大坝安全评价方法综述摘要:国内外水库安全评价技术与方法主要分为传统的定性准则法和综合评价分析法，综合评价分析法有综合评分法，层次分析法，风险评估分析法和模糊综合评价法等。工程安全等级分为3级:A级为安全可靠，能按设计条件安全运行;B级为基本安全，但有缺陷，可在加强监控的条件下运行;C级为不安全，存在病险隐患。最后综合各专项安全性级别对大坝分类，专项安全性级别均达到A级的为一类坝;专项安全性级别达到A级或B级的为二类坝;专项安全性级别有一项以上达到C级的为三类坝。关键词:安全评价;风险分析;病险水库前言我国现有8.7万余座水库，大多建于20世纪50～70年代，限于当时的经济社会条件制约，普遍存在防洪标准低、工程质量差等缺陷，加上长期维修养护不够，其中约40%为病险水库。病险水库不仅不能正常发挥效益，而且存在很高的溃坝风险，严重威胁下游公众安全与经济社会的可持续发展，因此对病险水库定期开展水库安全评价工作至关重要。正确的大坝安全评价是充分发挥工程效益、降低工程风险和提高工程除险加固措施针对性的必然要求。1模糊综合分析法模糊数学将数学引入具有模糊现象和模糊概念的各个知识领域中，其关键在于寻求适当的数学语言来描述事物的模糊性。基于模糊数学方法的综合评价通过构建评价对象指标集与评价集之间的函数关系，计算各评价指标所属隶属度，建立模糊矩阵，确定各评价指标权重，最后对模糊矩阵与权重进行模糊运算并归一化处理，得到综合评价结果。1.1确定目标集和评价集大坝模糊综合分析的目标集采用《水库大坝安全评价导则》的7个单项，评价集一般采用五级法，其等级用符号表示为:V1，V2，V3，V4，V5，依次代表恶性异常、重度异常、轻度异常、基本正常、正常。各项因素的评价语为:(V1，V2，V3，V4，V5)=(v1，v2，v3，v4，v5)。其中:0＜vi＜l表示对上述等级的隶属。大坝的因素层指标可以分为定量指标和定性指标两类，对于定量指标采用“升半梯形”隶属函数确定指标的隶属度。[1]1.2综合评价根据权向量W和模糊评价值矩阵R，采用模糊综合评价的基本公式为:B=W·R式中，运算符“·”为模糊数学中的模糊算子，当W表示权向量时，上式代表普通矩阵乘积运算[2]。计算时，从最底层(因素层)开始，逐层向上综合，最终得到最顶层的目标集向量。如果目标集不满足归一化条件，需进行归一化处理。最后可根据总体评价值，按最大隶属度原则确定大坝安全的总体结论。2风险评分法风险分析既需要考虑水文、地质、材料、荷载的时空变异性，同时也要考虑到其他非传统因素，如人为差错、机械故障、上游水库失事等随机事件可能给大坝安全造成的威胁。美国垦务局(USBR)推荐使用现场评分(siterating)法来衡量水库大坝的风险，它是在美陆军工程师团Hagen的启发下形成，按下式计算:式中，为第i因素的评分值。[3]所考虑的风险可分两类:①潜在险情，包括库容、水头、隐患、洪水和地震等因素。将各因素构成的险情分成低、中、高、极高4级，各级从低至高相应赋予风险值。工程的SR值越高，则表明该工程越危险。②大坝病险，包括工程龄期、建筑质量、渗流态势和结构安全等因素;USBR把风险分析和评价视为改进安全管理的一种手段，看作是大坝管理的一部分。他们把大坝风险评价作为一种决策工具，以便指导资金往风险最大的工程上投入。为了保证大坝不会出现威胁公共安全、财产和社会安全的不可接受的风险，USBR建立了大坝安全管理程序，通过比较不同荷载作用所导致的风险和不同大坝间的风险，对产生不可接受风险的大坝进行确认，并采取有效的、费用合理的适当措施降低或消除这些风险。2．1综合风险指数法综合风险指数法针对大坝安全三大相互独立的因素进行分析，大坝风险评估指数，由环境因素、工程结构因素与综合影响系数的乘积组成。式中，ɑi为环境因素，包括地震、库岸塌滑、洪水、水库调节能力、环境侵害等5项;ɑj为工程结构因素，包括结构可靠性、坝基优劣、防洪设施安全性、工程管理维修好坏等4项;ɑk为溃坝损失因素，包括水库库容、洪泛区可能损失情况等。以上各种风险均按低、中、高三级风险划分，每一级又细分为两级，也就是将风险共细分为6级，每级1分，每一因素最...
