大壩安全保障關(guān)鍵技術(shù)課件

水庫(kù)大壩安全保障關(guān)鍵技術(shù)

研究與應(yīng)用張建云二〇一四年十月天津中國(guó)水利學(xué)會(huì)2014年學(xué)術(shù)年會(huì)水庫(kù)大壩安全保障關(guān)鍵技術(shù)

研究與應(yīng)用張建云中國(guó)水利學(xué)會(huì)201匯報(bào)提綱一項(xiàng)目背景二主要技術(shù)成果與意義三突出創(chuàng)新點(diǎn)與科學(xué)發(fā)現(xiàn)四學(xué)術(shù)產(chǎn)出與評(píng)價(jià)五成果應(yīng)用與綜合效益六結(jié)語(yǔ)匯報(bào)提綱一項(xiàng)目背景一項(xiàng)目背景一項(xiàng)目背景一項(xiàng)目背景—重要性水庫(kù)多、病險(xiǎn)多，水庫(kù)大壩工程安全問(wèn)題突出我國(guó)現(xiàn)有各類水庫(kù)大壩98002座，不可避免存在工程質(zhì)量問(wèn)題多建于上世紀(jì)50-70年代，技術(shù)限制、年久失修，病險(xiǎn)率高新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)已潰決大壩3525座，給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)巨大損失一項(xiàng)目背景—重要性水庫(kù)多、病險(xiǎn)多，水庫(kù)大壩工程安全問(wèn)題一項(xiàng)目背景—重要性大壩安全管理相對(duì)薄弱：水庫(kù)大壩信息管理體系尚不完善大壩病險(xiǎn)規(guī)律與潰壩機(jī)理認(rèn)識(shí)不深大壩安全監(jiān)測(cè)、評(píng)估與預(yù)警亟需加強(qiáng)大壩風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)管理相對(duì)薄弱病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固決策和方案有待優(yōu)化一項(xiàng)目背景—重要性大壩安全管理相對(duì)薄弱：水庫(kù)大壩信息一項(xiàng)目背景—重要性科技部、水利部作為“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目立項(xiàng)開(kāi)展協(xié)同攻關(guān)研究一項(xiàng)目背景—重要性科技部、水利部一項(xiàng)目背景—研究?jī)?nèi)容風(fēng)險(xiǎn)管理戰(zhàn)略層降低風(fēng)險(xiǎn)關(guān)鍵措施層支持技術(shù)層課題7：水庫(kù)大壩風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)和風(fēng)險(xiǎn)管理研究課題4：病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固關(guān)鍵技術(shù)研究

課題5：水庫(kù)大壩風(fēng)險(xiǎn)控制非工程措施研究

課題6：水庫(kù)大壩安全信息監(jiān)測(cè)及預(yù)測(cè)預(yù)警技術(shù)研究課題1：病險(xiǎn)水庫(kù)和潰壩數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)平臺(tái)

課題2：潰壩試驗(yàn)和模擬技術(shù)研究課題3：基于風(fēng)險(xiǎn)的大壩安全評(píng)價(jià)方法體系研究

潰壩與洪水大壩風(fēng)險(xiǎn)除險(xiǎn)決策應(yīng)急對(duì)策一項(xiàng)目背景—研究?jī)?nèi)容支持技術(shù)層課題7：水庫(kù)大壩課項(xiàng)目牽頭單位：南京水利科學(xué)研究院項(xiàng)目參加單位：

中國(guó)水利水電科學(xué)研究院河海大學(xué)長(zhǎng)江科學(xué)院黃河水利科學(xué)研究院長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院南京大學(xué)中國(guó)人民解放軍理工大學(xué)華北水利水電學(xué)院武漢大學(xué)江蘇南大先騰信息產(chǎn)業(yè)有限公司江蘇省溧陽(yáng)市沙河水庫(kù)管理處

杭州市青山水庫(kù)管理處一項(xiàng)目背景—成果完成單位一項(xiàng)目背景—成果完成單位二主要技術(shù)成果與意義二主要技術(shù)成果與意義

1.建立了全國(guó)水庫(kù)大壩基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及病險(xiǎn)與除險(xiǎn)加固、潰壩數(shù)據(jù)全系列全要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，為大壩病險(xiǎn)研究和大壩安全管理奠定了堅(jiān)實(shí)的資料基礎(chǔ)水庫(kù)大壩基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(8.6萬(wàn)余座)病險(xiǎn)水庫(kù)數(shù)據(jù)(7000余座)除險(xiǎn)加固數(shù)據(jù)(6240座)水庫(kù)潰壩記錄(3525座)成果一：水庫(kù)大壩病險(xiǎn)與潰壩規(guī)律研究四大類、全系列、全要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)種類最全、數(shù)據(jù)系列最長(zhǎng)的大壩數(shù)據(jù)庫(kù)1.建立了全國(guó)水庫(kù)大壩基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及病險(xiǎn)與除險(xiǎn)加固、潰壩2.建立和規(guī)范了水庫(kù)大壩信息采集與信息管理體制機(jī)制，為水庫(kù)大壩信息化管理奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)

編制了《水利工程建設(shè)與管理數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)及標(biāo)識(shí)符》，即將頒布實(shí)施成果一：水庫(kù)大壩病險(xiǎn)與潰壩規(guī)律研究2.建立和規(guī)范了水庫(kù)大壩信息采集與信息管理體制機(jī)制，為水庫(kù)3.

系統(tǒng)挖掘了病險(xiǎn)水庫(kù)成因及演變機(jī)理，建立了大壩老化評(píng)估模型和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，為病險(xiǎn)水庫(kù)處置方案制定提供科學(xué)基礎(chǔ)大壩工程性態(tài)技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性適應(yīng)期(潛在老化階段)穩(wěn)定期(初步老化階段)老化期(典型老化階段)報(bào)廢期(嚴(yán)重老化階段)常態(tài)大壩(未見(jiàn)老化)老化大壩(輕度老化)病態(tài)大壩(中度老化)險(xiǎn)態(tài)大壩(嚴(yán)重老化)大壩老化技術(shù)經(jīng)濟(jì)關(guān)系模型病險(xiǎn)水庫(kù)分布規(guī)律大壩病害特征和成因大壩老化評(píng)估指標(biāo)體系大壩老化度模型大壩老化技術(shù)經(jīng)濟(jì)關(guān)系模型（4個(gè)階段）成果一：水庫(kù)大壩病險(xiǎn)與潰壩規(guī)律研究3.系統(tǒng)挖掘了病險(xiǎn)水庫(kù)成因及演變機(jī)理，建立了大壩老化評(píng)估模4.深入剖析和揭示了水庫(kù)潰壩機(jī)理和發(fā)展過(guò)程，構(gòu)建了潰壩特征統(tǒng)計(jì)模型潰壩統(tǒng)計(jì)特征：成果一：水庫(kù)大壩病險(xiǎn)與潰壩規(guī)律研究潰口深度與壩高關(guān)系圖壩高h(yuǎn)d

潰口深度hb潰口洪峰流量與壩高關(guān)系圖潰口洪峰流量LOG(Qp)壩高h(yuǎn)d潰口形狀、潰壩水深、潰壩歷時(shí)、潰口深度、潰口寬度潰口深度、潰口寬度、潰口流量與壩高統(tǒng)計(jì)模型潰壩特征參數(shù)統(tǒng)計(jì)模型：4.深入剖析和揭示了水庫(kù)潰壩機(jī)理和發(fā)展過(guò)程，構(gòu)建了潰壩特征1.開(kāi)展了56組室內(nèi)潰壩模型試驗(yàn)，獲得了土石壩潰決的基本現(xiàn)象和規(guī)律，為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)體潰壩試驗(yàn)方案確定和實(shí)施提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)成果二：潰壩試驗(yàn)和模擬技術(shù)研究非粘性材料土壩漫頂潰決粘性材料土壩漫頂潰決不同粒徑不同壩坡坡度不同潰口位置不同壓實(shí)度不同含水量……1.開(kāi)展了56組室內(nèi)潰壩模型試驗(yàn)，獲得了土石壩潰決的基本現(xiàn)2.

創(chuàng)建了國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)壩高最高的實(shí)體潰壩試驗(yàn)場(chǎng)，開(kāi)展了5組漫頂潰壩和2組管涌潰壩實(shí)體試驗(yàn)，真實(shí)地反演了土石壩潰決的全息過(guò)程最大壩高9.7m壩體材料C值范圍6.5～39.5kPa最大壩高6m壩體材料C值范圍0.9～4.9kPa最大壩高：9.7m總庫(kù)容：10萬(wàn)m3壩長(zhǎng)：120m頂寬：3.0mC

值范圍：6.5~39.5kPa成果二：潰壩試驗(yàn)和模擬技術(shù)研究本項(xiàng)目試驗(yàn)壩：歐盟IMPACT項(xiàng)目：2.創(chuàng)建了國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)壩高最高的實(shí)體潰壩試驗(yàn)場(chǎng)，開(kāi)展了5組漫3.研發(fā)了實(shí)體潰壩試驗(yàn)多要素、大尺度潰壩動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，攻克了記錄高流速下水下壩體變形監(jiān)測(cè)的技術(shù)難題

潰口流速：ADV+雷達(dá)測(cè)速儀庫(kù)水位下降：水位壓力傳感器洪水演進(jìn)：高分辨率CCD+水尺潰口縱向下切：自主發(fā)明監(jiān)測(cè)傳感器潰口橫向擴(kuò)展：CCD圖像分析技術(shù)測(cè)橋及ADV、CCD埋入式現(xiàn)場(chǎng)潰壩試驗(yàn)計(jì)時(shí)儀潰壩測(cè)試系統(tǒng)成果二：潰壩試驗(yàn)和模擬技術(shù)研究潰壩動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)3.研發(fā)了實(shí)體潰壩試驗(yàn)多要素、大尺度潰壩動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，攻克4.實(shí)體潰壩試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了一些在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)中未能發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象，得到了一些重要的與原有潰壩理論不同的新認(rèn)識(shí)，這些重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)，完善和豐富了潰壩理論和模擬方法

二級(jí)跌坎漫頂水舌跌落，形成沖坑，切應(yīng)力劇增（并在該處消能）一級(jí)跌坎沖坑內(nèi)的水流切應(yīng)力劇增跌坎在水流剪切、剝蝕作用下增大、合并，向上游推進(jìn)沖坑下游水流繼續(xù)加速，大于起動(dòng)流速跌坎合并示意圖成果二：潰壩試驗(yàn)和模擬技術(shù)研究（1）提出壩體沖刷形成兩級(jí)陡坎、陡坎合并和陡坎刷深的“剪剝式”沖蝕過(guò)程的新認(rèn)識(shí)4.實(shí)體潰壩試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了一些在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)中未能發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象，得（2）揭示了壩頂雙螺旋流淘刷機(jī)理當(dāng)水流漫頂形成沖蝕潰口后，潰口水流具有強(qiáng)三維特征，潰口兩側(cè)形成雙螺旋流，加劇了潰口橫向擴(kuò)展成果二：潰壩試驗(yàn)和模擬技術(shù)研究（2）揭示了壩頂雙螺旋流淘刷機(jī)理當(dāng)水流漫頂形成沖蝕潰（3）發(fā)現(xiàn)了潰口邊坡間歇性失穩(wěn)坍塌規(guī)律粘粒含量較大的土壩潰口邊坡將發(fā)生傾倒破壞，而粘粒含量較小的土壩潰口邊坡將發(fā)生剪切破壞傾倒破壞示意圖剪切破壞示意圖F3傾倒破壞F2剪切破壞成果二：潰壩試驗(yàn)和模擬技術(shù)研究（3）發(fā)現(xiàn)了潰口邊坡間歇性失穩(wěn)坍塌規(guī)律粘粒含量較大的土壩5.基于壩體材料綜合抗沖能力分析，提出了“陡坎”移動(dòng)速率公式，建立了壩體下切速率與“陡坎”移動(dòng)速率預(yù)測(cè)模型“陡坎”移動(dòng)速率預(yù)測(cè)公式壩體縱向下切速率預(yù)測(cè)公式該公式模擬精度明顯高于國(guó)內(nèi)外已見(jiàn)土石壩漫頂潰口預(yù)測(cè)模型成果二：潰壩試驗(yàn)和模擬技術(shù)研究5.基于壩體材料綜合抗沖能力分析，提出了“陡坎”移動(dòng)速率公6.首次從漫頂潰壩機(jī)理出發(fā)，獲得了土石壩漫頂潰壩過(guò)程的兩個(gè)重要模型相似準(zhǔn)則，為潰壩模型試驗(yàn)規(guī)范制定提供科學(xué)依據(jù)潰口流量過(guò)程實(shí)測(cè)與模型預(yù)測(cè)對(duì)比圖堤壩漫頂潰決時(shí)間比尺

“跌坎”移動(dòng)速率相似比尺

成果二：潰壩試驗(yàn)和模擬技術(shù)研究6.首次從漫頂潰壩機(jī)理出發(fā)，獲得了土石壩漫頂潰壩過(guò)程的兩個(gè)

基于實(shí)時(shí)監(jiān)控信息的大壩運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系成果三：基于風(fēng)險(xiǎn)的大壩安全評(píng)價(jià)技術(shù)潰壩模式起始原因中間發(fā)展過(guò)程（路徑）導(dǎo)致結(jié)果漫頂洪水閘門操作正常→壩頂高程不足→不能及時(shí)加高壩頂漫頂→沖刷壩體→干預(yù)無(wú)效→潰壩洪水+持續(xù)降雨無(wú)溢洪道→近壩庫(kù)岸滑塌→浪涌漫頂→沖刷壩體→干預(yù)無(wú)效→潰壩地震基礎(chǔ)液化→壩體滑動(dòng)→壩頂高程降低漫頂→沖刷壩體→干預(yù)無(wú)效→潰壩………………結(jié)構(gòu)破壞洪水下游坡滑坡→壩頂高程降低→壩頂高程不足漫頂→沖刷壩體→干預(yù)無(wú)效→潰壩洪水洪水不能安全下泄→溢洪道沖毀→沖淘溢洪道基礎(chǔ)→庫(kù)水無(wú)控制下泄?jié)⒖跀U(kuò)大或上下游壩坡滑坡→潰壩………………滲透破壞洪水壩體集中滲流管涌→干預(yù)無(wú)效→潰壩洪水壩下埋管發(fā)生接觸沖刷破壞干預(yù)無(wú)效→潰壩………………1.提出了基于模糊貼近度的潰壩模式識(shí)別方法和潰壩路徑挖掘?qū)哟畏治龇椒?，建立了基于?shí)時(shí)大壩安全監(jiān)控信息的大壩運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)分析模型基于實(shí)時(shí)監(jiān)控信息的大壩運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系成果三：基于風(fēng)險(xiǎn)的大2.構(gòu)建了潰壩綜合評(píng)估模型及綜合評(píng)估系統(tǒng)人口信息經(jīng)濟(jì)信息洪水特征環(huán)境信息洪水特性格網(wǎng)人口、經(jīng)濟(jì)空間分布潰壩損失計(jì)算格網(wǎng)網(wǎng)格放大空間疊加格網(wǎng)單元GIS空間信息格網(wǎng)模型成果三：基于風(fēng)險(xiǎn)的大壩安全評(píng)價(jià)技術(shù)2.構(gòu)建了潰壩綜合評(píng)估模型及綜合評(píng)估系統(tǒng)人口信息經(jīng)濟(jì)信息洪1.基于優(yōu)先排序決策方法和灰色關(guān)聯(lián)決策理論，創(chuàng)建了水庫(kù)除險(xiǎn)加固“優(yōu)先排序－關(guān)聯(lián)決策－方案優(yōu)化－量化評(píng)價(jià)”全過(guò)程的決策方法和評(píng)價(jià)模型,在病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固工程規(guī)劃和實(shí)施中發(fā)揮了重要指導(dǎo)作用成果四：病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固關(guān)鍵技術(shù)群壩除險(xiǎn)加固優(yōu)先排序決策方法除險(xiǎn)加固技術(shù)方案的灰色關(guān)聯(lián)決策模型基于風(fēng)險(xiǎn)的除險(xiǎn)加固方案優(yōu)化方法基于加速遺傳算子的除險(xiǎn)加固效果量化評(píng)價(jià)模型

1.基于優(yōu)先排序決策方法和灰色關(guān)聯(lián)決策理論，創(chuàng)建了水庫(kù)除險(xiǎn)浮式拱圍堰示意圖2.研發(fā)了水庫(kù)除險(xiǎn)加固新技術(shù)新方法，在除險(xiǎn)加固中得到較好的應(yīng)用。氣動(dòng)拋投散粒料示意圖新型材料試驗(yàn)場(chǎng)全貌浮式拱圍堰干場(chǎng)施工綜合方案氣動(dòng)拋投散粒體地洞堵水技術(shù)寒區(qū)壩面保溫與防滲新型材料浮式拱圍堰示意圖成果四：病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固關(guān)鍵技術(shù)浮式拱圍堰示意圖2.研發(fā)了水庫(kù)除險(xiǎn)加固新技術(shù)新方法，在除險(xiǎn)1.提出了水庫(kù)突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案有效性評(píng)價(jià)方法，建立了突發(fā)事件應(yīng)急組織體系與應(yīng)急預(yù)案運(yùn)行機(jī)制，

推動(dòng)國(guó)家水庫(kù)大壩的應(yīng)急管理成果五：水庫(kù)大壩風(fēng)險(xiǎn)控制非工程措施應(yīng)急預(yù)案有效性評(píng)價(jià)方法流程圖大壩下游高程數(shù)據(jù)居民點(diǎn)數(shù)據(jù)應(yīng)急預(yù)案車速、步速道路數(shù)據(jù)洪水淹沒(méi)范圍受災(zāi)點(diǎn)計(jì)算模型撤離的安置點(diǎn)各路段的通過(guò)時(shí)間道路數(shù)據(jù)集最佳撤離路線計(jì)算最佳路線圖撤離時(shí)間t1比較t1與t0IFt1≤t0，應(yīng)急預(yù)案有效IFt1＞t0，應(yīng)急預(yù)案非有效提出改進(jìn)應(yīng)急預(yù)案有效性的措施預(yù)案中規(guī)定的撤離時(shí)間t0淹沒(méi)范圍計(jì)算模型空間分析路權(quán)計(jì)算模型網(wǎng)絡(luò)分析1.提出了水庫(kù)突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案有效性評(píng)價(jià)方法，建立了突發(fā)事2.建立了水庫(kù)應(yīng)急調(diào)度模型，開(kāi)發(fā)了應(yīng)急調(diào)度決策支持系統(tǒng)系統(tǒng)功能風(fēng)險(xiǎn)區(qū)概況特征斷面歷史洪水水庫(kù)河道特性曲線潰壩洪水計(jì)算二維洪水演進(jìn)淹沒(méi)區(qū)域選擇圖層控制大斷面水位過(guò)程水面線計(jì)算淹沒(méi)范圍淹沒(méi)水深淹沒(méi)損失應(yīng)急調(diào)度考慮因素：成果五：水庫(kù)大壩風(fēng)險(xiǎn)控制非工程措施上游水情、工程險(xiǎn)情、下游風(fēng)險(xiǎn)及承受能力等洪水預(yù)報(bào)調(diào)度、大壩安全實(shí)時(shí)評(píng)估、下游洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析、調(diào)度方案評(píng)價(jià)與優(yōu)化、應(yīng)急會(huì)商決策、信息服務(wù)應(yīng)急調(diào)度決策支持系統(tǒng)功能：參數(shù)設(shè)置區(qū)域概況水流計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)分析災(zāi)情信息2.建立了水庫(kù)應(yīng)急調(diào)度模型，開(kāi)發(fā)了應(yīng)急調(diào)度決策支持系統(tǒng)系統(tǒng)3.

構(gòu)建了水庫(kù)降等與報(bào)廢決策指標(biāo)體系，提出了水庫(kù)降等與報(bào)廢判別準(zhǔn)則，編制頒布了《水庫(kù)降等與報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)》，已在廣西卡馬等水庫(kù)處置中應(yīng)用，強(qiáng)化了水庫(kù)大壩的科學(xué)管理我國(guó)水庫(kù)降等和報(bào)廢的空間分布主要河流各省降等報(bào)廢數(shù)量0-100100-200200-400400-600>600成果五：水庫(kù)大壩風(fēng)險(xiǎn)控制非工程措施3.構(gòu)建了水庫(kù)降等與報(bào)廢決策指標(biāo)體系，提出了水庫(kù)降等與報(bào)廢4.分析了拆壩生態(tài)環(huán)境影響及其時(shí)空關(guān)系，建立了拆壩生態(tài)環(huán)境影響與修復(fù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與網(wǎng)絡(luò)層次分析模型,推動(dòng)了我國(guó)拆壩生態(tài)環(huán)境的保護(hù)工作觸發(fā)事件水庫(kù)報(bào)廢初始影響水文影響泥沙影響次生影響地貌、洪水、水質(zhì)濕地、水生生境、植被社會(huì)影響經(jīng)濟(jì)影響最終效應(yīng)水庫(kù)報(bào)廢影響的層次分析示意圖成果五：水庫(kù)大壩風(fēng)險(xiǎn)控制非工程措施4.分析了拆壩生態(tài)環(huán)境影響及其時(shí)空關(guān)系，建立了拆壩生態(tài)環(huán)境1.改進(jìn)了電阻率成像儀和地層地溫測(cè)量?jī)x的數(shù)據(jù)解析方法，提出了多種異常體的高密度電法典型圖譜，提高了隱患探測(cè)的可靠性成果六：大壩安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警技術(shù)1.改進(jìn)了電阻率成像儀和地層地溫測(cè)量?jī)x的數(shù)據(jù)解析方法，提出不考慮首蓄因子的水平位移預(yù)測(cè)模型2.改進(jìn)了大壩安全監(jiān)控預(yù)測(cè)模型，研發(fā)了基于人工智能技術(shù)的大壩安全綜合分析推理系統(tǒng)改進(jìn)模型考慮因素：凍脹因子首蓄因子水位變化對(duì)溫度影響考慮首蓄因子的水平位移預(yù)測(cè)模型大壩安全綜合分析推理系統(tǒng)成果六：大壩安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警技術(shù)不考慮首蓄因子的2.改進(jìn)了大壩安全監(jiān)控預(yù)測(cè)模型，研發(fā)了基于3.提出了突發(fā)事件預(yù)警因子及閾值的確定方法、預(yù)警等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)及預(yù)警模式，建立了突發(fā)事件預(yù)警決策支持技術(shù)體系潰壩突發(fā)事件預(yù)警閾值確定流程圖開(kāi)始確定大壩潰壩模式Zi(i=1,···,n)潰壩洪水計(jì)算洪水演進(jìn)分析洪水淹沒(méi)圖估計(jì)潰壩損失Ln繪制Z-L關(guān)系曲線由L’(i=1,2,3,4)查找Z-L關(guān)系曲線結(jié)束潰壩水位與損失關(guān)系曲線推求對(duì)應(yīng)四級(jí)損失的四個(gè)特征水位值Zi’(i=1,2,3,4)，即為潰壩四級(jí)預(yù)警闕值洪水地震結(jié)構(gòu)失穩(wěn)成果六：大壩安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警技術(shù)潰壩3.提出了突發(fā)事件預(yù)警因子及閾值的確定方法、預(yù)警等級(jí)劃分標(biāo)1.基于熵權(quán)系數(shù)法和模糊數(shù)學(xué)分析法，建立了潰壩風(fēng)險(xiǎn)承受能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)模型成果七：大壩風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)管理風(fēng)險(xiǎn)承受能力概化模型：5大要素、23個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)下游居民風(fēng)險(xiǎn)承受能力綜合評(píng)價(jià)模型心理承受能力避險(xiǎn)能力風(fēng)險(xiǎn)認(rèn)識(shí)風(fēng)險(xiǎn)心理風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值觀風(fēng)險(xiǎn)承受能力概化模型風(fēng)險(xiǎn)承受能力指標(biāo)體系與權(quán)重1.基于熵權(quán)系數(shù)法和模糊數(shù)學(xué)分析法，建立了潰壩風(fēng)險(xiǎn)承受能力評(píng)2.

揭示了大壩風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的地域性、時(shí)變性與社會(huì)性特點(diǎn)1954-1980年：東中西部潰壩生命損失很高，中部最高1981-2000年：東中西部潰壩生命損失大幅度下降，西部較小2001-2006年：東中部潰壩生命損失為零，西部地區(qū)大幅下降地域分布和時(shí)變的形似性東中西部的區(qū)別不斷縮小現(xiàn)階段年均潰壩概率很低成果七：大壩風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)管理2.揭示了大壩風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)的地域性、時(shí)變性與社會(huì)性特點(diǎn)1954潰壩的環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系模糊綜合評(píng)價(jià)方法水庫(kù)潰壩社會(huì)影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系人口特征C11社會(huì)穩(wěn)定C12人民物質(zhì)文化生活C13資源C14重要設(shè)施C15文教衛(wèi)生及其他C16影響區(qū)人口密度D111失業(yè)率當(dāng)量數(shù)D121住房損失率D132耕地受損率D141工礦企業(yè)損失D152水利水電工程D153軍事設(shè)施損失D154文物古跡損失D161學(xué)校損失D162收入變化當(dāng)量數(shù)D131淹沒(méi)耕地重要性D142生命線系統(tǒng)損失D151醫(yī)院損失D1633.

建立了潰壩社會(huì)與環(huán)境影響度量體系和模糊綜合評(píng)價(jià)方法成果七：大壩風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)管理潰壩的社會(huì)影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系潰壩的環(huán)境影響模糊綜合水庫(kù)潰壩社會(huì)影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系人口特征C潰壩的社會(huì)影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系模糊綜合評(píng)價(jià)方法水庫(kù)潰壩環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系生態(tài)環(huán)境C24人居環(huán)境C25河道形態(tài)C21水環(huán)境C22土壤環(huán)境C23單位長(zhǎng)度單位寬度沖刷或淤積量D211濱水動(dòng)物及水生動(dòng)物影響D242水質(zhì)等級(jí)變化D221土壤環(huán)境質(zhì)量等級(jí)變化D231植被覆蓋變化D241自然保護(hù)區(qū)損壞D251人文景觀損壞D252成果七：大壩風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)管理潰壩的環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系潰壩的社會(huì)影響模糊綜合水庫(kù)潰壩環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系生態(tài)環(huán)境C潰壩的社會(huì)影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系潰壩的環(huán)境影響評(píng)價(jià)指標(biāo)體系隸屬函數(shù)：結(jié)合偏小型降半梯形分布和偏大型升半梯形分布隸屬函數(shù)進(jìn)行評(píng)判綜合風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)綜合決策向量B=A﹒R綜合模糊評(píng)判：根據(jù)最大隸屬度原則，找出B向量中分量最大者，其相對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)集中的評(píng)語(yǔ)即為模糊綜合評(píng)判的結(jié)果成果七：大壩風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)管理模糊綜合評(píng)價(jià)方法潰壩的社會(huì)影響潰壩的環(huán)境影響隸屬函數(shù)：結(jié)合偏小型降半梯形分布4.編制了《水庫(kù)大壩風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)》并頒布實(shí)施生命風(fēng)險(xiǎn)定量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)定量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)社會(huì)與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)定量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)生命風(fēng)險(xiǎn)定量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)定量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)社會(huì)與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)定量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

成果七：大壩風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)管理4.編制了《水庫(kù)大壩風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)》并頒布實(shí)施生命風(fēng)險(xiǎn)定三突出創(chuàng)新點(diǎn)與科學(xué)發(fā)現(xiàn)三突出創(chuàng)新點(diǎn)與科學(xué)發(fā)現(xiàn)1.創(chuàng)建了國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)壩高最高的實(shí)體潰壩試驗(yàn)場(chǎng)，開(kāi)展了7次實(shí)體潰壩試驗(yàn)：2.發(fā)現(xiàn)了土石壩潰決過(guò)程中的新現(xiàn)象，獲得了土石壩潰決過(guò)程的新認(rèn)識(shí)，揭示了土石壩潰決的新機(jī)理3.建立了土石壩漫頂潰決模型相似準(zhǔn)則和潰口發(fā)展預(yù)測(cè)方法,完善和豐富了潰壩理論和模擬方法創(chuàng)新點(diǎn)一：潰壩試驗(yàn)與模擬技術(shù)試驗(yàn)壩體世界最高（9.7m）試驗(yàn)難度大（壩體材料C值范圍6.5～39.5kPa）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)先進(jìn)（全要素、多尺度、高精度）“剪剝式”沖蝕“雙螺旋流”淘刷潰口邊坡間歇性失穩(wěn)坍塌1.創(chuàng)建了國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)壩高最高的實(shí)體潰壩試驗(yàn)場(chǎng)，開(kāi)展了7次實(shí)1.首次研發(fā)建設(shè)了大壩基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、病險(xiǎn)與除險(xiǎn)加固、潰壩數(shù)據(jù)等全系列、全要素的全國(guó)水庫(kù)大壩數(shù)據(jù)庫(kù)2.建立健全了水庫(kù)大壩信息采集與信息管理體制機(jī)制，規(guī)范了水庫(kù)大壩信息管理3.系統(tǒng)挖掘了病險(xiǎn)水庫(kù)成因及演變機(jī)理，科學(xué)指導(dǎo)了全國(guó)病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固方案的制定和實(shí)施4.構(gòu)建了潰壩特征統(tǒng)計(jì)模型，揭示了我國(guó)潰壩事件時(shí)空特征和規(guī)律創(chuàng)新點(diǎn)二：大壩數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)挖掘1.首次研發(fā)建設(shè)了大壩基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、病險(xiǎn)與除險(xiǎn)加固、潰壩數(shù)據(jù)1.首次構(gòu)建了個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)承受能力概化模型，建立了中國(guó)水庫(kù)大壩風(fēng)險(xiǎn)標(biāo)準(zhǔn)體系，編制了《水庫(kù)大壩風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)》、《水庫(kù)大壩風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估導(dǎo)則》2.創(chuàng)建了病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固“優(yōu)先排序－關(guān)聯(lián)決策－方案優(yōu)化－效果量化評(píng)價(jià)”全過(guò)程決策方法和評(píng)價(jià)模型3.提出了水庫(kù)降等與報(bào)廢判別準(zhǔn)則，建立了水庫(kù)報(bào)廢拆壩生態(tài)環(huán)境影響與修復(fù)網(wǎng)絡(luò)層次分析模型，編制頒布了《水庫(kù)降等與報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)》創(chuàng)新點(diǎn)三：大壩風(fēng)險(xiǎn)管理1.首次構(gòu)建了個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)承受能力概化模型，建立了中國(guó)水庫(kù)大壩提出了大壩隱患典型圖譜及數(shù)據(jù)解析新方法研發(fā)了大壩安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可靠性識(shí)別和安全監(jiān)控預(yù)測(cè)新模型，以及基于人工智能技術(shù)的大壩安全綜合分析推理系統(tǒng)首次提出了水庫(kù)大壩突發(fā)事件預(yù)警等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)，建立了水庫(kù)大壩突發(fā)事件預(yù)警體系創(chuàng)新點(diǎn)四：大壩安全監(jiān)測(cè)與預(yù)警提出了大壩隱患典型圖譜及數(shù)據(jù)解析新方法創(chuàng)新點(diǎn)四：大壩安全監(jiān)四學(xué)術(shù)產(chǎn)出與評(píng)價(jià)四學(xué)術(shù)產(chǎn)出與評(píng)價(jià)技術(shù)專利（1）獲得國(guó)家發(fā)明專利

7項(xiàng)，

另有6項(xiàng)申請(qǐng)受理中技術(shù)專利（1）獲得國(guó)家發(fā)明專利7項(xiàng)，另有6項(xiàng)申請(qǐng)受理技術(shù)專利（2）實(shí)用新型專利

11項(xiàng)技術(shù)專利（2）實(shí)用新型專利11項(xiàng)技術(shù)專利（3）研制軟件系統(tǒng)17套，其中已獲得軟件著作權(quán)

12項(xiàng)技術(shù)專利（3）研制軟件系統(tǒng)17套，其中已獲得軟件著作權(quán)1（1）編制行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、指南19項(xiàng)，其中6項(xiàng)已發(fā)布實(shí)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（1）編制行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、指南19項(xiàng)，其中6項(xiàng)已發(fā)布實(shí)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)（2）4項(xiàng)水利部規(guī)范性文件頒布實(shí)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（2）4項(xiàng)水利部規(guī)范性文件頒布實(shí)施技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范專著譯著編著專（譯）著13

部，其中已出版專著8部、譯著2部專著譯著編著專（譯）著13部，其中已出版專著8部、譯著2發(fā)表學(xué)術(shù)論文315篇，其中SCI檢索43篇、EI檢索87篇論文發(fā)表發(fā)表學(xué)術(shù)論文315篇，其中SCI檢索43篇、EI檢索8鑒定意見(jiàn)（2014.3.13）具有突出創(chuàng)新性整體達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平具有廣泛的推廣應(yīng)用前景鑒定意見(jiàn)（2014.3.13）具有突出創(chuàng)新性五成果應(yīng)用與綜合效益五成果應(yīng)用與綜合效益行業(yè)管理應(yīng)用：推廣應(yīng)用4項(xiàng)水利部文件印發(fā)，8項(xiàng)行業(yè)技術(shù)規(guī)范頒布，提高水庫(kù)大壩安全管理能力，增強(qiáng)了預(yù)防和抗御水庫(kù)病險(xiǎn)和潰壩災(zāi)害的能力，為公共安全及政府決策提供可靠的科技支撐在全國(guó)756座大型、近4000座中型、9萬(wàn)多座小型水庫(kù)大壩安全管理中逐步推廣應(yīng)用進(jìn)一步推廣應(yīng)用：小灣、小浪底、丹江口、潘家口、大黑汀