1、水利水電風(fēng)險分析和風(fēng)險管理相關(guān)問題的討論,陳祖煜 中國水利水電科學(xué)研究院,水利水電風(fēng)險分析和風(fēng)險管理相關(guān)問題的討論,問題的提出 風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn) 水庫汛限水位相關(guān)的風(fēng)險問題 建筑物抗滑穩(wěn)定和滑坡分析相關(guān)的風(fēng)險問題 結(jié)論和建議,水利部公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費項目,北方缺水地區(qū)大型水庫汛限水位動態(tài)控制研究 水利工程的風(fēng)險分析和可靠度設(shè)計方法,水利水電風(fēng)險分析和風(fēng)險管理相關(guān)問題的討論,問題的提出 風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn) 水庫汛限水位相關(guān)的風(fēng)險問題 建筑物抗滑穩(wěn)定和滑坡分析相關(guān)的風(fēng)險問題 結(jié)論和建議,大壩和邊坡的允許風(fēng)險以年計的失效概率,假定我國共有10萬座大壩,如果平均每年報告失事1座,則以年計的失效概率為10-5。,一些

2、國家對大壩允許風(fēng)險（以年計）的規(guī)定 (a) 南非； (b) 荷蘭； (c) 澳大利亞 N為失效個體的數(shù)量,加拿大不列顛哥侖比亞水電局圖制訂的風(fēng)險控制圖,美國墾務(wù)局建議的風(fēng)險控制圖,水利水電風(fēng)險分析和風(fēng)險管理相關(guān)問題的討論,問題的提出 風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn) 水庫汛限水位相關(guān)的風(fēng)險問題 建筑物抗滑穩(wěn)定和滑坡分析相關(guān)的風(fēng)險問題 結(jié)論和建議,水庫汛限水位設(shè)計與運用研究,2001年12月，將水庫汛限水位設(shè)計與運用研究分為試點水庫研究和基礎(chǔ)理論研究兩部分同時開展研究工作，其中基礎(chǔ)理論研究分為4個課題進行研究。 2002年2月，國家防辦組織編寫完成了試點水庫汛限水位與運用研究工作大綱編制要點，并下發(fā)關(guān)于開展水庫汛限水位

3、設(shè)計與運用研究試點工作的通知（辦庫20028號），確定了密云、察爾森等12座水庫為項目研究的試點水庫,動態(tài)汛限水位相關(guān)基礎(chǔ)理論研究,延長資料系列和設(shè)計洪水復(fù)核 水庫聯(lián)調(diào)； 氣象、洪水預(yù)報； 分期控制汛限水位,動態(tài)汛限水位基礎(chǔ)理論研究,國內(nèi)外水庫設(shè)計洪水理論和防洪調(diào)度方法分析評價 設(shè)計洪水方法分析研究 水庫汛期分期設(shè)計洪水研究 水庫汛限水位動態(tài)控制方法研究,三峽水庫入庫洪水預(yù)報系統(tǒng)的開發(fā),屏寸遙測系統(tǒng)建設(shè)的主要目的是為了編制多套三峽入庫站預(yù)報方案，開發(fā)預(yù)報會商系統(tǒng)，制作三峽水庫入庫站72h預(yù)見期的預(yù)報，實現(xiàn)預(yù)報及會商計算機化。 三峽水庫蓄水后，入庫站（寸灘、武?。┲翂沃返暮樗畟鞑r間在175m蓄

4、水位時由原先未蓄水時的48h54h縮短到僅6h12h左右，而三峽水庫調(diào)度預(yù)報預(yù)見期一般要求在4088h（第14天。,水情遙測站網(wǎng),三峽梯級水調(diào)自動化系統(tǒng)水情測報站網(wǎng)： 覆蓋了湖北、四川、重慶、貴州、云南五省市；,水情遙測站網(wǎng),三峽梯級水調(diào)自動化系統(tǒng)水情測報站網(wǎng)： 一期工程建設(shè)了128個遙測站，控制流域面積6萬平方公里；,水情遙測站網(wǎng),三峽梯級水調(diào)自動化系統(tǒng)水情測報站網(wǎng)： 二期工程建設(shè)299個遙測站，控制流域面積37萬平方公里；,水情遙測站網(wǎng),三峽梯級水調(diào)自動化系統(tǒng)水情測報站網(wǎng)： 接入金沙江水情遙測系統(tǒng)145個遙測站，控制流域面積16萬平方公里。,總體介紹屏寸遙測系統(tǒng)建設(shè)的作用,延長預(yù)報遇見期（

5、最長至108小時） 增強預(yù)報時效性（遙測系統(tǒng)可預(yù)報的最短時段為1小時）,水文預(yù)報技術(shù)相關(guān)基礎(chǔ)理論研究,預(yù)報模型有： ）模型 ）新安江模型 ）坦克模型,3、預(yù)報體系結(jié)構(gòu)構(gòu)建示意圖,下圖為三峽入庫站預(yù)報體系示意圖：,相關(guān)問題討論,基礎(chǔ)理論; 風(fēng)險管理,在貝葉斯方法基礎(chǔ)上建立動態(tài)汛限水位的理論框架,用某種方法普查肝癌，設(shè)： A= 用此方法判斷被檢查者患有肝癌 ， D= 被檢查者確實患有肝癌 ，,現(xiàn)有一人用此法檢驗患有肝癌，求此人真正患有肝癌的概率,已知,貝葉斯理論,解： 由已知，得,所以，由Bayes公式，得,貝葉斯理論,用某種方法普查肝癌，設(shè)： A= 用此方法判斷被檢查者不患有肝癌 ， D= 被檢

6、查者確實不患有肝癌 ，,現(xiàn)有一人用此法檢驗患有肝癌，求此人真正患有肝癌的概率,已知,解： 由已知，得,所以，由Bayes公式，得,用某種方法普查肝癌，設(shè)： A= 用此方法判斷被檢查者不患有肝癌 ， D= 被檢查者確實不患有肝癌 ，,現(xiàn)有一人用此法檢驗患有肝癌，求此人真正患有肝癌的概率,返回主目錄,已知,用三峽洪水預(yù)報系統(tǒng)預(yù)報洪水,一星期內(nèi)不會出現(xiàn)一個以洪 峰為100,000 m3/s 代表的洪水過程,在貝葉斯方法基礎(chǔ)上建立動態(tài)汛限水位的理論框架,這是在這個領(lǐng)域迄今為止我們能找到的最適用的科學(xué)定理; 方法簡單，只需要引入兩個新的概率指標(biāo)。,相關(guān)問題討論,基礎(chǔ)理論; 風(fēng)險管理,南科院目前正在承擔(dān)的

7、工作,水庫調(diào)度規(guī)程編制導(dǎo)則 大壩風(fēng)險評估導(dǎo)則,水利水電風(fēng)險分析和風(fēng)險管理相關(guān)問題的討論,問題的提出 風(fēng)險標(biāo)準(zhǔn) 水庫汛限水位相關(guān)的風(fēng)險問題 建筑物抗滑穩(wěn)定和滑坡分析相關(guān)的風(fēng)險問題 結(jié)論和建議,功能函數(shù)和極限狀態(tài)方程,大壩和邊坡的允許風(fēng)險可靠度指標(biāo),P f 失效概率 P y 以年計失效概率 T 建筑物的壽命 N d 建筑物的設(shè)計壽命, 一級為100年, 二級50年,計算以年計的失效概率的方法,可靠度指標(biāo)的幾何意義,承載能力極限狀態(tài)驗算表達式,g0 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)； y 設(shè)計狀態(tài)系數(shù)； S()作用效應(yīng)函數(shù)； R()結(jié)構(gòu)抗力函數(shù)； Gk 永久作用的標(biāo)準(zhǔn)值；gG 永久作用的分項系數(shù)； Qk 可變作用的標(biāo)

8、準(zhǔn)值；gQ 可變作用的分項系數(shù)； ak 幾何參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值；gm 材料性能分項系數(shù)； gd 承載能力極限狀態(tài)的結(jié)構(gòu)系數(shù)。,可靠度分析的應(yīng)用舉例,研究安全系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)； 超越概率的分析方法,可靠度分析的應(yīng)用舉例研究安全系數(shù)標(biāo)準(zhǔn),在編制水利水電邊坡工程設(shè)計規(guī)范中的應(yīng)用 在土石壩設(shè)計規(guī)范修訂工作中引入非線性強度指標(biāo)的作用,中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). 2002. “碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范. SL274-2001,安全系數(shù)和失效概率的關(guān)系,安全系數(shù)的均值,F = 1.67,可靠度分析的應(yīng)用舉例研究安全系數(shù)標(biāo)準(zhǔn),在編制水利水電邊坡工程設(shè)計規(guī)范中的應(yīng)用 在土石壩設(shè)計規(guī)范修訂工作中引入非線性強度指標(biāo)的作用,小浪底大壩下

9、游壩坡 的線性和非線性強度 指標(biāo)穩(wěn)定分析,非線性指標(biāo)安全系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)和失效概率研究,粗粒土的非線性強度指標(biāo),土石壩堆石材料的抗剪強度指標(biāo)具有明顯的非線性特點。 一般來說，上復(fù)土體每增加50m，其內(nèi)摩擦角即減少810。,中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). 2002. “碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范. SL274-2001,碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范 SL274-2001,8.3.3 土質(zhì)防滲體壩、瀝青混凝土面板壩或心墻壩及土工膜斜墻壩或心墻壩,其抗剪強度應(yīng)采用本規(guī)范式(8.3.2.1)-式(8.3.2.3)確定。上述壩型中的1級高壩，有條件時，粗粒料可用本規(guī)范公式(8.3.3)確定的抗剪強度指標(biāo)驗算穩(wěn)定?；炷撩姘宥咽瘔未?/p>

10、粒料應(yīng)采用本規(guī)范公式(8.3.3)確定的抗剪強度指標(biāo)進行穩(wěn)定分析,西北口等48工程硬巖堆石料統(tǒng)計結(jié)果,對典型面板壩剖面使用的非線性參數(shù),對典型面板壩剖面穩(wěn)定分析成果,1:1.3,1:1.4,對典型面板壩剖面穩(wěn)定分析成果 1.確定性分析，2.可靠分析,Fl=1.523 Fm=1.677 =4.72,Fl=1.597 Fm=1.768 =5.03,Fl 使用小值平均 Fm 使用均值,1:1.4,1:1.3,可靠度分析的應(yīng)用舉例,研究安全系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)； 超越概率的分析方法,中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn). 2002. “碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范. SL274-2001,結(jié) 論,通過一定的努力，風(fēng)險分析可以在水資源利用和工程設(shè)計中發(fā)揮積極的作用