大坝风险评估所需资料清单、溃坝模式、路径、风险人口与生命、经济损失、环境影响指数计算、成本效益法和失衡法.docx
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1、附录A大坝风险评估所需资料清单A.1规划设计阶段大坝风险评估基本资料清单A.1.1流域和水库水文气象资料主要包括:1应收集水库所在流域暴雨、洪水特征,水库设计洪水及其过程等资料。2应收集水库所在流域与相关区域水文测站分布及其水文资料。3应收集水库上、下游其他相关水利工程基本情况资料。A.1.2水库功能与防洪保护对象基本资料主要包括:1设计批复或运行阶段报批的水库功能作用,一般包括防洪、灌溉、供水、发电、生态环保、航运等。2水库防洪功能指标包括:1)水库防洪保护人口、重要基础设施、工矿企业、耕地等;2)水库防洪保护人口、分布情况及年龄分布等情况;3)水库防洪保护重要基础设施级别、分布情况、防洪标
2、准、警戒水位、安全泄量、建筑物挡水高程等资料;4)水库防洪保护工矿企业规模、数量、分布等情况;5)水库防洪保护耕地面积、分布等情况。A.1.3大坝工程特性资料主要包括:1大坝工程概况描述,包括兴建年月、所在流域、控制流域面积、工程等级、抗震设防烈度、防洪标准、特征水位与库容、水工建筑物基本情况等。2枢纽平面布置图、主要水工建筑物平面及典型断面图。3闸门与启闭设施及电源情况。A.2运行管理阶段大坝风险评估基本资料清单A.2.1大坝安全状况资料应包括下列内容:1工程地质条件及坝基处理情况。2大坝施工质量及验收结论。3大坝安全鉴定资料及鉴定结论。4运行中暴露的问题及除险加固情况。A.2.2地震及地质
3、灾害资料应包括下列内容:1历史上发生过的地震及水库大坝震损情况。2库区地质灾害及近坝库岸稳定情况。3水库诱发地震资料。A.2.3大坝安全管理资料主要包括:1水库运行管理资料应包括管理机构、管理队伍、管理制度、维修养护、运行大事记等。2水库调度运用资料应包括水库调度运用方案、防洪及应急调度预案、水位库容曲线、水位泄量曲线等。3水情和工情监测设施资料应包括下列内容:D水情监测。应包括:水库水情监测站网布置;报汛方式和洪水预报方案、预见期、预报精度及实际运用效果等。2)大坝安全监测。应包括:大坝安全监测项目、测点布置、监测仪器有效性;大坝巡视检查情况;安全监测资料分析中发现的仪器问题和工程隐患,特别
4、要说明隐患的位置和严重程度。3)闸门监控系统A.2.4水库应急管理资料及应急设施应包括防汛抢险应急预案、大坝安全管理应急预案、防汛交通与通信设施、电力、报警设施等。A.2.5洪水事件及其应对措施应包括下列内容:1历次大洪水情况,包括降雨过程、入库洪水过程、洪水总量和最大洪峰流量等。2历次大洪水的调度决策、应对处理、最高库水位情况。3历次下泄洪水造成的下游损失调查报告或灾情记载等。A.2.6工程险情及处理资料应包括下列内容:1运行中发生过的重大工程险情描述,包括险情发生时间、部位、性质、外界条件、发生发展过程等。2抢险方案、决策及实施效果。A.2.7水库运行中存在的主要问题应包括下列内容:1工程
5、安全方面。2安全管理方面。A.2.8洪水淹没区基本资料1地形资料。应包括洪水淹没区地形图,以及水库下游河道地形图与断面图。测图比例一般情况下不应小于1:10000,并能反映近期真实情况。2应急转移与抢险信息资料应包括洪水淹没区防汛道路、撤退道路、避险地点、防汛物资仓库等分布资料。3社会经济数据应包括洪水威胁区的行政区划图及其人口、学校、机关、医院、工矿企业、交通道路等公共设施,以及重点防洪保护对象等分布资料及其防护措施;受影响区域社会经济基本统计指标,包括面积、总人口数、城镇人口(常住人口和流动人口)、农村人口、耕地面积、地区生产总值、工业总产值、农业总产值等。4历史灾情数据应包括历史典型洪水
6、淹没范围、淹没水深、历时、伤亡、经济损失等调查报告或灾情记载。A.2.9其他资料1宜收集洪水可能造成的社会与环境影响调查与评估资料。2宜收集水库旅游、养殖、垂钓等其他经济指标资料。附录B溃坝模式分析方法8.1 破坏模式与后果分析法(FMEA法)8.1.1 FMEA法是将大坝作为一个系统,分析系统中每一个子系统与因素所有可能破坏模式及其后果的一种归纳分析方法。8.2 .2FMEA法可按如下过程分析:1定义系统。大坝系统包括永久性挡水建筑物以及与大坝安全有关的泄水、输水和过坝建筑物及相应的金属结构等。2识别系统。收集水库的设计、施工及运行资料,或通过与设计、施工、管理人员进行座谈,了解水库建设和运
7、行的详细情况,对系统有一个全面的认识。3分解系统。把系统分解成若干子系统,找出各子系统构成因素,一般将其分解为1级子系统、2级子系统及其因素。4因素功能分析。子系统和因素是根据他们的主要功能来定义的。为实现不同因素及同一个因素的不同功能的区分,可采用数字编码的方法,如11223344,其中11代表1级子系统,22代表2级子系统,33代表因素,44代表因素功能。5因素筛选。对每个因素破坏后对系统性能的影响进行初步评估,把那些对系统性能影响不大的因素剔除掉,而把那些对系统性能起关键作用的因素保留下来做进一步的分析。如难以确定某个因素功能对系统性能的重要性,则应保留作进一步的分析。6因素破坏模式识别
8、。分析通过筛选的因素是如何破坏的,识别其破坏模式。7因素相互作用分析。在识别因素破坏模式过程中,需要考虑因素之间的相互作用。可通过事件树或故障树来分析因素之间的相互作用以及一系列因素之间的破坏顺序。8因素破坏后果分析。分析因素在不同破坏模式下的直接影响和最终影响(即后果)。确定因素破坏模式的最终影响,需要考虑以下情形:1)某种影响可能是多种因素破坏后造成的;2)某种因素破坏可能会造成多种影响;3)某种因素破坏可能会触发一系列因素破坏;4)某种因素破坏可能不会直接影响其他因素,但可能会增加这些因素破坏的可能性。9人工干预。通过系统地识别因素可能存在的破坏模式,及时发现因素破坏并进行人工干预以避免
9、或降低破坏后果。B.2破坏模式、后果和危害程度分析法(FMECA法)8.2.1 FMECA由两项相对独立的工作组成,即破坏模式与后果分析(FMEA)和危害程度分析(CritiCalityAnalysis-CA)o8.2.2 在FMEA基础上,可按如下过程进行危害程度分析:1分析因素破坏模式发生的可能性。可由专家根据经验确定,判别标准见表B.2.2-1。表B.2.2-1系统因素破坏模式发生可能性赋值表因素破坏可能性年发生概率判别标准几乎不可能低于1/5000在工程寿命周期中极不可能发生,如遭遇最大可信地震或PMF洪水极不可能1/500-1/5000在工程寿命周期中很不可能发生不可能1/501/5
10、00在工程寿命周期中有可能发生,但不期望发生可能1/5-1/50在工程寿命周期中可能阶段性发生经常发生大于1/5经常性发生,或在近5年内如果不处理会发生2分析后果严重程度。后果严重程度的判别标准见表B.2.22表B222后果严重程度赋值表后果严重性判别标准不严重经济损失不超过5万元,无人员伤亡,无环境影响,无外部影响中等经济损失在5万100万元,无人员伤亡,或下游财产损失在2.5万50万元,或下泄具有永久影响的污染物对农业无明显影响,或无环境影响,或无外部影响,或加固经费2万20万元,或以上的各种组合严重经济损失在100万1000万元,多起人员严重伤害或致命伤亡,或下游财产损失在50万500万
11、元,或下泄具有永久影响的污染物造成长期环境或农业危害,或以上的各种组合非常严重经济损失在IoOO万10000万元,有明显人员死亡,或下游财产损失在500万5000万元,或造成大范围的环境或农业危害,或以上的各种组合灾难性经济损失超过1亿元,大量人员死亡,或下游财产损失超过5000万元、对环境或下游农业产生重大长期危害,或以上的各种组合3分析后果发生的可能性。后果发生可能性的判别标准见表B.2.2-3。表B223后果发生可能性赋值表后果发生可能性可能性估计判别标准极不可能低于5%破坏模式能导致影响,但后果很不可能发生不可能5%25%破坏模式能导致影响或后果,但预期不会发生可能25%75%预期破坏
12、模式能导致影响或后果,发生或不发生的机会相当极有可能75%100%预期破坏模式导致影响或后果月定100%破坏模式必导致影响或后果确定发生4确定危害程度指标。每个因素破坏模式的危害程度根据因素破坏模式发生的可能性、后果严重程度、后果发生的可能性按表B.2.2-4确定。表B224危害程度赋值表后果因素破坏模式可能性严重性可能性几乎不可能极不可能不可能可能经常发生不严重极不可能12457不可能23578可能35789极有可能457910.ll-457910中等极不可能35789不可能568911可能6891112极有可能68101113肯定78101113严重极不可能68101112不可能89111
13、314可能911121415极有可能911131416肯定1011131516非常严重极不可能911131415不可能1112141617可能1314161719极有可能1314161719肯定1314161819灾难性极不可能1113141617不可能1214161718可能1415171920极有可能1416181920肯定14161819208.2.3 统计每个因素的危害程度、在子系统中所占比重和在系统中所占比重,统计各个子系统的危害程度及其在系统中所占比重。每个因素的危害程度为该因素的各种破坏模式危害程度赋分值之和,子系统的危害程度为该子系统的各个因素的危害程度赋分值之和。8.2.4
14、根据危害程度大小对每种破坏模式、每个因素危害程度和每个子系统的危害程度进行排序。得分值越高,危害程度越大,风险越大。附录C主要溃坝模式与溃坝路径C.0.1土石坝主要包括如下五大类溃坝模式与24种可能溃坝路径:1汛期由于坝顶高程不足、无泄洪设施或泄洪设施泄量不足、上游水库溃坝、近坝库岸滑塌、泄洪设施闸门故障等原因引起洪水漫顶溃坝的路径如下:1)洪水一闸门操作正常一坝顶高程不足一不能及时加高坝顶T漫顶一冲刷坝体一干预无效T溃坝2)洪水一无泄洪设施或泄洪设施泄量不足一逼高库水位一坝顶高程不足T不能及时加高坝顶一漫顶一冲刷坝体一干预无效一溃坝3)洪水+上游水库溃坝洪水T坝顶高程不足T漫顶T冲刷坝体T干
15、预无效T溃坝4)洪水+持续降雨T近坝库岸滑塌T涌浪一漫顶T冲刷坝体一干预无效T溃坝5)洪水T部分闸门故障T逼高库水位T坝顶高程不足一不能及时加高坝顶一漫顶一冲刷坝体T干预无效T溃坝6)洪水T全部闸门故障一逼高库水位一坝顶高程不足一不能及时加高坝顶一漫顶一冲刷坝体T干预无效T溃坝2汛期由于泄洪设施被冲毁或上下游坝坡滑坡引起溃坝的路径如下:1)洪水一泄洪设施冲毁一库水无控制下泄一冲刷坝体一干预无效一溃坝2)洪水一泄洪设施冲毁T库水无控制下泄一上游坝坡滑坡一干预无效一溃坝3)洪水一泄洪设施冲毁一库水无控制下泄T回流冲刷下游坝脚T下游坝坡滑坡一干预无效T溃坝4)洪水T下游坝坡滑坡T坝顶高程降低T坝顶高
16、程不足T漫顶一冲刷坝体T干预无效T溃坝5)洪水T闸门全部开启T库水位下降过快T上游坝坡滑坡T坝顶高程降低T坝顶高程不足T漫顶一冲刷坝体T干预无效T溃坝6)洪水一持续降雨T上部坝体饱和一纵向裂缝一坝体局部失稳一坝顶高程降低一干预无效T溃坝3汛期渗透破坏导致溃坝的路径如下:1)洪水一坝基集中渗漏一管涌一干预无效一溃坝2)洪水一坝体集中渗漏一管涌一干预无效一溃坝3)洪水T穿坝建筑物与坝体之间发生接触冲刷破坏一干预无效一溃坝4)洪水T坝体深层横向贯穿性裂缝一集中渗流破坏一干预无效T溃坝5)洪水T下游坝坡大范围散浸T坝体失稳一坝顶高程降低一漫顶T干预无效T溃坝6)洪水T坝体管涌破坏T坝体失稳T坝顶高程降
17、低T漫顶+管涌T干预无效T溃坝4非汛期渗透破坏导致溃坝的路径如下:1)坝体、坝基集中渗漏T管涌T干预无效T溃坝2)穿坝建筑物与坝体之间发生接触冲刷破坏一干预无效一溃坝3)坝体管涌破坏T坝体失稳一坝顶高程降低一漫顶+管涌干预无效一溃坝5地震导致溃坝的路径如下:1)地震一坝体横向裂缝T集中渗漏一干预无效一溃坝2)地震一坝体纵向裂缝一坝坡失稳T坝顶高程降低T漫顶一干预无效一溃坝3)地震T坝基或坝体液化T大坝破坏(坝顶高程降低、裂缝、滑坡)T漫顶或管涌T干预无效T溃坝C.0.2混凝土坝和浆砌石坝主要包括如下六种可能溃坝路径:1坝基和两岸岩体破碎、抗冲刷能力差:特大洪水一长时间漫顶一冲毁坝趾基岩一干预无
18、效T溃坝2各类裂缝:洪水一裂缝迅速扩展一干预无效一溃坝3重力坝防渗帷幕失效或排水孔堵塞:洪水一坝基扬压力增大一重力坝整体失稳一干预无效一溃坝4拱坝防渗帷幕失效或排水孔堵塞:洪水T坝基扬压力增大T拱坝拱座失稳T干预无效T溃坝5拱坝拱座存在的软弱夹层、裂隙发育带、断层破碎带处置不当或勘测设计、施工均未发现:洪水或地震T拱座变形、坍塌T干预无效一溃坝6拱坝河谷宽阔+两岸边坡平缓+坝体单薄或坝基浅层岩基中存在软弱夹层:洪水T沿两岸倾斜坡面发生向下游或上滑失稳一干预无效一溃坝附录D专家经验法及其赋值标准D.0.1采用专家经验法时,可将事件发生可能性定性分为5级,分别为极有可能、可能、基本不可能、不可能、
19、极不可能,对应的概率赋值标准参见表F.0.1-1,专家可根据历史资料和自己的专业经验在一定范围内选取。表D.0.1-1事件发生可能性的定性描述和概率对应表定性描述相应概率判断依据极不可能0.000001-0.00001不同事件发生概率的判断依据参见表D.0.1-2D.0.1-ll不可能0.00001-0.0001基本不可能0.0001-0.01可能0.10.01极有可能0.1-0.99D.0.2为减少人为因素影响,应由3位以上专家独立赋值,然后取均值,或根据专家水平与经验丰富程度加权平均。当不同专家之间的赋值差异较大时,应进行协商确定。表D.0.12闸门失效概率估计表定性评价判断依据单门失效概
20、率闸门系统极其安全可靠闸门强度、刚度和稳定性及启闭机启闭能力满足要求;有两路以上的正常电源,另有备用电源,并可人工开启;有完善的管理制度和操作规程,能严格执行;操作人员经过专业培训,经验丰富;闸门和启闭机均未超过报废折旧年限,维(检)修、保养情况良好;有汛前、汛后检查和试运行,检查和运行中发现的问题及时得到妥善处理;闸门和启闭机运行无任何异常,运用记录中也从未发生过闸门启闭故障情况。O.(XXXX)10.00001闸门系统安全可靠闸门强度、刚度和稳定性及启闭机的启闭能力满足要求;有正常电源和备用电源,并可人工开启;有较完善管理制度和操作规程:操作人员经过专业培训,具有操作经验;闸门和启闭机均未
21、超过报废折旧年限,维(检)修、保养情况良好;有汛前、汛后检查和试运行,检查和运行中发现的问题得到处理;闸门和启闭机能够正常运行,运用记录中从未发生过闸门启闭失效情况。0.000010.0001闸门系统基本安全可靠闸门主要受力构件的强度、刚度和稳定性及启闭机启闭能力满足要求:有电源和备用电源,并可人工开启;有管理制度和操作规程,操作人员具有操作经验;闸门和启闭机均未超过报废折旧年限,但维(检)修、保养情况较差;有汛前、汛后检查和试运行,检查和运行中发现的问题得到处理,但往往不够及时;闸门和启闭机能够正常运行,但运用记录中曾发生闸门启闭故障情况。0.0001-0.01闸门系统不安全、不可靠闸门主要
22、受力构件的强度、刚度和稳定性及启闭机启闭能力满足要求,但老化锈蚀严重,启闭机无保护:有正常电源,可人工开启,但无备用电源;虽有管理制度和操作规程,但操作性不强,执行不严格,操作人员缺乏专业素养和经验;维(检)修、保养情况尚可,但闸门和启闭机均超过报废折旧年限;虽有汛前、汛后检查和试运行,但检查和运行中发现的问题不能及时得到处理:闸门和启闭机运行故障多,运用记录中多次发生闸门启闭故障情况。0.0101闸门系统极不安全可靠闸门强度、刚度和稳定性及启闭机启闭能力不满足要求,启闭机无保护:正常电源不可靠,无备用电源,人工开启费力、费时:无管理制度和操作规程,无专人操作或操作人员缺乏专业素养和经验;闸门
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