[發明專利]高堆石壩中期度汛擋水風險率檢測方法

有效

• 申請號: 201410312903.3
• 申請日: 2014-07-02
• 公開（公告）號: CN104050391B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 張超
• 申請（專利權）人: 中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙)51124
• 代理人: 吳中偉

技術領域

本發明涉及水利水電工程施工導流風險分析技術，特別涉及一種高堆石壩中期度汛擋水風險率檢測方法。

背景技術

在水利水電工程建設過程中，施工導流是貫穿水利水電工程建設全過程的關鍵環節之一，是施工組織設計的重要內容，牽扯導流建筑物的布置與設計、施工階段劃分、首臺機組發電期等，影響工程建設全過程。然而，施工導流系統作為風險性系統，一旦擋水圍堰發生漫頂潰決事件，將嚴重影響工程本身的安全、進度及效益，并可能造成下游人民群眾的人身傷害和財產損失。

高堆石壩中期度汛采用壩體臨時斷面擋水度汛方案時，一方面未做必要的壩面保護措施條件下壩體本身結構會存在安全隱患；另一方面壩體汛期并未停工，一旦過水會造成巨大損失。高堆石壩中期度汛擋水風險率計算的主要目的，是準確合理量化高堆石壩中期度汛擋水系統失效的可能性。其研究的目的包括：定量分析系統運行中蘊含的不確定性因素，計算擋水風險指標，以概率形式表征高堆石壩中期度汛擋水系統失效可能性，為中期度汛安全風險評估、泄洪建筑物設計、中期度汛導流標準確定、汛前施工進度計劃制定等提供重要的理論基礎。隨著我國多座高堆石壩工程相繼開工建設，這些工程建設難度高、洪水變幅大，準確合理量化中期度汛擋水風險率意義重大。

當前，水利水電工程施工方面的專家對施工導流風險分析開展了大量的研究，多是從水文、水力、圍堰堰前水位的角度來對施工導流風險率計算方法展開研究，這些計算方法主要針對初期導流擋水圍堰和高拱壩中、后期導流系統，模型中的擋水高程賦予定值。目前，高堆石壩普遍采用全斷面填筑上升方式，中期度汛汛前壩體處于填筑上升過程中，實際擋水高程是不確定的，以往的計算方法無法考慮高堆石壩中期臨時度汛壩體擋水高程的不確定性，不能適應高堆石壩中期度汛風險率的計算，難以滿足工程規劃、設計、決策等的需要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對傳統技術中對高堆石壩中期度汛擋水風險率檢測的不足之處，提出一種新的高堆石壩中期度汛擋水風險率檢測方法，準確合理量化中期度汛擋水風險率，為度汛安全風險評估、施工進度計劃制定等提供重要依據。

本發明解決上述技術問題所采用的方案是：

高堆石壩中期度汛擋水風險率檢測方法，包括以下步驟：

a.構建高堆石壩工程中期度汛擋水風險數學模型；

b.構建汛前壩體填筑高程的仿真計算模型；

c.確定各月停工天數的概率分布；

d.確定各月壩體日平均上升速度的概率分布；

e.確定洪峰流量、水庫庫容關系系數、泄流能力系數的概率分布；

f.綜合考慮施工洪水過程、泄洪過程、以及防洪度汛高程的隨機性，模擬計算高堆石壩中期度汛擋水風險率。

進一步，步驟a中，以主汛期最高洪水位是否超過壩體實際達到的防洪度汛高程為致險條件，構建高堆石壩工程中期度汛擋水風險數學模型：

R_M＝P(max(Z_H(t))>Z_H|Τ₀,H₀,Τ_H)；

式中，R_M為高堆石壩中期度汛擋水風險率；Z_H(t)為壩前水位動態變化過程；Z_H為防洪度汛高程；Τ₀為模型分析的起始時刻；H₀為壩體Τ₀時刻對應的壩體高程；Τ_H為主汛期起始時刻；

考慮壩體填筑過程的不確定性，高堆石壩工程中期度汛擋水風險模型可進一步表達為：