水利设施中大坝在防洪中的地位分析
摘 要：水利设施的建设一直是我国基础建设的重要组成部分.大自然的水资源是一种财富，但是但运用不恰当时，又会给人类带来极大的灾难。洪水灾害给整个社会带来极大的损失，而且洪水的出现使得水渠大坝的作用失效，影响大坝的正常工作，本文旨在找到一种实际有效地方法，该方法既可以反应大坝的工作原理又可以体现它的防洪能力，从而为以后的设计者提供有用的数据和经验。
关键词：大坝；防洪设施；风险分析法
中图分类号：TV42+1.1 文献标识码：A
目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对我国正在实施的可持续发展战略带来了严重影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。洪水是指超过江河湖泊水库海洋等容水场所的承纳能力，造成水量剧增或者水位急涨的水文现象。洪水灾害是我国自然灾害的一种主要现象。洪水会造成河流的水量大增，大坝的承受压力骤增，极其容易造成洪水漫坝的危险。我国和世界的大坝毁坏的事例大多是由于洪水漫坝造成的。因此，正确完整的分析和评价大坝防洪工作具有实际意义。为以后的类似工作提供经验。
1 目前有关大坝的防洪措施的评估
1.1 已建大坝防洪安全水准评估
历史提供了各种经验和教训，因此，仔细认真的分析近几年的国内外洪水漫坝失事的案例，可以总体了解大坝的防洪安全和未来的趋势。我国的大坝分为大中小型，已统计的共有八万多座，在所有的大坝的正常运行中，发生失事的共计达到1000多座，约占总大坝的46.6%。而且分析得知，大中型大坝较为稳定，失事的数量很小，给人们带来的危害较小；但是小型的大坝出事比较频繁，建筑时期短，投入的资金小，建工简陋等原因使得出事几率不断增加。
1.2 大坝防洪安全的水文分析
大坝防洪专业人员分析认为：漫坝风险主要是由于洪水给大坝带来过大的压力。大坝在建造时，考虑到当时当地的情况，大坝运行期间的防洪抗洪的安全度，洪水发生的时间和频繁程度等原因都会影响大坝的寿命。众所周知，不同程度的洪水对大坝的危害程度也不同，洪水的测量标准也不尽相同；所以，为了便于管理和统计我们应该先制定相关的制度来规范洪水的设计标准和水文安全度。建筑大坝，使用的原材料分为土石坝和混凝土大坝；各种大坝经过测量发现，所有的大坝都有一定程度的抗洪能力，但是大坝的建造规定低、设计存在缺陷、不容易改进，所以从水文角度出发考察大坝的防洪能力不可靠。
2 大坝受洪水冲击的风险分析
2.1 随机不确定性在大坝失事中起到的作用
在整个调洪的过程中，大坝的洪水受灾危害与整个水库的调洪过程密切相关，在整个过程中，也有人们难以预测和难以控制的不确定性因素：如水文条件，出库泄洪过程、库容和水位关系边界条件等问题的随机性都导致了不同时刻水库蓄洪量的随机变化，这一变化又制约着库水位的随机消长。
2.2 随机微分方程的建立
微分方程的建立对分析调洪过程和大坝的受灾能力创造了有力的条件。漫坝失事模糊风险表述（为了解释漫坝过程的模糊现象，我们引入了随机概率的知识来详细的进行描述，已知总事件设为A，大坝发生事故的事件数为H，所以，大坝发生溃堤的几率为H/A，这个简单的比率公式表明，大坝发生事故的案例越少，分子越少，在大坝总数量不变的前提下，我国的水利设施越坚固；越有利于建设完备的经验，为以后的项目提供有力的基础。
3 有关大坝防洪安全的分析方法和政策
在水利设施领域，大坝的防洪风险度是指：（在规定的限度下，在已知的大坝高度和泄洪建筑的构造条件下，要监测的大坝在运行期间发生事故的机率，简称为失事率。大坝事故主要是由大坝的容纳能力和大坝的泄洪能力决定的。容纳能力越强，越不容易发生事故，大坝的适用年限越长；相类似，在大坝建造设计时，考虑的泄洪能力越周全，使用的建造材料越牢固，大坝在洪水期间的作用越能发挥的更好。当大坝处于洪水期时，大坝的容纳能力因为洪水的突然增加而骤增，大坝的压力也突然增加。
4 风险分析方法
风险分析方法是一种体现“以人为本”的科学实用的防洪理念。按照防洪工程漫顶失事的逻辑过程提出了防洪风险率的定量计算方法，引入了人员伤亡预测的经验公式，讨论了制定允许风险标准问题。在这一系列前提的基础上，应用允许风险分析方法，定量计算江河湖泊的防洪风险，对河流防洪安全决策进行了评价，分析了建立洪水预警系统提高防洪安全的必要性和可行性。但是，我们知道水利工程防洪减险受诸多因素的影响，防洪安全决策必须建立在风险分析的基础上。风险分析的目的主要回答以下问题：（1）已建或拟建防洪工程潜在防洪风险率有多大；（2）这一风险率导致的风险损失是否可以接受。以往风险分析常把对风险率和风险损失孤立开来，对风险率的评估也局限于水文层面，在风险损失评估预测中片面强调经济影响，忽视对人员生命安全影响，这是不科学的。随着对防洪风险认识的深化，人们意识到防洪工程失事可能涉及多种失效模式，如洪水漫顶、渗流管涌、边坡失稳、基础塌陷等。其中，洪水漫顶是一种后果严重的失效模式，据统计，约有三分之一以上的大坝失事是由洪水漫顶造成的。
在洪水漫顶风险率计算方面，以往研究成果大多简单地把漫顶洪水对应的洪水频率看作漫顶风险率，认为在遭遇超标洪水情况下，防洪工程必然失事，反之则一定安全。这种0-1型风险处置方式与实际情况不符，计算精度也难以满足防洪安全决策的要求。漫顶风险率的数学描述方式为：在已定的工程模式和固定的时间内，洪水出现并且造成漫顶失事的概率，险分析是防洪安全决策的基础，允许风险分析方法把风险率和风险损失有机地结合起来，注重人的生命价值。允许风险代表着社会广泛而普遍接受的风险水平，允许风险标准是随社会经济发展而变化的。鉴于我国国情，建议采用相对较低的允许风险标准。按照防洪工程漫顶失事的逻辑过程的防洪风险率定量计算方法是对传统风险率计算方法的深化，计算结果能客观反映工程实际的防洪风险率水平。
结语
（洪水漫坝事故是水利设施中大坝存在风险的主要原因之一。有关专家和技术人员通过对国内外失事大坝的数据分析，评估了现有大坝的总体防洪安全水准并且提出有力的防洪建议。在说明大坝防洪系统随机不确定性的基础上，建立了漫坝失事风险模型，这一模型能较为合理地描述大坝的防洪能力，定量给出漫坝失事的风险率.这样，就为已建和待建大坝的防洪安全评估和校核创造了条件
参考文献
[1]巴特・舒尔茨，陈桂蓉.大坝在灌溉、排水和防洪中的作用[M].水利水电快报，2002-10-14.
[2]张晓艳.大坝防洪标准推求方法[J].山西水利，2006-04-20.
