《海堤漫坝风险分析研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《海堤漫坝风险分析研究（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、R e s e a r c ho nR i s kA n a l y s i so fS e aD i k eO v e r t o p p i n gI A b s t r a c t lT h i sp a p e ri n t r o d u c e sc o m p r e h e n s i v e l yt h eb a s i ct h e o r ya n dc a l c u l a t i o nm e t h o d so fr i s ka n a l y s i s ，A f t e ra n a l y z i n gt h er e a s o n so fs e
2、 ad i k eo v e r t o p p i n g ，t h eo v e r t o p p i n gr i s km o d e li se s t a b l i s h e du n d e rs t o r mt i d ea n dw a v ea c t i o n T h eo v e r t o p p i n gr i s ko fD aG u a nS h aD i k ei sc a l c u l a t e dw i t hi n t e g r a t e J Cm e t h o d I ti si n d i c a t e dt h a tt h
3、 em e t h o do fr i s ka n a l y s i si nd i k ed e s i g n ，c o m p a r e dw i t ht h ep r e s e n tm e t h o d ，i sb e t t e ra n dt h ef a i l u r ep r o b a b i l i t yi sm o r ea c t u a la n da c c u r a t e U s i n gt h i sm e t h o dt h ed i f f e r e n ta l t i t u d eo fs e ad i k ec a nb
4、ed e t e r m i n e dw i t hd i f f e r e n tf a i l u r ep r o b a b i l i t y 【K e yW o r d 】S e ad i k eS t o r mt i d eR i s ka n a l y s i sR i s kp r o b a b i l i t yO v e r t o p p i n gr i s km o d e lW a v eU n c e r t a i n t i e s沟堤漫坝风险分析究第一章绪论1 1引言海堤是海岸防护的主要I ：程措施，是保护海岸、河口地区免受潮、浪袋击的一种挡水建
5、筑物。海堤在浙江、江苏一带称海塘，河北、大沣一带则称海挡。目前我国沿海地已建成海堤总K - 约1 3 5 8 0 多k m 。我国沿海常受台风袭击，特别是华南、华东沿海地区更为严重，其中J l 尔、海南、台湾和桶建登陆的台风次数约 总登陆次数的8 5 ，风力高达1 0 b 1 2 级以上。台风常伴随暴雨、巨浪和风暴潮，若与大文人潮相遇，潮高浪人，往往冲毁堤防或海水浸溢堤顶，造成严重破土4 、。我国沿海地仄经济发展较快，灾害造成的经济损火比过去更人，且节增长趋势。1 9 9 2 年，9 2 1 6 号台风在大文人潮期登陆，导致南起福建北至辽宁8 个省全线出现潮火，共计毁M 、海堤117 0 k
6、m ，造成商按经济损火9 2 亿元。1 9 9 4 年，9 4 1 7 号台风登陆温州，浙江沿海形成卣年不遇的特人风暴潮，伞省损坏海塘5 2 0 7 k m ，其中决口3 4 2 1 处，计长2 4 3 k m ，造成直接经济损失1 2 44 亿元。1 9 9 6 年的_ 三次台风风暴潮造成浙江、福建、J 尔、广艏、海南五省共讲8 7 6 k m 海堤受损，直接经济损火2 9 0亿元、1 9 9 7 年，9 7 11 号、9 7 1 3 号一次台风损坏从广东到辽宁等9 个省市堤防l7 9 2 k m ，卣接经济损失3 0 8 亿元。以上破坏多为超标准、超历史记录的台风、暴潮、巨浪袭击造成的，但
7、也同时反映了现有海塘没计标准低、质鼍著的弱点。海堤的破坏形式多为海堤护坡受不住风暴潮作用而垮塌和海水漫顶两种，这直接关系剑海堤的结构稳定和堤顶高程发计。其中结构稳定设计理论已经1 | 常成熟，本文不作讨论，而对堤顶高程的设计，2 0 世纪5 0 - - 6 0 年代普遍采用历史最高潮位加安全超高7 0 - - 9 0 年代，普遍采用历史最高潮位加热带气旋风浪爬高和安全超高的组合方法，卣_ 剑现在发展为设计潮位和设计波浪的同频率组合法雨J 不同频率组台法两种方法，但这两种方法部术能准确的反映海堤火事( 漫坝) 的概率，哪种组合更合理，无从得知。而风险分析方法充分考虑了l 程变革的随机性和不确定性
8、，可很好的克服该缺点，本文止是基r 风险理论对海堤进行漫坝风险分析，做出评判，使堤顶高程设计中体现海堤火事( 漫坝) 的概率，以便对l ：程进行风险处理平决策。铺I 贝 堕叁堂塑! ：兰些堡苎1 2 国内外风险分析综述在_ 二十世纪七十年代以前，安全分析只是建立在经验的基础 ，风险分析基本上还没有人听说过，人们对风险的了解还只是认为“风险管理”就是灭保险，“风险许估”就是对财政支山额的模糊评判。后来由1 ：儿场不幸的灾害，加上一些洲议会的犬力宣扬，以及新闻媒介的职业兴趣，“风险分析”的观念逐渐进入人们的意识当中，人们开始思考，我们叮以忍受的灾害的概率是多少，人生命的价值有多人等问题。1 9 8
9、 0 年，美国风险分析协会成立，、上即成为不同学术团体交流思想的焦点论坛，后来又相继成立了许多风险分析协会的分支机构，其中比较有代表性的有风险分析协会欧洲分会，它丁1 9 8 8 年1 1 月在奥地利成立，虽然这次成立人会吸引的仍然是以社会科学家和政策分析家为主流人群，只有少数工程师、医学统计学家，毒揣学家等，但是很明显的是，大家都达成一个共识，多学科方法在风险分析领域越来越重要，1 9 9 2 年欧共体形成共同欧洲市场，更是需要把风险分析和安全标准规范化，欧洲风险分析得到进步发展。相对欧目- I t im 一些发达国家而言，风险分析在亚洲，特别是发展中国家因其政治、经济等原因开展较晚，直到八
10、十年代，定量的风险评估在发展中国家儿乎不存在。风险分析和可靠性分析是从正反两个方面去研究问题，单从概率角度看，它们存在互补关系。风险分析是研究系统在一定条件F 完成其预定功能所承担的风险，包括确定系统的火事概率和火事后果；而可靠性分析是研究系统在一定条件下完成其预定功能的能力，即确定系统的可箍度。可靠性的研究可以追索到第一次世界大战以后，当时由r 空中交通和空中失事增加，需要制订E机性能的可靠性和必要的安全规范。早期的可靠性数学模型的发展是第h 二次世界人战期间在德国开始的，虑用丁V1 导弹发射成功率的研究。五十年代，美国成立了专门研究机构，开展对宁航、核领域、电子系统的可靠度研究。六十年代出
11、现了新的可靠性技术，更广泛地删F 各种专l 、J 刚途。随后，可靠性研究方兴未艾，应用日益广泛，可靠性分析已成为人类生产实践的一个重要组成部分。七木结构方面的可靠性研究始r 五十年代初，在初创时期，关国的AMF r e a d e n t h a t 和前苏联学者斯特列律茨基、尔然尼采等作出了较大的贡献，并在AMF r e a d e n t h a t 的创议F 丁一九人九年在华盛顿召开了第一届国际结构安全性和可靠性会议，随后义近续科开了儿次会议。需要指出的是：关r 一次一阶矩( 包括可靠性指标的概念) 一褴套分析理沦千方法的土要成就硅CAC o r n e l l ，AH - SA n g
12、 ，N C I i n d ，R R a c k w iL z 平A N S h in o z u k u 筲人所f 1 的贡献。第2 贝海堤漫坝风险分析研究水利I 样玎面的风险研究晚r 结构可靠性研究。主要是由r 水利r 群防洪系统涉及的自然闪素较多，无法通过人l 试验测验其随机性，受历史资料限制，不易获得其随机性规律而且变艟之间多为1 r 线性、1 | 解析函数关系，系统内部关系复杂，难以删数学模吧精确描述。但在借鉴结构u J 靠性研究成果的基础上，经过许多研究员的努力，水利I 程防洪研究取得r 明显的进展。在此领域中作出重要贡献的有：A H sA n g ，W a n dEF ，Y e
13、nB e nc h i e ，M a y s L w ，C AC o r n e il ，RR a c k in t a ，w HT a n g 等。在1 9 8 9 年国际水利学协会大会和讨论会上，这个问题成为与会者颇为芙注的一个热点。1 9 9 1 年召开的国际水利学研究协会人会上还专门召开关于可靠性和风险分析讨论会，极大地促进了这领域的研究发展。国内开展水利J ：程防洪风险的研究是八十年代才开始的，尽管如此也取得了一批成果。水利【程防洪风险研究包括：抗力和作川的随机性研究。洪水、风浪的随机分布规律和分布参数的研究，P M F 值的估算及其对戍的重现期研究，泄流能力及其影响因素的随机性研究
14、，库容不确定性研究：风险模型与估算方法研究。风险模型的建立、风险的计算方法和数值计算手段：灵敏度分析。即各种冈素对风险影响稃度的分析：风险标准的研究。确定恰当的风险标准，使其既能被社会公众所接受义具有较好的经济效益，含投资一效益一风险分析，社会公众心理调查、歧策研究等：系统分析和事故树分析研究。将系统理论、事故树分析手段虑_ I f j 于水利【程系统之中，分析其结构、组织，使总风险分解成单项风险时，不重叠、不遗漏。关丁风险分析，国内外有关研究成果简述如F ：1 国际方面1 9 6 9 年O t t oP f a s t e t t e 在论述溢洪道设计的经济问题时，提出大坝失事风险麻由人坝失
15、事概率和火事厉粟来研究。1 9 7 1 年Y e nB e nC h i e 和A n gAHs 论述了风险分析方法，把不确定性划分为主观不确定性和客观不确定性提山了在缺乏资料时处理不确定性的方法。1 9 7 2 年W il w o n 、H T a n g 和Y e nB e nc h i e 首次提出了综合风险的概念，即同时考虑洪水及泄流不确定性，计算了排水涵洞的风险，虽然在计算过程中采用了简化手段，但在方法论上却向前迈进了蕈要的一步。1 9 7 3 年，美国十木l ：稃师协会组织的r 作委员会重估了已建大坝的泄流能力，并提出了风险费的概念，侄该委员会提交的报告中认为确定泄流能力应取风险费
16、用与年费用之和为最小时的泄流能力。该报告只考虑了经济冈素和水文冈素的不确定性米确定泄流能力。而实际上，泄流能力第3 贝广两大学坝上学位论文的确定麻综合考虑歧治、经济、社会、技术等方面的冈素。1 9 7 6 年R a e k w it z 首次把一次一：阶矩法应H j 丁防洪风险的计算，1 9 7 7 年C I R I A 报告对该方法作了详细的介纠。1 9 7 7 年W o o d ，E F 计算了由洪水引起的堤防漫顶风险。1 9 7 9 年F E F a h l b u s c h 对火坝的失事风险标准进行了研究，认为大坝所承担的风险依赖于F游居民的稠密程度与失事后的财产损失。1 9 8 0 年和1 9 8 3 年，Y e o n K o n gT u n g 、l a r r yw M a y 和B a n L i nl e e 先后提出了考虑洪水重复发生的情况的“动态”风险模型，首次把洪水看成是时间序列的“动态”分布过程。1 9 8 2 年sTC h e n
