混凝土壩洪水漫頂生命風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

李宗樾，余 雷，胡澤林，程 井

(1.貴州省大壩安全監(jiān)測(cè)中心，貴州 貴陽(yáng) 550002；2.河海大學(xué) 水利水電學(xué)院，江蘇 南京 210098)

截至2019 年底，中國(guó)已建成各類水庫(kù)超過(guò)98 000 座，是目前世界修建水庫(kù)最多的國(guó)家[1-3]。水庫(kù)在發(fā)揮巨大社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也存在不可規(guī)避的風(fēng)險(xiǎn)[4]。為了盡可能減少水庫(kù)大壩失事帶來(lái)的損失，大壩風(fēng)險(xiǎn)管理顯得格外重要。我國(guó)自從1954 年有較為完整的潰壩紀(jì)錄以來(lái)，隨著水庫(kù)的運(yùn)行管理等各項(xiàng)工作的不斷完善，大中型水庫(kù)的潰壩事件隨時(shí)段劇減。1954—2018 年水庫(kù)共潰壩3 541 座[5]，其中1954—1982 年共潰壩3 115 座，年均潰壩107.4 座；1983—1999 年共潰壩332 座，年均潰壩19.5 座；2000—2018 年共潰壩84 座，年均潰壩4.4 座，年均潰壩概率降至0.45×10-4[4-8]。

導(dǎo)致潰壩的原因主要包括洪水漫頂、大壩質(zhì)量問(wèn)題及管理不當(dāng)?shù)龋渲泻樗斦?0%以上[6]。特別是近年來(lái)，全球氣候變化導(dǎo)致的極端天氣頻發(fā)，超標(biāo)洪水頻率明顯上升，給水庫(kù)大壩帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)[9]，如2020 年烏茲別克斯坦的薩爾多巴水庫(kù)潰壩，以及美國(guó)密歇根州的伊登維爾大壩及桑福德大壩潰壩[5]，這些潰壩事故造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)和生命損失。如何合理評(píng)估庫(kù)壩的各類風(fēng)險(xiǎn)，成為大壩運(yùn)行維護(hù)的重要內(nèi)容[4]。

優(yōu)質(zhì)實(shí)體混凝土壩可以長(zhǎng)期服役，但在遭遇超標(biāo)洪水且泄流能力不足時(shí)，仍存在較大的洪水漫頂及潰壩風(fēng)險(xiǎn)[10-11]。壩前最高水位與入庫(kù)洪水息息相關(guān)，而傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)洪水頻率分析通常為單一變量分析，無(wú)法全面反映洪峰與洪量之間的相關(guān)關(guān)系。基于Copula 函數(shù)的多變量設(shè)計(jì)洪水頻率分析能更全面地描述洪水的內(nèi)在規(guī)律[12-16]。……