沙河集水库大坝破坏模式与路径分析

7.2.1 筛选初始事件

导致沙河集水库大坝破坏的初始事件及筛选标准列于表7.1。

如表7.1所示,除了洪水和恐怖袭击,其他事件都被排除在外,因此只需对洪水和恐怖袭击做进一步的分析。但恐怖袭击作为初始事件,很难量化,并且需要评估其政治影响和沙河集水库大坝作为被袭击对象的可能性有多大。这一问题已超出了本书的研究范围,故不做分析。

表7.1　沙河集水库大坝初始事件筛选

注 筛选标准代码的意义为:1—事件对大坝的潜在破坏在设计允许范围之内,设计明显满足要求;2—与其他类似不确定事件相比,事件发生概率极低,后果也不会比其他事件更严重;3—事件在大坝附近不可能发生;4—事件包含在其他事件定义之内;5—事件对大坝影响不大;6—非初始事件。

7.2.2 要素定义

沙河集水库大坝系统由7个子系统构成,这7个子系统为:大坝、溢洪道、非常溢洪道、北涵、南涵、库岸和水情预报系统。每个子系统的要素及子要素定义见表7.2。

表7.2沙河集水库大坝要素定义

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7.2.3 破坏模式影响分析

对每个要素进行破坏模式影响分析(FMEA),确定每个要素的破坏模式、主要影响和次要影响、破坏原因和采取何种措施。这里仅以大坝坝基为例。坝基砂砾石层的破坏模式可能有液化、管涌、沉降,基岩的破坏模式可能有管涌,但具体到沙河集水库大坝,坝基砂砾石层发生液化和沉降的可能性很小,基岩发生管涌的可能性也很小,故只考虑坝基砂砾石层管涌破坏模式,其主要影响是渗漏损失大,次要影响是砂砾石被冲走后大坝受到破坏,破坏原因是水力梯度大,可以采取的措施包括做截水槽、出口反滤保护和监测坝基扬压力等。

根据初始事件对破坏模式进行分类,筛选确定需要进一步分析的破坏模式(见表7.3)。表7.3列出了初始事件、破坏模式、破坏原因或机理。破坏机理可以帮助确定破坏路径。表7.3中用灰色标出的事件、破坏模式和破坏原因在风险分析中需做进一步分析。

表7.3　沙河集水库大坝破坏模式识别

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7.2.4 破坏路径分析

根据初始事件、破坏模式和破坏原因或机理,确定破坏路径,进而构造事件树。