年會成立了大壩安全、大壩監(jiān)測等專 委會。同時(shí)世界各國也以此為契機(jī)，著重研究水庫大壩的安全評價(jià)，并從風(fēng)險(xiǎn)分析和大壩安全監(jiān)測兩個方面來對大壩進(jìn)行安全性評價(jià)。a）監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。國外大壩安全監(jiān)控資料分析工作起步較早，在20世紀(jì)50年代以前，人們主要通過感觀認(rèn)識來觀測大壩表面，并對變形觀測值作定性分析。1955年，意大利的Faneli和葡萄牙的R ocha等首次應(yīng)用統(tǒng)計(jì)回歸方法定量分析了大壩的變形觀測 資料。R

5、ocha等人采用大壩橫斷面各層平均溫度和溫度梯度作為溫度因子，并以函數(shù)式來表示水位因子，使模型表達(dá)式進(jìn)一步完善。1963年中村慶一等采用回歸分析法分析大壩實(shí)測資料，并篩選出顯著因子，以建立最優(yōu)的回歸方程。1980年Bonaldi等提出了混凝土大壩變形的確定性模型和混合模型，將運(yùn)用有限元理論計(jì)算值與實(shí)測數(shù)據(jù)有機(jī)地結(jié)合起來。1985年Ouedes 應(yīng)用多元線性回歸（高斯馬爾柯夫概率函數(shù)模型）來擬合原因量與效應(yīng)量的關(guān)系，這種方法能分離各個分量，并且能確定原因量和效應(yīng)量的最佳經(jīng)驗(yàn)公式。1996年Lue E. chouinard等采用主成份回歸分析了dukki拱壩的監(jiān)測資料，這種回歸分析方法能分離各個分

6、量，并且能確定原因量和效應(yīng)量的最佳經(jīng)驗(yàn)公式5。其他許多學(xué)者在大壩安全監(jiān)控?cái)?shù)學(xué)模型上也做了一些研究，為回歸方法的的完善作出了貢獻(xiàn)。學(xué)者在資料分析中提出采用 MDV方法對大壩進(jìn)行監(jiān)控，即：從測值序列中將水壓分量和溫度分量分離出 來，分析時(shí)效和殘差的變化規(guī)律來評判大壩的安全狀況。目前，葡萄牙、法國、意大利、西班牙和奧地利等國家在大壩安全監(jiān)測以及相關(guān)的各項(xiàng)研究方面不同程度地處于國際領(lǐng)先水平。到21世紀(jì)初，國際大壩委員會第 118號公報(bào)大壩自動化監(jiān)測系統(tǒng)導(dǎo)則和實(shí)例中，總結(jié)了自動化監(jiān)測資料分析方面的經(jīng)驗(yàn)，可以看出人工智能技術(shù)是目前的發(fā)展趨勢。b）風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。風(fēng)險(xiǎn)分析是近幾十年來逐步發(fā)展起來的一

7、門綜合性邊緣科學(xué)。其最早起源于美國，應(yīng)用在工業(yè)、軍事等方面。1974年美國發(fā)表的商用核電站風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)報(bào)告8,引起了全世界極大關(guān)注，標(biāo)志著風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)推廣應(yīng)用的開始，從此風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)在各個領(lǐng)域的研究逐漸開展起來。對水利工程的風(fēng)險(xiǎn)分析最早也起源于美國。早在20世紀(jì)70年代，美國土木工程師協(xié)會 （ASCE）在評估已建大壩溢洪道泄洪能力時(shí)，就應(yīng)用了風(fēng)險(xiǎn)分析方法來分析溢洪道的大小規(guī)模9。隨著一些重要研究成果的發(fā)表，以及美國等一些國家若干大壩失事造成災(zāi)難性后果的披露，美國工程界逐漸重視了對大壩的安全評估。1978年美國總統(tǒng)卡特在對全美水利資源委員會的工作中，指出了系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分析在水利工程中應(yīng)用的必要性及重要性

8、。1988年ASCE發(fā)表的“大壩水文安全評估程序”報(bào)告也將風(fēng)險(xiǎn)分析作為主要評估方法。20世紀(jì)80年代，美國學(xué)者Richard B . Waite、DavidS .Bowels等運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法為美國西部幾個大壩業(yè)主進(jìn)行了大壩風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)10。20世紀(jì)90年代初，BC Hydro 和澳大利亞大壩委員會根據(jù)在其他領(lǐng)域積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，制定了暫行的生命損失可接受風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)。 當(dāng)前大壩風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)在國外發(fā)展迅速， 尤其是美 國、加拿大、澳大利亞及西歐等。 1994年澳大利亞大壩委員會頒布的風(fēng)險(xiǎn)評估指南 ，后又進(jìn)行修訂；于1998年制定了大壩地震設(shè)計(jì)指南和大壩環(huán)境管理指南；1999年制定了大壩可接受防洪能力選擇

9、指南；2000年5月制定了大壩潰決后果評價(jià)指南；2002年2月制定了昆士蘭州政府自然資源和礦產(chǎn)部大壩潰決影響評價(jià)指南和昆士蘭 州大壩安全管理指南等。在風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)方面，加拿大 BC Hydro制定了一個臨時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)3。風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)上，美國國家氣象局(NWS)開發(fā)了一系列的潰壩模型，有 DAMBRK模型、BREACH模型以及FLDWAV模型，為潰壩洪水計(jì)算提供了強(qiáng)大的計(jì)算支持。芬蘭環(huán)境研究院和芬蘭農(nóng)林部、內(nèi)務(wù)部及西部地區(qū)環(huán)境中心于1999年06月01日至2001年03月31日聯(lián)合開發(fā)的R ESCDAM 計(jì)劃中提出了一套風(fēng)險(xiǎn)分析方法，應(yīng)用數(shù)字地形模型(DTM)對潰壩洪水進(jìn)行一維和二維模擬，研究了流動

10、水流中人群的穩(wěn)定性和機(jī)動性、房屋的性能及森林和房屋的糙率。應(yīng)用方面，從單壩風(fēng)險(xiǎn)評估、群壩風(fēng)險(xiǎn)評估18到對大壩安全隱患除險(xiǎn)加固的排序11 L都得到了實(shí)際應(yīng)用。此后，歐洲有國家成立了專門從事水利工程可靠性和風(fēng)險(xiǎn)分析的工作小組，提出了風(fēng)險(xiǎn)分析的研究框架和系統(tǒng)的理論、方法及評價(jià)指標(biāo)等。近年來，加拿大、澳大利亞等國在大壩安全評估和決策方面，開展了諸多研究工作，提出了一系列大壩安全分析的理論和方法，建議采用概率的允許風(fēng)險(xiǎn)作為大壩安全的標(biāo)準(zhǔn)；荷蘭等國在防洪風(fēng)險(xiǎn)分析和堤防設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)方面，也進(jìn)行了諸多研究工作，取得了不錯的進(jìn)展；國際上普遍認(rèn)同將洪水風(fēng)險(xiǎn)圖的繪制作為洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評估的重點(diǎn)工作，并開展了相關(guān)研究工作。20

11、00年在北京召開的第20屆國際大壩會議上，第 76議題“風(fēng)險(xiǎn)分析在大壩安全決策和管理中的應(yīng)用”主要討論了風(fēng)險(xiǎn)和災(zāi)害定義，風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)方法、評估技術(shù)及風(fēng)險(xiǎn)管理和應(yīng)急預(yù)案等，標(biāo)志著風(fēng)險(xiǎn)分析已發(fā)展成為體系完整的決策工具。2005年國際大壩委員會發(fā)布了 130號公報(bào)大壩安全管理中的風(fēng)險(xiǎn)評估，公報(bào)主要介紹了風(fēng)險(xiǎn)評估的原理和術(shù)語，簡述了風(fēng)險(xiǎn)評估在大壩安全決策中的應(yīng)用，標(biāo)志著風(fēng)險(xiǎn)概念已被世界水利界所接受。2010年國際大壩委員會發(fā)布了最新的關(guān)于大壩安全管理的公報(bào)草案，系統(tǒng)地介紹了大壩安全管理的方針目標(biāo)、計(jì)劃、實(shí)施、性能監(jiān)控和評價(jià)以及審核校核等的方法步驟，并對以往發(fā)布的公告進(jìn)行對比分析。c）存在的問題。綜合分析國

12、外的水庫大壩安全評價(jià)技術(shù)中的監(jiān)測與風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，存在的主要問題有：隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及對水資源管理的需求，人類社會與水庫大壩越來越靠近，人們在享受水庫大壩帶來的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也承擔(dān)著潛在大壩失事所帶來的巨大風(fēng)險(xiǎn)，使得傳統(tǒng)的以大壩工程安全為主的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)已不再適用。水庫大壩與周圍自然環(huán)境和社會環(huán)境組成了一個相互影響相互制約的復(fù)雜災(zāi)變系統(tǒng)，大壩作為該系統(tǒng)的中心，既是承災(zāi)體，又是孕災(zāi)環(huán)境，必須將其放入到整個復(fù)雜災(zāi)變系統(tǒng)中研究其安全性，建立起基于風(fēng)險(xiǎn)理念的大壩安全評估體系。風(fēng)險(xiǎn)識別作為大壩風(fēng)險(xiǎn)分析的第一環(huán)節(jié)，能否識別出所有潛在的失效模式及路徑，正確合理地約簡失事模式及路徑集，挖掘出大壩的主要

13、失事模式及路徑，直接影響到風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果的正誤和分析過程的易繁。由于大壩安全監(jiān)測的測點(diǎn)比較分散，且儀器種類較多，要實(shí)現(xiàn)對建筑物各測點(diǎn)的全面控制，需要一種低成本、可互操作的測控系統(tǒng)。國外對大壩安全監(jiān)測技術(shù)重點(diǎn)是研究監(jiān)測儀器、設(shè)備的更新等，不注重對大壩安全理論專業(yè)知識的培養(yǎng)，特別是將監(jiān)測技術(shù)、控制、數(shù)據(jù)分析管理、安全分析評價(jià)、快速預(yù)報(bào)預(yù)警和野外設(shè)備儀器綜合防護(hù)等為一體的系統(tǒng)化研究成果尚不成熟。. 2國內(nèi)對大壩安全評價(jià)技術(shù)的發(fā)展我國目前是世界上水庫大壩最多的國家，大、中型大壩約占 4%左右，15 m以上的大 壩約占20%,大部分大壩修建于20世紀(jì)50 70年代，隨著大壩建設(shè)的快速增多，大壩的 安全性問

14、題越來越突出，引起了我國政府的高度重視，大壩的安全評價(jià)技術(shù)也得到了迅速發(fā) 展。a）監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。早在 20世紀(jì)50年代，我國就開始對大壩進(jìn)行觀測來分析 大壩安全；如對官廳水庫、南灣水庫進(jìn)行水平位移、沉降等指標(biāo)進(jìn)行觀測，對豐滿水庫進(jìn)行 溫度及應(yīng)力應(yīng)變指標(biāo)的觀測12 ; 20世紀(jì)50年代末期，對三門峽等大型混凝土大壩系統(tǒng)地開展了較大規(guī)模的內(nèi)、外部觀測13。1974年，陳久宇等學(xué)者開始應(yīng)用統(tǒng)計(jì)回歸方法來分析大壩安全監(jiān)測資料，并提出了許多對大壩安全分析有價(jià)值的模型。到20世紀(jì)80年代后期，我國觀測技術(shù)總體水平有了很大提高，實(shí)現(xiàn)了自動化遙感觀測。如我國從1987年開始連續(xù)3年開展了大壩安全評價(jià)中防

15、汛遙感觀測技術(shù)研究，1987在永定河下游進(jìn)行的防汛遙感實(shí)驗(yàn)中，首次在我國實(shí)現(xiàn)了機(jī)載真實(shí)孔徑側(cè)視雷達(dá)圖像的實(shí)時(shí)傳輸。我國在“六五”至“八五”期間，國家通過“遙感技術(shù)應(yīng)用研究”科技攻關(guān)項(xiàng)目在建立中國洪水災(zāi)害監(jiān)測信息系統(tǒng)方面取得了豐碩的成果14。20世紀(jì)80年代中期，吳中如等從徐變理論出發(fā)，推導(dǎo)了壩體頂部時(shí)效位移的表達(dá)式，用周期函數(shù)模擬溫度、水壓等周期荷載，并用非線性二乘法進(jìn)行參數(shù)估計(jì)；同期還提出了裂縫開合度統(tǒng)計(jì)模型的建立和分析方法、壩頂水平位移的時(shí)間序列分析法以及連拱壩位移確定性模型的原理和方法，分析重力壩、拱壩的水平位移，并在實(shí)際工程中得到了成功應(yīng)用15。20世紀(jì)90年代后到大壩安全監(jiān)測技術(shù)發(fā)展

16、較快，許多水庫和水電站都完成了自動化監(jiān)測系統(tǒng)的安裝和改造，并研究出很多安全評價(jià)方法。1994年，河海大學(xué)李珍照、尉維斌等在大壩安全模糊綜合評價(jià)決策方法的研究中，提到利用模糊數(shù)學(xué)方法自下而上的確定大壩實(shí)測性態(tài)評價(jià)體系中各元素的權(quán)重16 ; 1997年，河海大學(xué)王紹泉在多層次閥值模糊綜合評判在分析大壩安全中的應(yīng)用一文中，以模糊數(shù)學(xué)理論為依據(jù)，在考慮各專家的權(quán)威性權(quán)和專業(yè)熟悉性權(quán)的基礎(chǔ)上，研究了大壩安全分析的多層次閥值模糊綜合評判模型17。2005年河海大學(xué)楊云在其博士論文大壩安全管理關(guān)鍵技術(shù)研究，劉成棟在其碩士論文大壩安全評價(jià)的多因素賦權(quán)分析方法及其應(yīng)用研究中提出了大壩安全評價(jià)體系，重點(diǎn)研究了評價(jià)

17、指標(biāo)的專家權(quán)重和信息權(quán)重18-192006年，廣東水科院廖文來，何金平在其發(fā)表的文章基于集對分析的大壩安全綜合評價(jià)方法研究中建立了大壩安全集對分析評價(jià)模型20。2007年，南京水科院何勇軍發(fā)表的模糊測度理論在大壩安全智能決策支持系統(tǒng)中的應(yīng)用中，提出了安全評價(jià)集對的表示方法21。2008年，河海大學(xué)劉強(qiáng)、沈振中等在基于灰色模糊理論中的多層次大壩安 全綜合評價(jià)中建立了基于灰色模糊理論的多層次大壩安全綜合評價(jià)模型，取得了較好的效果22,促進(jìn)了水庫大壩安全評價(jià)技術(shù)的發(fā)展。b）風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)況。在 20世紀(jì)末期，風(fēng)險(xiǎn)分析才開始運(yùn)用到國內(nèi)大壩安全 評價(jià)中。風(fēng)險(xiǎn)分析是對大壩失事概率的分析和大壩失事所造

18、成的損失的一種新的評價(jià)方法， 國內(nèi)的一些學(xué)者進(jìn)行深入研究，得出了大量水庫大壩安全評價(jià)的風(fēng)險(xiǎn)分析方法。如水庫大壩總體安全度評價(jià)方法，根據(jù)大壩總體安全度，參考水庫大壩安全度評判標(biāo)準(zhǔn)，得出水庫大壩安全的程度。單一風(fēng)險(xiǎn)分析法，主要考慮大壩系統(tǒng)的不確定性，以數(shù)理統(tǒng)計(jì)法為主，應(yīng)用最廣，已經(jīng)從直接積分法、蒙特卡羅法（MC）等發(fā)展到均值一次二階矩法 （MFOSM）、改進(jìn)一次二階矩法（AFOSM） 、JC法、二次二階矩法等23。綜合風(fēng)險(xiǎn)分析法，通過兩次映 射，把無序空間上的點(diǎn)映射到有序空間上，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的比較優(yōu)化。通過指標(biāo)體系的量綱一體化實(shí)現(xiàn)將一個由 m個無序的、單位不統(tǒng)一的指標(biāo)構(gòu)成的m維空間A上的點(diǎn)映射到一

19、個由無計(jì)量單位的 m個指標(biāo)構(gòu)成的 m維空間B上的點(diǎn)，而后通過各種綜合分析方法，將 各項(xiàng)指標(biāo)值轉(zhuǎn)化為一個綜合指標(biāo)值，實(shí)現(xiàn)在一個一維有序空間中的比較分析。綜合分析法包括層次分析法、模糊綜合分析法、灰色綜合分析法、最大嫡原理等。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法24, 通過對多因素風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行模擬記憶然后分析未來類似的風(fēng)險(xiǎn)。國內(nèi)正積極運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)分析技術(shù)評價(jià)水庫大壩安全的問題，建立基于風(fēng)險(xiǎn)的大壩安全評價(jià)體系。c）存在的問題。近年來，我國在水庫大壩安全評價(jià)技術(shù)方面取得了很大進(jìn)步，但是也 存在著一些問題：相關(guān)技術(shù)規(guī)范體系還尚未形成，我國已經(jīng)頒布的水庫大壩安全評價(jià)導(dǎo)則中闡述了對水庫大壩的防洪標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核、滲流安全評價(jià)、抗震安全復(fù)核、結(jié)構(gòu)

20、安全評價(jià)和 金屬結(jié)構(gòu)安全評價(jià)的內(nèi)容、方法和標(biāo)準(zhǔn)，但沒有針對如何根據(jù)大壩壩體安全監(jiān)測進(jìn)行在線綜合評價(jià)進(jìn)行詳細(xì)的指導(dǎo)說明。 大壩壩體安全評價(jià)和快速預(yù)警方面，我國也沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。大壩安全監(jiān)測系統(tǒng)在已建大壩的實(shí)施難度大，主要問題集中在壩體內(nèi)部儀器的數(shù)據(jù)校正和控制方面難以達(dá)到國家的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)運(yùn)行保障技術(shù)不成熟，導(dǎo)致多數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行在幾年后就不能工作。大壩管理單位普遍存在著規(guī)章制度不全、水工監(jiān)測隊(duì)伍整體素質(zhì)偏低或?qū)I(yè)人員結(jié)構(gòu)布局不合理等問題，存在“重機(jī)電，輕水工”的現(xiàn)象，造成水工隊(duì)伍不穩(wěn)定，人員流動大，對監(jiān)測設(shè)施的巡查與維護(hù)不到位，對儀器設(shè)備缺乏定期檢校，致使大壩安全監(jiān)測工作不能正常開展。水庫大

21、壩觀測資料分析問題及評價(jià)深度只停留在短期的定性 分析，缺乏系統(tǒng)性與綜合性，使觀測成果不能完整、客觀地反映大壩安全狀況。水庫大壩 安全現(xiàn)狀判斷的基礎(chǔ)資料極端缺乏、水庫大壩隱患嚴(yán)重程度認(rèn)定難度大、風(fēng)險(xiǎn)程度排序不清和基層技術(shù)力量的薄弱等給大壩安全評價(jià)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)分析帶來了很多困難。2水庫大壩安全評價(jià)技術(shù)的發(fā)展根據(jù)國內(nèi)外對水庫大壩安全評價(jià)的研究現(xiàn)狀及存在的問題，大壩管理單位及大壩安全技術(shù)研究者應(yīng)緊緊圍繞水庫大壩安全評價(jià)技術(shù)中監(jiān)測系統(tǒng)和風(fēng)險(xiǎn)分析的關(guān)鍵技術(shù)問題，全面開展課題研究和實(shí)踐操作工作，將研究出的新設(shè)備更好的運(yùn)用到實(shí)踐中去；在水庫大壩安全評價(jià)項(xiàng)目建設(shè)中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)解決實(shí)際應(yīng)用中存在的問題；完善研究

22、成果，進(jìn)一步推動技術(shù)成果的創(chuàng)新，創(chuàng)造出一套先進(jìn)實(shí)用的水庫大壩安全評價(jià)技術(shù)系統(tǒng)；積極實(shí)踐系統(tǒng)運(yùn)行效率保障，設(shè)備防護(hù)、系統(tǒng)綜合布線、在線分析與安全評價(jià)、快速預(yù)警等一系列相對成熟的關(guān)鍵技術(shù)成果；才能推動水庫大壩安全評價(jià)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。根據(jù)國內(nèi)外對水庫大壩安全評價(jià)的研究現(xiàn)狀及存在的問題，水庫大壩安全評價(jià)技術(shù)的 發(fā)展可歸納如下幾點(diǎn)a）大壩安全監(jiān)測儀器，通常工作在高低溫、高濕度等環(huán)境中，監(jiān)測儀器的長期穩(wěn)定性、可靠性是考核大壩監(jiān)儀器的最重要的指標(biāo)，各類儀器均應(yīng)進(jìn)一步探索和改進(jìn)儀器抗惡劣環(huán)境的能力、增強(qiáng)長期穩(wěn)定性和可靠性的發(fā)展。目前，大壩安全監(jiān)測自動化正朝著網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展，各種智能儀器將會在大壩安全

23、監(jiān)測中廣泛應(yīng)用。因此，智能變送器、智能傳感器、以及個人數(shù)字助理等數(shù)字設(shè)備的研究開發(fā)，也是未來大壩安全監(jiān)測發(fā)展的方向。b）大壩安全評價(jià)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)展。由于國內(nèi)外有關(guān)廠家對建筑物各測點(diǎn)的全面控制且低成本、可互操作的監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)品的研發(fā)還不夠理想，因此對目前各種大壩監(jiān)測數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開放性、可兼容性、可靠性及現(xiàn)場設(shè)備監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)多種通信介質(zhì)的廣泛易組合性、 可遠(yuǎn)程監(jiān)控等性能進(jìn)行改進(jìn)，是未來的一個重要的發(fā)展方向。c）群壩安全信息系統(tǒng)集成的發(fā)展。目前，國內(nèi)外大多水庫都沒有統(tǒng)一的管理，我們應(yīng) 以公司管理為中心，各壩區(qū)為分中心，實(shí)行統(tǒng)一管理、遠(yuǎn)程操控、監(jiān)測數(shù)據(jù)采集、分析評價(jià) 和網(wǎng)絡(luò)報(bào)送等由中心負(fù)責(zé)，各分中心

24、只需保證系統(tǒng)的現(xiàn)場硬件設(shè)備正常運(yùn)行即可，這就大大減少了管理人員，且提高了工作效率，也是大壩安全評價(jià)發(fā)展的一個重要的方向。d）大壩采用視頻圖像監(jiān)控綜合自動化系統(tǒng)監(jiān)測的發(fā)展。由于現(xiàn)在大多數(shù)大壩都是人工監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)不精確、工作效率低，所以利用視頻圖像作為大壩安全監(jiān)測的輔助手段來更 好地了解和檢查大壩的工作狀態(tài)和運(yùn)行情況，并建立同時(shí)存在多個自動化系統(tǒng)，同時(shí)監(jiān)測大壩各個方面，對工程自動化系統(tǒng)的綜合管理，也是大壩安全監(jiān)測一種發(fā)展方向和趨勢。e）大壩風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)對大壩安全評價(jià)的發(fā)展。國外一些發(fā)達(dá)國家早就在研究風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)，基本都已建立了本國的生命風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)，但對環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、社會風(fēng)險(xiǎn)仍未研究制定相應(yīng)的定量評價(jià)

25、標(biāo)準(zhǔn)。由于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、傳統(tǒng)文化背景、社會價(jià)值觀、管理體制、保險(xiǎn)制度等方面的差異，不同國家、不同地區(qū)以及不同大壩業(yè)主對風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)識及相應(yīng)制定的生命風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同。我國對大壩安全風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的研究還幾乎處于空白，尚未形成一套完整的體系，所以大壩風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的研究也是大壩安全評級技術(shù)發(fā)展的趨勢。f）基于風(fēng)險(xiǎn)的大壩安全評價(jià)體系發(fā)展。傳統(tǒng)大壩安全評價(jià)方法著重于工程自身的安全，未考慮非工程措施對大壩安全的作用。引入風(fēng)險(xiǎn)概念后，由于采用風(fēng)險(xiǎn)作為大壩安全的衡量標(biāo)準(zhǔn)，工程安全評價(jià)需同時(shí)關(guān)注下游公共安全，即同時(shí)要考慮工程安全與大壩潰決、下游損失之間的關(guān)系。因此，傳統(tǒng)大壩安全評價(jià)已不能滿足社會發(fā)展和水

26、庫下游公眾對自身安 全程度的要求，必須建立基于風(fēng)險(xiǎn)的大壩安全評價(jià)體系，制定適合我國國情的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法體系。g）隨著高壩的發(fā)展，超高邊坡穩(wěn)定分析方法與安全評價(jià)體系， 復(fù)雜地質(zhì)條件下大型地 下洞室群穩(wěn)定性評價(jià)與控制標(biāo)準(zhǔn)， 深埋長大隧洞圍巖穩(wěn)定性及地質(zhì)超前預(yù)報(bào)， 超大深厚復(fù)雜 地基處理等也是大壩安全評價(jià)技術(shù)未來的發(fā)展方向。3結(jié)語雖然國內(nèi)外水庫大壩安全評價(jià)技術(shù)在近幾十年來得到了空前的發(fā)展，但相對于水電大壩安全高效運(yùn)行及極端氣候變化對大壩安全性影響的需求來說，還有很大的發(fā)展空間，尤其是近年來一些巨型的高壩大庫相繼開工建設(shè)，給大壩安全評價(jià)技術(shù)領(lǐng)域提出了許多新的課 題。綜合起來可以得出以下幾點(diǎn) ：a）要使水

27、庫大壩安全評價(jià)更好地發(fā)揮其作用，必須自始至終把大壩安全監(jiān)測和風(fēng)險(xiǎn)分 析放在首位。b)大壩安全評價(jià)技術(shù)應(yīng)充分利用科技進(jìn)步，走向即時(shí)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、三維可視 化、一體化。總之，大壩安全評價(jià)就是通過監(jiān)測分析和風(fēng)險(xiǎn)分析，確保水庫大壩以較少的投入來保 證長期、穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。參考文獻(xiàn)：1龐毅.土石壩安全監(jiān)測分析評價(jià)技術(shù)與工程應(yīng)用 M .北京：中國水利水電出 版社，2011:17-21 .D. L. Fread , J M Lewis . NWS FLDWAV Model R . National Weather Service ( NWS) R eport: Hydrologic R esearc

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