基于规范法与层次分析法的大坝安全综合评价

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为了防洪、供水、灌溉发电、水产养殖、生态、航运以及旅游等用途,建国初期我国修建了大批的水利水电工程,其中重力坝作为一种挡水建筑物,由于其结构稳定安全等特征,被大量的建设和实用,在我国的防洪安全体系中发挥着不可或缺的作用。我国第一次全国性的水利普查于2010年到2012年开展起来,此次水利普查结果显示中国的水库数量达到98002座,大多建于20世纪20~70年代,总库容达到9323.12亿立方米。我国已经成为世界上水库总量最大,且总库容最高,受益人口以及保护人口最多的国家。由于我国部分水库建设是从上世纪二十年代开始,运行时间较长,陆续出现大大小小的问题,而且水库的安全评价标准也在逐渐提高,这就使得我国的很多水库都要进行全方位的安全评价。如何充分发挥水库大坝的工程效益,并且减少水库对下游居民生命财产的威胁,是当下水利水电行业备受重视的水库大坝的安全性问题。坝工界对检测资料的深入研究和分析以及对水库大坝安全性的合理评价,已成为一项非常重要的工作。通过研究现有水库和大坝的安全评价问题,不但可以指导既有水库的防洪和大坝安全防范,还可以指导未来的水库大坝安全设计研究,因此研究既有水库大坝的安全评价问题具有重要的现实意义。传统的水库安全综合评价大多以定性的方式,以水库大坝工程安全为中心全面的评价了水库大坝的安全性。由于规范法评价大多以定性评判为主,这样就容易对决策产生争议和分歧;在决策时各部分的重要性没有得到很好的突出,也没有分明的权重。而且仅运用定性的方式,将水库大坝分成三个类别,无法对比同属一个类别的不同水库抗风险能力。层次分析法(AHP)构建了水库安全评价的定量评价分析模型。与传统的规范法对比,AHP模型可以对水库的危险程度作出定量化的结论。AHP法通过给层次结构的排序、确定各指标的权重以及给影响水库大坝安全评价各因素情况进行打分,最后根据数学方法,计算出各水库的最后得分。通过最后得分,便可进行同等级水库的病险严重程度的对比分析。也就是说同等级得分越低的水库,病险程度就越严重,就更加需要进行除险加固。专家教授对于权重的分析和评判,提高了AHP模型的可信度和实用性。本文分别运用规范法与层次分析法对大西山水库大坝进行综合评价,两种方法评价结果相当,分别得出了大西山水库1998年除险加固前和2017年现状水库大坝属于三类坝及不安全坝的评价结果。与此同时层次分析法得出结论:水库在两个时期虽同为不安全坝,但水库1998年除险加固前比2017年现状的总分要低,说明1998年除险加固前水库的病险程度远比2017年现状严重得多。也就是说,当洪水或其他灾害来临时,1998年除险加固前水库更容易发生漫坝或溃坝事故。层次分析法用于水库大坝安全评价是可行的,是水库大坝综合安全评价的一个值得探索的新方法。
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