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混凝土坝洪水漫顶生命风险评价

李宗樾 余雷 胡泽林 程井

李宗樾,余雷,胡泽林,等. 混凝土坝洪水漫顶生命风险评价[J]. 水利水运工程学报,2022(2):85-91. doi:  10.12170/20210402001
引用本文: 李宗樾,余雷,胡泽林,等. 混凝土坝洪水漫顶生命风险评价[J]. 水利水运工程学报,2022(2):85-91. doi:  10.12170/20210402001
(LI Zongyue, YU Lei, HU Zelin, et al. Assessment of life risk due to flood overtopping of concrete dam[J]. Hydro-Science and Engineering, 2022(2): 85-91. (in Chinese)) doi:  10.12170/20210402001
Citation: (LI Zongyue, YU Lei, HU Zelin, et al. Assessment of life risk due to flood overtopping of concrete dam[J]. Hydro-Science and Engineering, 2022(2): 85-91. (in Chinese)) doi:  10.12170/20210402001

混凝土坝洪水漫顶生命风险评价

doi: 10.12170/20210402001
基金项目: 贵州省水利科技经费资助项目(KT201812,KT202003);国家重点研发计划资助项目(2018YFCO407103);水利部堤防安全与病害防治工程技术研究中心开放课题基金资助项目(DFZX202001)
详细信息
    作者简介:

    李宗樾(1982—),男,贵州遵义人,高级工程师,主要从事水工建筑物设计及大坝安全评价研究。E-mail:ZYL027@126.com

    通讯作者:

    程 井(E-mail:cj042@126.com

  • 中图分类号: TV642.1

Assessment of life risk due to flood overtopping of concrete dam

  • 摘要: 对混凝土大坝洪水漫顶的生命风险评价方法进行研究,以改进传统的评价方法。提出基于Copula函数和三点式变倍比放大法来随机生成年最大入库洪水过程线概率序列的峰量双变量分析方法,同时进行生命风险的评估;并对溃坝生命风险评价标准进行研究,以得出更符合我国大坝现状的生命风险评估标准。以贵州某水电站为例,对其加固后的洪水漫顶生命损失进行评估,依据风险标准进行生命损失风险评价,结果显示加固后该水电站拱坝洪水漫顶对下游村镇造成生命损失的风险较小,属于社会可接受范围。混凝土坝洪水漫顶生命风险评价的方法考虑了洪水特征量间的相互关系,所得洪水发生概率更加贴合实际。
  • 图  1  大中型及小型水库社会生命风险标准

    Figure  1.  Social life risk criteria for large and medium-sized reservoirs and small reservoirs

    图  2  (u, v)抽样分布

    Figure  2.  Sampling of (u, v)

    图  3  随机生成的洪峰q的P-III分布

    Figure  3.  P-III distribution of randomly generatedflood peak q         

    图  4  随机生成的洪量w的P-III分布

    Figure  4.  P-III distribution of the randomly generated flood volume w

    图  5  典型洪水过程线

    Figure  5.  Typical flood process line

    图  6  坝前最高水位累积频率曲线

    Figure  6.  Cumulative frequency curve of highest water levels in front of the dam

    图  7  概率10−5的洪水漫顶工况的下游最大淹没水深示意(2050-06-10T15:43)(单位: m)

    Figure  7.  Schematic diagram of the downstream maximum submerged depth under flood overtopping condition with probability of 10−5 (2050-06-10T15:43) (unit: m)

    图  8  SJ村淹没水深过程线

    Figure  8.  Process line of submerged water depth in SJ village

    图  9  SJ村淹没洪水流速过程线

    Figure  9.  Process line of flood velocity in SJ village

    表  1  Archimedean Copula函数参数$ \theta $与Kendall相关系数$ \tau $的关系

    Table  1.   Relationship between Archimedean Copula function parameter and Kendall rank correlation coefficient

    Copula类型Copula函数表达式θτ
    Gumbel-Hougaard$ \exp \left\{ { - {{\left[ {{{\left( { - \ln u} \right)}^\theta } + {{\left( { - \ln v} \right)}^\theta }} \right]}^{1/\theta }}} \right\} $$ \left[ {1,\infty } \right] $$ 1 - {\theta ^{ - 1}} $
    Clayton$ {\left( {{u^{ - \theta }} + {v^{ - \theta }} - 1} \right)^{ - 1/\theta }} $$ \left( {0,\infty } \right) $$ \theta /\left( {\theta + 2} \right) $
    Frank$- \dfrac{1}{\theta }\ln \left[ {1 + \dfrac{ {\left( { {\text{exp(} } - \theta u) - 1} \right)\left( { {\text{exp(} } - \theta v) - 1} \right)} }{ { {\text{exp(} } - \theta ) - 1} } } \right]$$ R\backslash \left\{ 0 \right\} $$1 + \dfrac{4}{\theta }\left[ {\dfrac{1}{\theta }\displaystyle\int\limits_0^\theta {\dfrac{t}{ {\exp \left( t \right) - 1} }{\text{d} }t - 1} } \right]$
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    表  2  各村镇信息

    Table  2.   Information of villages and towns

    村镇平均海拔高程/m人口/人
    SJ村 240 1 148
    SZ村 240 1 709
    ZG村 250 1 248
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    表  3  SJ村受灾严重性

    Table  3.   Severity of the disaster in SJ village

    各年最大入库洪水
    过程线概率
    洪水严重性/ (m2·s−1)生命损失/人总死亡
    人数/人
    死亡率
    测点S1测点S2测点S3测点S4测点S5测点S1测点S2测点S3测点S4测点S5
    1.0×10−5 0.83 0.89 0.19 0.34 0 0.017 0.150 0.058 0.058 0 0.283 2.47×10−4
    2.0×10−5 0.11 0.07 0.01 0 0 0.017 0.150 0.058 0 0 0.225 1.96×10−4
    3.0×10−5 0.17 0.07 0.05 0 0 0.017 0.150 0.058 0 0 0.225 1.96×10−4
    4.0×10−5 0.05 0.02 0 0 0 0.017 0.150 0 0 0 0.167 1.45×10−4
    5.0×10−5 0.08 0.07 0 0 0 0.017 0.150 0 0 0 0.167 1.45×10−4
    7.0×10−5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
    8.0×10−5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-04-20
  • 网络出版日期:  2022-02-23
  • 刊出日期:  2022-07-03

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