跨流域調水工程輸水渠坡穩定的風險分析

按照工程風險分析的方法,首先對輸水渠坡的穩定進行風險識別,尋找影響渠坡失穩的因素和失穩后導致的后果因素,采用故障樹法對渠坡失穩進行風險識別;再進行風險估計,將渠坡失穩風險歸結為渠坡失穩概率和相應的渠坡失穩損失兩部分,建立了渠坡失穩概率和相應損失的計算模型和確定性計算方法、步驟;然后進行風險評價,將失穩概率和損失綜合考慮,建立了風險度的數學表達式,并提出了風險標準,為渠坡的風險評價及決策提供了科學依據.在進行渠坡穩定的可靠度計算時,鑒于極限狀態方程的高度非線性,采用了蒙特卡羅(Monte-Carlo)數值模擬方法;在所有可能的滑動面中,用最優化方法尋找一個臨界滑動面,使可靠指標達到最小.由于渠坡是非均質的,該優化問題是一個多極值問題,采用了遺傳算法在整個定義域內搜索,得到全局最優解;將蒙特卡羅(Monte-Carlo)數值模擬與遺傳算法相結合,采用了方差縮減技術——復合重要抽樣技巧進行數值模擬,提高了計算效率.在進行損失后果分析時,將生命損失、社會經濟損失、資源與環境損失構成重新劃分為直接經濟損失、間接經濟損失和人員生命損失,從理論上討論了這三類損失的計算方法,分別以價值核算、投入產出和個人收入能力的資本化為理論基礎,建立了計算模型.將渠坡穩定的風險分析方法用于南水北調中線工程某輸水渠坡,通過風險識別主要考慮了正常情況、下雨入滲、渠水位驟降和地震作用等風險因素引起的渠坡失穩,計算了渠坡失穩的風險度;參考國內外滑坡的風險標準,針對跨流域調水工程,輸水渠坡不管在渠道的哪段位置失穩,將都會導致渠道設施的破壞和供水中斷,其對受水區產生巨大的社會經濟影響,提出了渠坡的風險標準用允許可考指標表示的合理性.根據風險標準——允許可靠指標,進行了有意義的探討.