根据沙河集水库大坝破坏模式分析结果,结合沙河集水库洪水重现期,构造事件树,利用事件树分析计算沙河集水库大坝溃决概率,计算方法见表7.4。
各洪水重现期区间频率f 1、f 2、…、f 6等于区间内洪水频率之差,计算结果见表7.5。
首先根据洪水重现期区间构造事件树,如图7.3所示。然后根据破坏模式和破坏原因或机理确定破坏路径,根据破坏路径构造各分支事件树,求出不同破坏模式下的破坏概率。这里以PMP～10000年一遇洪水为例,构造不同破坏模式下的事件树,如图7.4所示。
表7.4 沙河集水库大坝溃决概率计算方法
表7.5 各洪水重现期区间频率计算结果
(1)发生。发生坝体集中渗漏的概率如表7.6所示。
表7.6 发生坝体集中渗漏的概率
图7.3 洪水事件树
图7.4 PMP～10000年一遇洪水下事件树(一)
图7.4 PMP～10000年一遇洪水下事件树(二)
图7.4 PMP～10000年一遇洪水下事件树(三)
图7.4 PMP～10000年一遇洪水下事件树(四)
图7.4 PMP～10000年一遇洪水下事件树(五)
图7.4 PMP～10000年一遇洪水下事件树(六)
图7.4 PMP～10000年一遇洪水下事件树(七)
图7.4 PMP～10000年一遇洪水下事件树(八)
发生坝基冲刷的概率如表7.7所示。
表7.7 发生坝基冲刷的概率
发生坝坡逐渐破坏的概率如表7.8所示。
发生涵洞集中渗漏的概率如表7.9所示。
表7.8 发生坝坡逐渐破坏的概率
表7.9 发生涵洞集中渗漏的概率
发生溢洪道翼墙集中渗漏的概率如表7.10所示。
(2)继续。坝体继续大渗漏的概率如表7.11所示。
表7.10 发生溢洪道翼墙集中渗漏的概率
表7.11 坝体继续大渗漏的概率
坝基继续大渗漏的概率如表7.12所示。
坝坡逐渐破坏后发生管涌的概率如表7.13所示。
涵洞继续大渗漏的概率如表7.14所示。
溢洪道翼墙继续大渗漏的概率如表7.15所示。(www.xing528.com)
坝坡破坏后继续破坏的概率如表7.16所示。
表7.12 坝基继续大渗漏的概率
表7.13 坝坡逐渐破坏后继续发生管涌的概率
表7.14 涵洞继续大渗漏的概率
表7.15 溢洪道翼墙继续大渗漏的概率
表7.16 坝坡破坏后继续破坏的概率
(3)发展。坝体管涌发展的概率如表7.17所示。
表7.17 坝体管涌发展的概率
坝基冲刷发展的概率如表7.18所示。
表7.18 坝基冲刷发展的概率
边坡破坏发展的概率如表7.19所示。
表7.19 边坡破坏发展的概率
(4)人工干预。人工干预成功的概率如表7.20所示。
表7.20 人工干预成功的概率
(5)溃决。溃决的概率如表7.21所示。
表7.6～表7.21中各事件的发生概率,根据Foster(1999)和Foster&Fell(1999)提供的各种定性描述表判断各种因素对事件的影响大小,然后对照表7.22,把各种因素对事件的影响大小转换成概率,利用故障树计算得出事件发生的概率。在表7.22中,目前更倾向于1996年的对照表(本文即用该对照表)。以表7.6中0+670～0+700坝段在库水位37.5m时发生坝体集中渗漏的概率计算为例,心墙集中渗漏因素见图7.5,其中,影响裂缝或水力劈裂的因素及概率见图7.6,影响高渗漏区的因素及概率见图7.7,其余两个与心墙集中渗漏有关的因素在这里与沙河集水库大坝坝体集中渗漏无关。根据图7.5～图7.7中各种因素之间的关系及发生的概率,便可以计算出坝体集中渗漏发生的概率。由于计算繁复,一般采用故障树进行计算,这里不再详述,最后计算结果为0.04,即0+670～0+700坝段在库水位37.5m时发生坝体集中渗漏的概率为0.04。
表7.21 溃决的概率
表7.22 ANCOLD的事件发生概率对照表
图7.5 心墙集中渗漏因素
图7.6 裂缝或水力劈裂影响因素
图7.7 高渗漏区影响因素
整理图7.4中各种破坏模式的溃决概率,结果见表7.23。
表7.23 PMP～10000年一遇洪水下各种破坏模式溃决概率
对表7.23中的各种破坏模式进行合并,得到PMP～10000年一遇洪水下各种破坏模式破坏概率的下限和上限,根据表7.4,最后得出PMP～10000年一遇洪水下各种破坏模式的年溃坝概率,如表7.24所示。
表7.24 PMP～10000年一遇洪水下各种破坏模式年溃决概率
以上计算仅是对PMP～10000年一遇洪水事件,其余洪水事件计算方法完全相同,只是赋值概率不一样而已,这里不再一一详述。最后把坝体、坝基、涵洞和边坡破坏后管涌合并成大坝管涌,计算结果见表7.25。
表7.25 不同事件的年溃坝概率
对表7.25进行转换,可以得到各种破坏模式的年溃坝概率,见表7.26。由表7.26可见,沙河集水库大坝加固前涵洞管涌破坏模式溃坝概率最大。
表7.26 各种破坏模式的年溃坝概率
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