水库洪水位过程及溃坝风险评估探讨

水库洪水位过程及溃坝风险评估探讨汇报人：莫崇勋

广西大学土木建筑工程学院

E-mail:513882593@专业及学位点水利水电工程本科专业水工程结构与水安全二级学科博士点水利工程领域工程硕士点水利工程一级学科硕士点1932年创办2010年获得国家特色专业2011年通过教育部批准水文学及水资源工程

水工结构工程水力学及河流动力学水利水电工程

4个二级学科硕士点2008年通过教育部批准2011年通过教育部批准基本情况介绍－1相关专业及学位点结构工程国家级重点学科

中华人民共和国教育部结构工程与红水河流域水力资源开发“211工程”国家重点建设学科

中华人民共和国教育部工程防灾与结构安全教育部重点实验室

中华人民共和国教育部防灾减灾与工程安全广西重点实验室

广西壮族自治区人民政府广西工程防灾与结构安全人才小高地

中共广西壮族自治区委员会广西大学水利水电科学研究所

广西壮族自治区教育厅土木工程博士后科研流动站

中华人民共和国人事部全国博士后管委会土木工程一级学科博士点

中华人民共和国国务院学位办基本情况介绍－2学科建设相关平台刘光文我国著名水文学家、水文学教育家。1939年，广西大学校长马君武为了改订组织大纲、调整机构，新聘了一批著名教授，其中包括著名水文学家刘光文教授。基本情况介绍－3知名学者在西大（1）叶守泽

1942年毕业于广西大学土木工程系并留校任教。

1946~1948年赴美留学，获密歇根大学工学硕士学位，是年回国后任广西大学教授。

1952年调任武汉大学土木系主任。基本情况介绍－3知名学者在西大（2）芮孝芳河海大学资深教授、博士生导师，江苏省教学名师，《水利水电科技进展》期刊主编。

2007年7月到广西大学指导水利专业及学科建设。基本情况介绍－3知名学者在西大（3）王浩

2013年4月25日，广西大学校长赵艳林与王浩院士签订聘任协议，正式聘任王浩院士为“双聘院士”。基本情况介绍－3知名学者在西大（4）类型名称备注项目1水库土石坝工程洪水漫坝风险度评价方法及应用研究国家自然科学基金2基于效益测量的红水河梯级水电站群联合发电优化策略研究国家自然科学基金3梯级水电站群多种效益指标的关联分析与优化技术国家自然科学基金4桂南滨海城市跨流域江河水网库闸泵多目标调控研究国家自然科学基金5基于河流生态需水的梯级水库径流过程多目标调控模型与方法国家自然科学基金6水库洪水资源化关键技术与示范研究广西自然科学基金7广西北部湾经济区水资源合理配置与水安全保障研究广西自然科学基金专著1土石坝风险分析方法及应用科学出版社2堤防岸坡稳定与堤型稳定优化分析方法科学出版社3水库土石坝工程洪水分期调度关键技术及应用科学出版社4水电站水库随即优化方法中国水利水电出版社奖项1天湖水电站水库群优化调度研究广西科技进步二等奖基本情况介绍－1.4代表性课题与成果水库洪水位过程及溃坝风险评估探讨

汇报内容水库洪水位过程描述1溃坝风险评估方法2面临问题与挑战3水库洪水位过程描述1影响水库洪水位过程的因素有：入库洪水、水库运行调度方式、库容库面积及下泄能力；各个因素的特征是：随机性；因此描述水库洪水位过程的方法：构建随机微分方程1.1思路与方法水库洪水位过程描述1水库洪水位的时间过程描述：1.2数学表达式式中：（1）（2）2.1思路与方法溃坝风险评估方法2考虑因素：危险性和易损性；度量形式：绝对值转换到[0,1]；模型选取：

式中，R

为风险度，H

为危险度，V

为易损度，取值均在0到1之间。该评估模型体现了灾害的自然属性和社会属性，被广泛应用于自然灾害风险评估中。R=H

×V危险度模型：溃坝风险评估方法22.2数学表达式－危险度漫坝概率计算模型：生命损失模型：溃坝风险评估方法2易损度综合评价模型：2.2数学表达式－易损度经济损失模型：社会环境损失模型：表2风险度等级划分结果危险度分级0.00~0.330.33~0.570.57~0.790.79~1.00易损度分级0.00~0.630.63~0.740.74~0.820.82~1.00风险度分级0.00~0.210.21~0.420.42~0.650.65~1.00风险属性低度风险中度风险高度风险极高风险溃坝风险评估方法22.3评价指南溃坝风险评估方法22.4水库汛期分期条件下的漫坝风险评估方法

基于水库流域（特别是中国南方）洪水存在明显的季节性特征，课题组提出水库汛期分期调度及其溃坝风险研究。研究的技术路线如下图1所示。水库汛期分期漫坝概率分析水库全汛期漫坝概率分析水库漫坝危险性分析水库漫坝易损性分析水库漫坝危险性评价水库汛期分期研究根据水库流域水文、气象逐日资料，利用变点、分形、集对、灰色等理论方法对水库汛期分期方案进行综合分析。考虑汛期入库洪水、风浪、库容和下泄能力的不确定性因素，建立水库随机漫坝概率模型，利用“积分-JC”法求解各分期的漫坝概率。根据水库洪水在各分期发生的频次及各分期漫坝概率分析结果，利用全概率组合公式分析水库全汛期漫坝概率。利用归一化函数y=a(lgy)b将漫坝概率转化为漫坝风险度H=f(p)。考虑生命、经济和社会环境三要素，建立赋有权重的易损性综合评价模型：V=αF生+βF经+γF社环，其中F生、F经和F社环服从归一化函数y=a(lgy)b。依据风险度评价模型R=H×V进行风险评价。图1工作思路与研究框图水库溃坝危险性分析水库溃坝易损性分析水库溃坝风险性评价水库汛期分期研究溃坝风险评估方法22.5实例分析澄碧河水库澄碧河水库是广西最大的土石坝工程，最大坝高70m，位于广西百色市右江支流澄碧河上，总库容为11.5亿m³，为大（一）型水利工程。澄碧河水库不同汛限水位的风险度计算结果汛限水位(m)漫坝危险度H漫坝易损度V风险度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溃坝风险评估22.5实例分析面临问题和挑战3（2）水库汛期各分期之间的非独立性问题缺乏有效的解决办法。（1）水库汛期分期成果的合理性评判缺乏有效的办法和途径。（3）危险度和易损度的归一化函数需要不断地得到提炼和检验。敬请各位专家批评指正！工程分期方法前汛期主汛期后汛期澄碧河水库数理统计+模糊集分析+灰色定权聚类法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