基于病害指數(shù)的大壩潰決可能性評價(jià)研究

周克發(fā)，袁 輝

（1.南京水利科學(xué)研究院大壩安全與管理研究所，南京 210029；2.水文水資源與水利工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210029）

基于病害指數(shù)的大壩潰決可能性評價(jià)研究

周克發(fā)1，2，袁 輝1，2

（1.南京水利科學(xué)研究院大壩安全與管理研究所，南京 210029；2.水文水資源與水利工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南京 210029）

較全面地總結(jié)了國內(nèi)外大壩老化與病害評價(jià)研究成果，在此基礎(chǔ)上，提出了以病害指數(shù)衡量大壩病害程度，給出了病害指數(shù)的計(jì)算方法，并根據(jù)病害指數(shù)值，將大壩病害程度及病險(xiǎn)狀況劃分為相應(yīng)的5個(gè)等級。建立了基于病害指數(shù)的大壩潰決可能性評價(jià)模型，提出了以潰決指數(shù)衡量水庫大壩潰決可能性，并根據(jù)潰決指數(shù)值，將水庫大壩潰決可能性劃分為相應(yīng)的5個(gè)等級。應(yīng)用大壩潰決可能性評價(jià)模型評價(jià)了沙河集水庫大壩潰決可能性，評價(jià)結(jié)果表明，根據(jù)潰決指數(shù)判定大壩潰決可能性具有較好的適用性。大壩潰決可能性評價(jià)模型可為病險(xiǎn)水庫大壩潰決可能性評價(jià)提供參考；建議推廣應(yīng)用該評價(jià)模型，并深化研究大壩病害演變規(guī)律及其與大壩潰決可能性的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

大壩；病害；老化度；病害指數(shù)；潰決指數(shù)

1 概 述

我國是世界上水庫建庫最多的國家，也是水庫潰壩最多的國家。據(jù)近期普查，我國現(xiàn)有水庫87 085座（不含港、澳、臺地區(qū)），但我國水庫潰壩事件已達(dá)3 503起［1］。水庫潰壩的原因是多方面的，總體來看主要有：洪水地震等環(huán)境因素，質(zhì)量缺陷等工程因素，管理不當(dāng)?shù)热藶橐蛩?。根?jù)潰壩登記資料，潰壩原因可按洪水漫頂、質(zhì)量隱患、管理不當(dāng)、其他原因、原因不明等基本分類。我國所有潰壩事件中，漫壩引起的潰壩占潰壩總數(shù)的50.2%，壩體工程質(zhì)量問題引起的潰壩占潰壩總數(shù)的34.8%，管理不當(dāng)和其他形式引起的潰壩占潰壩總數(shù)的15%［2］。這些潰壩原因反映了潰壩水庫存在著嚴(yán)重的病險(xiǎn)，潰壩與大壩病險(xiǎn)存在著密切的關(guān)系。據(jù)調(diào)查研究，潰壩水庫的病險(xiǎn)主要表現(xiàn)在3個(gè)方面，即：防洪與安全標(biāo)準(zhǔn)低、防洪能力下降；建設(shè)方式落后、前期工作不足、施工條件簡陋、搶進(jìn)度趕工期引起的工程質(zhì)量差；工程結(jié)構(gòu)破損、沖刷侵蝕、碳化銹蝕、設(shè)施落后等引起的工程老化失修［3］。

實(shí)際上，大壩病險(xiǎn)是由先天不足、后天失調(diào)和自然老化等引起的大壩病害發(fā)展、累積、惡化到一定程度的表現(xiàn)。一般地，大壩病害在一定的不利情況（如工程長久失修、無人管理）下進(jìn)一步惡化，發(fā)生質(zhì)變，由病害發(fā)展為嚴(yán)重威脅大壩安全的病險(xiǎn)，并逐漸加重或在突發(fā)性災(zāi)難事件情況（如地震、超標(biāo)準(zhǔn)洪水、施工不當(dāng)）下，最終引起大壩失事或潰決。因此，水庫潰壩是有規(guī)律可循的，與引起病險(xiǎn)的某種或多種大壩病害息息相關(guān)。目前，針對潰壩機(jī)理原因分析、大壩病險(xiǎn)調(diào)查與治理措施、大壩老化評估等方面的研究成果頗多，但分析大壩病害成因，揭示其演變規(guī)律及潰壩與大壩病害或病險(xiǎn)的關(guān)聯(lián)關(guān)系等方面的研究成果甚少。研究大壩病害與潰壩的關(guān)系是對大壩老化、病害演變規(guī)律、潰決機(jī)理等相關(guān)研究的拓展和充實(shí)，可為病險(xiǎn)水庫綜合治理、潰壩災(zāi)害應(yīng)急防控、大壩安全管理宏觀決策等提供重要的基礎(chǔ)技術(shù)支撐。

2 大壩老化與病害評價(jià)研究現(xiàn)狀

2.1 大壩老化研究評價(jià)現(xiàn)狀

隨著大壩老化的研究和認(rèn)識逐步深入，對于大壩老化盡管目前定義尚未統(tǒng)一，但認(rèn)識逐漸趨與一致。國內(nèi)一些學(xué)者針對大壩老化研究進(jìn)行了很多工作，取得了不少成果。

白玉慧（1998）等人認(rèn)為水利工程老化主要體現(xiàn)在工程總體或部分的安全性能降低以及功能的退化兩個(gè)方面，從本質(zhì)上可歸納為材質(zhì)老化和結(jié)構(gòu)老化；結(jié)合水利工程的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了依據(jù)水利工程綜合評價(jià)指標(biāo)計(jì)算結(jié)果來判定工程整體老化程度的評價(jià)指標(biāo)體系，包括單個(gè)建筑物老化程度評價(jià)指標(biāo)體系和整體老化程度評價(jià)指標(biāo)體系［4］。

李樹楓（2004）等人認(rèn)為土石壩老化病害評價(jià)實(shí)質(zhì)是將工程技術(shù)指標(biāo)的實(shí)際檢測值與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比，比較裂縫情況、滲漏狀況、滑坡可能性、護(hù)坡破壞程度等4項(xiàng)指標(biāo)實(shí)際檢測值與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值，按照基本完好、輕微、較嚴(yán)重和嚴(yán)重4種老化狀態(tài)分別給與A，B，C，D 4個(gè)等級，按照各種病害對土石壩安全的影響程度，依據(jù)《水庫大壩安全評價(jià)導(dǎo)則》（SL258－2000），對大壩老化病害綜合程度進(jìn)行分級，確定土石壩病害程度等級［5］。

阿里木·吐爾遜、買買提·艾斯?fàn)枺?004）認(rèn)為大壩的綜合特性是隨運(yùn)行年齡而變化的，并將大壩的整個(gè)壽命周期劃分為適應(yīng)期（大壩運(yùn)行的早期階段）、穩(wěn)定期（大壩運(yùn)行早期階段后的調(diào)整適應(yīng)期）和老化期（大壩服役晚期）3個(gè)階段，指出在老化期，大壩綜合特性隨著壩齡的增長逐漸向惡化的方向發(fā)展，安全性降低，失效率上升，但可以通過及時(shí)的修補(bǔ)防止老化的發(fā)展，提高大壩安全性，延長大壩的壽命［6］。

李天科（2007）等人認(rèn)為土石壩老化是指在內(nèi)在因素和外在因素的作用下，大壩完整性遭到破壞，其結(jié)構(gòu)和功能隨著時(shí)間的增長而產(chǎn)生衰損的現(xiàn)象；指出了土石壩老化的影響因素為材料因素、自然因素、人為因素以及其他因素，并建立了基于土石壩綜合評價(jià)指數(shù)的老化程度評價(jià)模型［7］

式中：P為土石壩綜合評價(jià)指數(shù)；ωi（i＝1～7）為上游護(hù)坡、下游護(hù)坡、防浪墻、壩體、排水體、壩基和放水洞等大壩7項(xiàng)結(jié)構(gòu)體的評價(jià)指標(biāo)權(quán)重，依次取0.10，0.05，0.05，0.45，0.05，0.20，0.10；rik（k＝1～n）為結(jié)構(gòu)體各群體指標(biāo)權(quán)重，見表1；Eik（k＝1～n）為各群體指標(biāo)評分，根據(jù)實(shí)際狀況可以由多位經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師分別評分（完好4分、基本完好3分、一般老化2分、嚴(yán)重老化1分），然后取其平均值；n為對應(yīng)第i項(xiàng)結(jié)構(gòu)體的群體指標(biāo)數(shù)量，n＝1～4。

由式（1）可見，土石壩的綜合評價(jià)指數(shù)P反映某一土石壩的老化程度：P值越小，土石壩老化程度越嚴(yán)重。在上述計(jì)算的基礎(chǔ)上，根據(jù)有關(guān)規(guī)范和資料，將大壩老化分為4個(gè)等級：基本完好、輕微老化、較嚴(yán)重老化和嚴(yán)重老化，見表2。

楊正華（2009）等人認(rèn)為大壩老化是指在時(shí)間作用下，受運(yùn)行環(huán)境、荷載條件、技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等影響，大壩工程發(fā)生材料老化、結(jié)構(gòu)損傷或功能下降等，從而引起工程安全性下降或功能性退化的過程；將老化成因分為建設(shè)不足、材料老化、結(jié)構(gòu)破損和條件變化等4個(gè)方面，建立了基于大壩性態(tài)指數(shù)的老化度評價(jià)模型和基于老化成因的老化度評價(jià)模型［3］。

基于大壩性態(tài)指數(shù)的老化度評價(jià)模型公式為

式中：c表示老化度；br，bs分別為反映大壩工程安全性與功能性綜合指標(biāo)的大壩剩余性態(tài)指數(shù)、大壩設(shè)計(jì)性態(tài)指數(shù)，大壩剩余性態(tài)指數(shù)br為大壩設(shè)計(jì)性態(tài)指數(shù)bs與大壩現(xiàn)狀性態(tài)指數(shù)bx的差值。

表1 結(jié)構(gòu)體群體指標(biāo)權(quán)重賦值Table1 W eight assignment of group indexes in the structures

表2 基于綜合評價(jià)指數(shù)P的大壩老化等級劃分Table2 Dam aging classification based on evaluation index of P

由式（2）可見，老化度c值范圍為［0，1.0］，c值較小反映大壩老化程度輕，c值較大反映大壩老化程度重。根據(jù)式（2）可將大壩老化程度分級為5個(gè)等級，見表3。

大壩性態(tài)指數(shù)b可用下式計(jì)算［8］，

式中：pij為通過第j位專家評價(jià)或計(jì)算分析對裂縫、滲流位勢、滲流坡降、浸潤線、滲流量、巡視檢查、穩(wěn)定分析、壩頂超高等8個(gè)方面工程狀態(tài)的打分，具體可參見表4；pi為n位專家對各項(xiàng)打分的平均分；αi為對于pi的權(quán)重系數(shù)，可根據(jù)水庫大壩實(shí)際情況設(shè)定，亦可通過專家經(jīng)驗(yàn)賦值來綜合確定。

表3 基于老化度c的大壩老化等級劃分Table3 Dam aging classification based on aging degree of c

表4 5種工程性態(tài)的定義及定量評分Table4 Definition and quantitative score of 5 kinds of project behavior

一般地，大壩老化程度及大壩性態(tài)是隨著運(yùn)行時(shí)間而變化的，因此，老化度c及大壩性態(tài)指數(shù)b總體上是運(yùn)行時(shí)間t的函數(shù)，即c＝c（t），bx＝bx（t）且有c（0）≥0，bx（0）≤bs，則式（2）可表示為

基于老化成因的大壩老化度評價(jià)模型公式如下，

式中：c表示起始于大壩建設(shè)，發(fā)展于運(yùn)行過程，主要受材料老化、結(jié)構(gòu)破損和條件變化影響的大壩老化度；c0為建設(shè)不足原因產(chǎn)生的老化度基值，且0≤c0≤1；cc，cg，ct分別為大壩運(yùn)行過程中材料老化、結(jié)構(gòu)破損和條件變化的影響值；cx為偶然性或突發(fā)性因素的影響值；β1，β2，β3，β4為各項(xiàng)老化成因的老化權(quán)重系數(shù)，可根據(jù)水庫大壩實(shí)際情況設(shè)定，亦可通過專家經(jīng)驗(yàn)賦值來綜合確定，其中，β1＋β2＋β3＋β4＝1－c0。

大壩因建設(shè)不足、材料老化、結(jié)構(gòu)破損和條件變化以及偶然性或突發(fā)性因素等產(chǎn)生的老化可采用專家經(jīng)驗(yàn)法來評價(jià)。

2.2 大壩病害評價(jià)研究現(xiàn)狀

隨著水庫大壩及其附屬水工建筑物的日益老化，與“健康”相反的病害也成為大壩工程界普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。國內(nèi)外世界一些學(xué)者對大壩病害評價(jià)作了不少研究，并將大壩病害與大壩老化聯(lián)系在一起進(jìn)行研究，但相關(guān)成果并不多。據(jù)水利部和國家電力公司（原電力工業(yè)部）對所屬大壩的安全鑒定和定期檢查發(fā)現(xiàn)［2，9］，大壩的主要重大病害和缺陷有設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)偏低，壩基及庫岸地質(zhì)條件、施工質(zhì)量、設(shè)計(jì)失誤和運(yùn)行管理等問題，尤其是上個(gè)世紀(jì)60－70年代修建的大壩，由于多種原因，病害尤為嚴(yán)重，其中高混凝土壩主要存在裂縫、溶蝕、凍融、溫度疲勞和日照炭化等病害，特別是裂縫。鄭璀瑩（2005）等人通過分析八一水庫失事原因，提出了我國水庫工程的病害及治理中應(yīng)注意的問題［10］。馬福恒（2006）對大壩病害模式進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，并分析了病害成因［11］。楊正華（2009）等人認(rèn)為病害是大壩老化達(dá)到一定程度后出現(xiàn)的工程異常，老化是病害的成因，病害是老化的結(jié)果，除工程建設(shè)問題外，運(yùn)行期大壩的老化病害可以分解、追溯為材料病害、結(jié)構(gòu)病害、生物侵害、水庫淤積、管理設(shè)施、安全不足等方面；根據(jù)現(xiàn)行的大壩安全評價(jià)和大壩安全檢查實(shí)踐，將大壩病害的主要表現(xiàn)歸納為防洪標(biāo)準(zhǔn)不足、大壩滲漏問題、大壩穩(wěn)定不足、輸泄水建筑物、閘門啟閉設(shè)備、工程管理設(shè)施等方面［3］。

3 基于老化度的大壩病害指數(shù)評價(jià)模型

由上述可知，大壩病害是由大壩老化隨著大壩運(yùn)行年齡的增加而發(fā)展到一定程度形成的，兩者之間存在著一定的關(guān)聯(lián)關(guān)系，因此，大壩病害可以表示為大壩老化度隨著時(shí)間變化的函數(shù)。如大壩老化程度可以用老化度c來表示，則大壩病害程度可以表示為大壩系統(tǒng)老化功能與非老化功能的比值，如下式所示：

式中：d為病害指數(shù)；c為老化度，按式（2）或式（5）計(jì)算，取值范圍為［0，1.0］。

由式（6）可知，病害指數(shù)d值范圍為［0，∞），d值越大，則大壩病害程度越嚴(yán)重。當(dāng)大壩病害程度發(fā)展到一定程度后就轉(zhuǎn)化為更為嚴(yán)重的大壩病險(xiǎn)，因此，可以根據(jù)病害指數(shù)值判斷大壩的病害程度，并確定大壩病險(xiǎn)狀況。根據(jù)式（6），結(jié)合老化度c值及其等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，可將病險(xiǎn)狀況根據(jù)病害指數(shù)反映的大壩病害程度劃分為5個(gè)等級，見表5。

表5 大壩病害程度與病險(xiǎn)狀況等級劃分Table5 Classification of dam disease degree and dangerous condition

老化度c是隨著時(shí)間變化的函數(shù)即c（t），因此，病害指數(shù)d可用下式表示：

一般地，可根據(jù)病害指數(shù)變化率及變化值Δd（t）判斷大壩病險(xiǎn)的發(fā)展?fàn)顩r。當(dāng)病害指數(shù)變化率或變化值Δd（t）過大時(shí)，反映大壩安全狀況處于快速惡化狀態(tài)，應(yīng)對病害引起的大壩病險(xiǎn)進(jìn)行除險(xiǎn)加固，以確保大壩安全。

4 基于病害指數(shù)的大壩潰決可能性評價(jià)模型

大壩潰決往往是多重因素造成的，不僅有其自身內(nèi)在的病險(xiǎn)原因，而且還有一些外部因素對潰決起著至關(guān)重要的作用。這些外部因素可歸結(jié)為兩大類：①潰決前可能的突發(fā)事件（如地震、超標(biāo)準(zhǔn)洪水、恐怖襲擊、除險(xiǎn)或維修施工不當(dāng)），突發(fā)事件的發(fā)生惡化了大壩的安全狀況，在發(fā)展到一定程度后就可能引起大壩潰決，如發(fā)生超過校核洪水位的超標(biāo)準(zhǔn)洪水，因此，其嚴(yán)重性與緊急性對大壩潰決起著至關(guān)重要的影響作用；②潰決前突發(fā)事件應(yīng)急處置，如干預(yù)不恰當(dāng)造成突發(fā)事件應(yīng)急處置的成效很差，就有可能引發(fā)大壩潰決，因此，其成效性對大壩潰決也起著至關(guān)重要的影響作用?？梢姡髩螡Q的可能性取決于病險(xiǎn)狀況、潰決前可能的突發(fā)事件（如地震、超標(biāo)準(zhǔn)洪水、恐怖襲擊、除險(xiǎn)或維修施工不當(dāng)）嚴(yán)重性與緊急性以及潰決前突發(fā)事件應(yīng)急處置的成效性。

鑒于大壩潰決實(shí)際上是多因素作用的結(jié)果，大壩潰決可能性可以表示為病險(xiǎn)程度、潰決前可能的突發(fā)事件（如地震、超標(biāo)準(zhǔn)洪水、恐怖襲擊、除險(xiǎn)或維修施工不當(dāng)）嚴(yán)重性與緊急性、潰決前突發(fā)事件應(yīng)急處置成效性的乘積，以潰決指數(shù)k進(jìn)行計(jì)算，即

式中：d表示病害指數(shù)，取值范圍為［0，∞）；e表示潰決前可能的突發(fā)事件嚴(yán)重性與緊急性因子，取值范圍為［0，1.0］，見表6；h表示潰決前突發(fā)事件應(yīng)急處置成效性因子，取值范圍為［0，1.0］，見表6。

表6 嚴(yán)重性與緊急性因子e和成效性因子h取值參考表Table6 Reference value for seriousness and urgency factor e and effectiveness factor h

由式（8）可知，該式計(jì)算出的潰決指數(shù)k值范圍為［0，∞）。當(dāng)大壩病險(xiǎn)以及潰決前可能的突發(fā)事件嚴(yán)重性與緊急性，潰決前可能的突發(fā)事件應(yīng)急處置的成效性朝著不利大壩安全方向發(fā)展時(shí)，則k值越大，這表明大壩潰決可能性會(huì)越大。根據(jù)k值的大小，可將大壩潰決可能性劃分為5個(gè)潰決等級，見表7。

表7 基于潰決指數(shù)的大壩潰決可能性等級劃分Table7 Classification of the possibility of dam breach based on breach index

從大壩風(fēng)險(xiǎn)的角度來說，任何一座水庫大壩都具有潰決的可能性，其潰決可能性與突發(fā)事件的發(fā)生概率密切相關(guān)。對于某一可能發(fā)生的突發(fā)事件，其發(fā)生的概率可根據(jù)表8判斷。

表8 突發(fā)事件發(fā)生的定性描述和對應(yīng)概率［3］Table8 Qualitative description of unexpected event and its corresponding probability

假設(shè)某一可能突發(fā)事件發(fā)生的概率為pi（i＝1，2，…，n，n為可能發(fā)生事件總數(shù)），且p1＋p2＋…pi＋…pn＝1，則由式（8）可知，該突發(fā)事件相應(yīng)的潰決指數(shù)為

式中：ki表示相應(yīng)于某一可能突發(fā)事件的大壩潰決指數(shù)；d意義同前；ei表示相應(yīng)于潰決前某一可能突發(fā)事件的嚴(yán)重性與緊急性因子，取值范圍為0～1.0，取值參考表6；hi表示潰決前某一可能突發(fā)事件應(yīng)急處置的成效性因子，取值范圍為0～1.0，取值參考表6。

由式（9）可知，遭遇各類突發(fā)事件的潰決指數(shù)k可表示為

由式（10）可知，該式計(jì)算出的潰決指數(shù)k值范圍為［0，∞）。按表6，可根據(jù)潰決指數(shù)k值將大壩潰決可能性劃分為不可能潰決（A級）、微小可能潰決（B級）、較小可能潰決（C級）、可能潰決（D級）、極可能潰決（E級）5個(gè)等級。

5 工程案例

5.1 工程概況

沙河集水庫總庫容1.85億m3，是以灌溉為主，兼有防洪、城市供水、養(yǎng)殖等綜合利用的大（2）型水庫。樞紐建筑物由主壩、副壩以及南涵、北涵、小北涵3座涵洞，溢洪道和非常溢洪道組成。主壩為均質(zhì)土壩，壩頂長720 m，壩頂高程44.50 m，最大壩高26.5 m，壩頂寬4.5 m，上游防浪墻頂高程45.60 m。水庫正常蓄水位40.50 m，設(shè)計(jì)洪水位42.35 m，校核洪水位43.20 m。水庫建成蓄水后，即出現(xiàn)壩后滲漏沼澤化現(xiàn)象，運(yùn)行中壩身多次發(fā)生塌陷、開裂，涵洞洞身斷裂漏水，溢洪道沖刷水毀等險(xiǎn)情。除險(xiǎn)加固前水庫大壩限制在水位37.50 m下運(yùn)行。

5.2 除險(xiǎn)加固前大壩潰決指數(shù)計(jì)算

對裂縫、滲流位勢、滲流坡降、浸潤線、滲流量、巡視檢查、穩(wěn)定分析、壩頂超高等8個(gè)方面，應(yīng)用式（3）計(jì)算得該大壩現(xiàn)狀性態(tài)指數(shù)bx為0.65。根據(jù)式（2），假設(shè)大壩設(shè)計(jì)性態(tài)指數(shù)bs為1.0，則老化度c＝0.54。由表3可知，該水庫大壩處于C級一般老化程度。根據(jù)式（6），大壩病害指數(shù)d＝1.17。由表5可知，該水庫大壩處于B級一般病險(xiǎn)程度。

除險(xiǎn)加固前，該水庫大壩安全管理水平較低下，管理單位未編制防汛應(yīng)急預(yù)案以及潰壩應(yīng)急預(yù)案，應(yīng)急保證能力不足，不能應(yīng)付超標(biāo)準(zhǔn)洪水情況下的應(yīng)急處置。假設(shè)該水庫在汛期可能遭遇致使水庫大壩潰決的超標(biāo)準(zhǔn)洪水概率約為0.10，可能遭遇致使水庫大壩潰決的管涌概率約為0.50，可能遭遇其他突發(fā)事件致使水庫大壩潰決的概率約為0.40。根據(jù)式（7），可定超標(biāo)準(zhǔn)洪水突發(fā)事件嚴(yán)重性與緊急性因子e1值為0.75，超標(biāo)準(zhǔn)洪水突發(fā)事件應(yīng)急處置的成效性因子h1值為0.75；管涌突發(fā)事件嚴(yán)重性與緊急性因子e2值為0.50，管涌突發(fā)事件應(yīng)急處置成效性因子h2值為0.50；其它突發(fā)事件嚴(yán)重性與緊急性因子e3值為0.30，其它突發(fā)事件應(yīng)急處置成效性因子h3值為0.30。根據(jù)式（10），該水庫大壩潰決指數(shù)k＝0.25。由表7可知，該水庫大壩潰決可能性等級屬于C級較小可能潰決，與該水庫除險(xiǎn)加固前的實(shí)際情況基本符合，這表明根據(jù)潰決指數(shù)判定大壩潰決可能性具有較好的適用性。

6 結(jié) 語

至2009年12月，在中央及地方財(cái)政補(bǔ)助的支持下，我國數(shù)千座大中型及重點(diǎn)?。?）型病險(xiǎn)水庫基本上得到了除險(xiǎn)加固，病險(xiǎn)水庫占水庫總數(shù)的比重顯著下降，但是仍然有大量的小型特別是?。?）型病險(xiǎn)水庫未得到除險(xiǎn)加固。這些小型病險(xiǎn)水庫對大壩下游公共安全時(shí)刻存在著威脅，對于大壩下游居住有密集人口的地區(qū)，潰壩后果將是不堪承受的。應(yīng)用文中所提出的大壩潰決可能性評價(jià)模型對這些病險(xiǎn)水庫進(jìn)行大壩潰決可能性分析，有助于認(rèn)識大壩潰決可能性程度，以便采取相應(yīng)的工程措施和／或非工程措施來降低潰壩概率，控制大壩風(fēng)險(xiǎn)。建議在加強(qiáng)病險(xiǎn)水庫大壩安全管理的同時(shí)，進(jìn)一步深化研究大壩病害演變規(guī)律及其與大壩潰決可能性的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

［1］ 孫繼昌.中國的大壩安全管理［J］.中國水利，2008，（20）：10－14.（SUN Ji-chang.Dam Safety Management in China［J］.China Water Resources，2008，（20）：10－14.（in Chinese））

［2］ 李 雷，王仁鐘，盛金保，等.大壩風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)管理［M］.北京：中國水利水電出版社，2006.（LI Lei，WANG Ren-zhong，SHENG Jin-bao，et al.Dam Risk E-valuation and Risk Management［M］.Beijing：China Wa-terPower Press，2006.（in Chinese））

［3］ 楊正華，周克發(fā)，董福昌，等.水庫大壩病害成因與演變規(guī)律研究［R］.南京：南京水利科學(xué)研究院，2009.（YANG Zheng-hua，ZHOU Ke-fa，DONG Fu-chang，et al.Study on the Cause and Development Law of Reservoir Dam Disease［R］.Nanjing：Nanjing Hydraulic Research Institue，2009.（in Chinese））

［4］ 白玉慧，顏振遠(yuǎn)，張慶華，等.土石壩工程老化程度評價(jià)指標(biāo)研究［J］.水利學(xué)報(bào)，1998，（2）：54－56，61.（BAI Yu-hui，YAN Zhen-yuan，ZHANG Qing-hua，et al.Study on Aging Fault Assessment Index for Earth and Rockfill Dam［J］.Journal of Hydraulic Engineering，1998，（2）：54－56，61.（in Chinese））

［5］ 李樹楓，萬林海，魏代現(xiàn).土石壩老化病害評價(jià)的量化分析方法［J］.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004，35（4）：582－588.（LI Shu-feng，WAN Lin-hai，WEIDai-xian.Quantificational Analysis Method for the Evaluation of Aging Diseases in Earth-rock Dams［J］.Journal of Shangdong Agricultural University（Natural sci-ence），2004，35（4）：582－588.（in Chinese））

［6］ 阿里木·吐爾遜，買買提·艾斯?fàn)?大壩老化研究及其進(jìn)展［J］.水利與建筑工程學(xué)報(bào)，2004，2（3）：4－7，15.（Alim.Tursun，Mamat.Aysir.Recent Research Trends on Dam Ageing［J］.Journal of Water Resources and Architectural Engingeering，2004，2（3）：4－7，15.（in Chinese））

［7］ 李天科，劉 斌，李 君，等.土石壩老化評價(jià)方法研究［J］.中國農(nóng)村水利水電，2007，（4）：100－102.（LI Tian-ke，LIU Bin，LIJun，et al.Study on the Evaluation Method of Earth-rock Dam Ageing［J］.China RuralWater and Hydropower，2007，（4）：100－102.（in Chinese））

［8］ 李 雷，王昭升，張士辰.大壩性態(tài)危險(xiǎn)程度判別模型研究［J］.安全與環(huán)境學(xué)報(bào)，2007，7（3）：149－152.（LI Lei，WANG Zhao-sheng，ZHANG Shi-chen.Study on I-dentifiable Mode of Dam Performance Hazard Degrees［J］.Journal of Safety and Environment，2007，7（3）：149－152.（in Chinese））

［9］ 吳中如，顧沖時(shí).重大水工混凝土結(jié)構(gòu)病害檢測與健康診斷［M］.北京：高等教育出版社，2005.（WU Zhong-ru，GU Chong-shi.Disease Inspection and Health Diagnosis of Major Hydraulic Concrete Manifestations［M］.Beijing：Higher Education Press，2005.（in Chi-nese））

［10］鄭璀瑩，程利華，崔志剛.我國水庫工程的病害及治理中應(yīng)注意的問題［C］／／2005年大壩安全與堤壩隱患探測國際學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集.西安：水利部建設(shè)與管理司、水利部國際合作與科技司，2005.（ZHENG Cui-ying，CHENG Li-hua，CUI Zhi-gang.Some Problems what Should be Attended to on the Disease and Govern-ance of Reservoir Project in China［C］／／2005＇Interna-tional seminar theses of dam safety and dike bud detect.Xi＇an：Construction and Management Division of the Min-istry of Water Resources of PRC，International Coopera-tion and Science－Technology Division of the Ministry of Water Resources of PRC，2005.（in Chinese））

［11］馬福恒.病險(xiǎn)水庫大壩風(fēng)險(xiǎn)分析與預(yù)警方法［D］.南京：河海大學(xué)，2006.（MA Fu-heng.Risk Analysis and Early-warning Methods for Ill Reservoir Dams［D］.Nan-jing：Hohai University，2006.（in Chinese） ）

（編輯：王 慰）

Study on Possibility Assessment of Dam Breach Based on Dam Disease Index

ZHOU Ke-fa1，2，YUAN Hui1，2
（1.Dam Safety Management Department，Nanjing Hydraulic Research Institute，Nanjing 210029，China；2.State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering，Nanjing 210029，China）

The research results of dam aging and disease assesssment at home and abroad are comprehensively re-viewed.On these bases，the dam disease index is put forward to judge the disease degree of dam，and the calcula-tionmethod of the index is provided.According to the disease index，the dam disease degrees and dangerous condi-tions are respectively divided into five corresponding grades.The assessmentmodel of possibility for dam breach based on dam disease index is developed，the dam breach index in themodel is used to judge the possibility of dam breach and the possibility of dam breach is divided into five corresponding grades according to the index.The as-sessmentmodel has been applied to evaluate the possibility of dam breach in Shaheji reservoir.And the evaluation result shows that the dam breach index is applicable for judging the possibility of dam breach.Themodel could be a reference for the possibility assessmentof dam breach of dangerous reservoir.We suggest that themodel should be gradually popularized，and the evolution law of dam disease as well as its correlation with the possibility of dam breach should be further studied.

dam；disease；aging degree；disease index；breach index

TV698

A

1001－5485（2011）02－0010－06

2010-03-09

“十一五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2006BAC14B01）、（2006BAC14B07）

周克發(fā)（1981-），男，安徽含山縣人，工程師，主要從事大壩安全研究，（電話）025-85828191（電子信箱）zhoukefa＠163.com。