水位和水荷载对服役水工结构的影响分析

水压力是水工结构中的主要可变荷载，其计算与水工结构（如大坝或堤防）的水位有关。因此，水工结构的主要可变荷载水压力的影响因素是水位，水位与水荷载之间的关系，可以通过计算不同水位时对应的荷载效应（即水压力），以寻找荷载效应与水位的关系曲线，再根据水位的随机特性可推求可变荷载效应（水压力）的随机特性。根据水位的随机性分析结论，不仅可推求水压力的随机特性，还可由此结论分析水工结构（如堤防和大坝等）漫顶失事风险率［49，221］。

水工结构可靠性中的洪水位及调度风险分析，洪水位的不确定性（或随机性）可分为自然的不确定性和人为的不确定性［222］。自然的不确定性主要表现在天然来水流量和来水过程的随机性，在有的泄洪风险研究中，仅考虑了洪峰流量的随机性，而把洪水过程的随机性视为很小略去不计；人为的不确定性包括水力、结构、水库汛期的调度原则、水库起调水位和洪水的预报等，这些不确定性受到许多不确定量的影响，有的假设各不确定性量均服从三角分布或正态分布［223］。例如，对于服役土石坝工程的可靠性分析，现有研究成果中的主要失效模式之一——漫顶失效风险分析中，其漫顶失事的一般定义是，当现有坝顶高程（或坝高）H＜h＋y，则认为将产生漫顶失效，其中的h是静水位，y是坝顶高程（或坝高）之上的超高值。因此，现有水工结构的可靠性分析中的静水位随机特性分析是其可靠性分析中的重要内容。(www.xing528.com)

现有水工结构在不同设防水平下静水位的随机特性（分布类型及参数），目前的分析方法并没有考虑到服役水工结构的特点。例如，对于服役土石坝工程系统来说，其中最重要的也是最基本的随机变量，包括径流参数、汇流参数以及泄洪能力（下泄流量）中的基本变量都没有讨论；而设计时的使用条件可能已经改变、溢洪道的下泄能力也可能改变，在计算来水量并进行调洪演算时，如果这些基本参数的随机性没有考虑，则与拟建土石坝的静水位随机特性的分析没有什么差别。实际上，某一设防标准下的静水位是这些基本变量的多元函数。下面根据实际情况并结合服役水工结构的特点，提出分析静水位及水荷载效应随机特性的三种方法。