贾超[1]2003年在《基于可靠度的结构风险分析及其在南水北调工程中的应用研究》文中提出近年来，随着人们对各种建设工程引发的环境和安全等问题的关注，工程中因各种不确定因素引起的风险正日益受到重视，相关的工程风险分析和风险管理也正在成为一项新兴的技术和行业，并逐渐应用于工程实际当中。本文以概率论及可靠度理论为基础，以南水北调中线工程为背景，从工程角度针对当前工程风险分析及风险决策领域的热点和难点进行了研究，主要工作内容如下： 1、分析了南水北调中线工程中的风险因素，及可能采取的应对措施。 2、介绍了可靠度领域及工程风险分析决策领域的国内外研究进展状况。对其理论进行了简要的描述。 3、引进了“效益”的概念，提出了在工程结构风险分析中应用最大期望效益准则(EUV)的方法，使经济价值因素和非经济价值因素得到统一。 4、提出了基于可靠度理论的工程风险决策分析方法，可以在一定程度上消除人为因素的影响，使决策更具科学性。并在方法中引进了决策树模型等系统工程的方法。 5、研究了用方向加速法来进行结构可靠指标的计算方法，该法可以避免对功能函数进行导数计算，并已算例说明该方法的正确性。 6、研究了边坡在随机水位及随机地震力共同作用下的滑动风险问题。 7、将地震力效应以水平地震加速度的形式引进土坡的可靠度风险分析中，探求动力作用下土坡的动力安全系数与相应条件下的静力安全系数的关系，并以安全系数来表征土坡的可靠度。在地震加速度为随机的情况下，导出土坡在地震效应下的失效概率的数学表达形式。通过实例计算表明地震效应是显着的。 8、建立了工程结构的风险损失模型。另外，回顾现有结构维护时间决策的准则问题，一般是偏向于从工程经济角度考虑问题，而对结构使用的安全性考虑的较少，针对上述决策准则的不足之处，本文从工程力学的角度出发，综合考虑了结构的安全性和风险，提出了以正常使用极限状态的可靠指标作为维护时间的决策准则，并以南水北调工程丹江口水利枢纽的右联混凝土坝为例进行了维护时间的决策分析。并进行了随机有限元分析，指出了该坝需要维护的关键部位。 9、进行了南水北调澧河渡槽的力学风险分析，研究了渡槽各部位的破坏模式，建立了相应的失效模式功能函数，计算了各部位的可靠指标，随后运用非线性随机有限元理论详细分析了渡槽整体结构，得出了一些有益结论。中文摘要10、从工程及非工程角度探讨了降低工程结构风险的一些对策。
唐纯喜[2]2007年在《长距离输水工程的关键结构体系可靠度研究》文中研究说明实际工程中存在大量的不确定性，定量描述和把握不确定性对工程的影响，对保障工程的安全性具有重要的意义。长距离输水工程规模大、线路长，面对众多复杂的不确定环境因素影响，其安全性倍受关注。从宏观上看，长距离输水工程是一个主要由渠道和建筑物组成的串联体系，而串联体系中关键结构的安全性对整个体系的安全性具有重大影响。本文以南水北调中线工程为背景，研究长距离输水工程的关键结构体系可靠度问题。渡槽在南水北调中线工程建筑物中，规模相对较大、结构相对复杂；南水北调中线工程绝大部分渠段均采用明渠输水，线路总长中渠道所占比重大。因此，大型渡槽和渠道边坡的体系可靠性在一定程度上就反映了整个供水系统的可靠性，其体系可靠性评价是长距离输水系统安全分析需要解决的一个关键问题。由此，论文在可靠度计算的基本理论、渡槽的体系可靠度计算方法、渠道边坡稳定的体系可靠度计算方法等方面开展了深入的研究，取得以下主要研究成果：(1)将抽样点投影到失效面上，利用被分离变量的分布函数的解析解，结合剩余变量的重要抽样，提出了失效面上的重要抽样方法，给出了原始空间(X)和旋转后的标准正态空间(V)的实现方法。直接将抽样点取在失效面上，提高了抽样有效性和对非线性极限状态方程的适应能力；解析解的引入降低了抽样维数，提高了计算精度。理论推导和数值计算证明了该方法的适用性。(2)响应面方法是解决具有隐式极限状态方程的大型复杂结构可靠度分析问题的理想途径，极限状态函数重构方法的选择是其关键问题。文中引入人工智能新技术支持向量机(SVM)方法，结合可靠度分析的几何方法，建立了基于SVM的可靠度分析响应面方法，在此基础上进一步提出了改进的SVM可靠度分析响应面方法和SVM重要抽样方法。改进方法每加入一个新的验算点就可拟合出一个新的极限状态方程，所需的有限元计算工作量少，具有较快的收敛速度和较强的非线性拟合能力。(3)渡槽建筑物的上部槽身一旦开裂，容易因漏水影响建筑物的耐久性和安全性。有些情况下，正常使用极限状态可能成为渡槽结构设计的控制工况条件。文中建立了大型预应力渡槽槽身叁维有限元模型，选择主要的受力构件作为分析对象，采用SVM方法重构极限状态方程，计算了主要受力构件的抗裂可靠度指标，分析了可靠度指标对变量的敏感性。采用体系可靠度界限方法，对构件失效相关性和体系可靠度进行分析，得到了渡槽抗裂体系可靠度的宽限和窄限解。同时，采用SVM方法拟合渡槽的静力位移反应，分析了渡槽的挠度可靠度。(4)基于随机场局部平均理论，提出了边坡二维滑弧和叁维滑动面上土性参数局部平均的离散化计算方法。该方法与边坡稳定条分法的特点相适应，对滑动面的具体形状没有特别的限制，计算简便，可以有效考虑土性参数相关函数的具体形式对局部平均的影响。并且，基于该方法分析了土性参数空间相关结构对边坡稳定可靠度的影响。(5)考虑土性参数空间相关性，边坡叁维可靠度指标随着滑坡宽度的加长，先减后增，存在一个最小值。论文结合算例对出现这一规律的原因进行了解释，为采用优化方法计算边坡叁维可靠度指标提供了基础。文中给出了基于遗传算法的边坡叁维可靠度分析方法，可以用于边坡叁维稳定分析和叁维空间滑坡形态预测。(6)基于Poisson随机过程理论，采用最小叁维可靠指标对应的叁维滑坡体宽度来划分定长边坡，推导和建立了一个新的定长边坡体系可靠度计算方法，运用该方法对南水北调中线工程渠道边坡实例进行了分析。(7)编制了SVM方法可靠度计算程序和遗传算法边坡稳定叁维可靠度计算程序。
陶山山[3]2013年在《多维最大熵模型及其在海岸和海洋工程中的应用研究》文中指出海岸及海洋工程所处的环境条件非常恶劣，它们经常遭受台风、寒潮等严重天气过程的影响。海堤是防御海洋灾害的主要建筑物，我国沿海地区经济发达，一旦遭遇台风而导致海堤损毁，将产生难以估量的经济损失和人员伤亡；海洋平台造价昂贵，灾害性的天气过程将导致平台无法正常工作，严重时甚至会使平台倾覆、石油泄漏，污染海洋环境、造成生态破坏。影响海岸及海洋工程的环境要素主要有风、浪、潮、流、海冰、海雾等，如何有效地构造其设计标准，对于工程结构的安全性和可靠性非常重要。传统的设计标准采用单因素方法，将每种海洋环境要素视为独立变量，进行单独设计。这种方法过于保守，无法反映实际的海洋环境条件。因而有必要进行多维环境要素联合设计标准的研究，这就需要有足够准确的多元概率分布模型作为理论支撑。目前建立的模型类型单一，有时无法反映实际海况，拟合时误差较大。本文在最大熵原理的基础上，推导了二维及多维最大熵模型，将其应用于海堤和海洋平台等的多维环境荷载联合设计中，并将其引入多维复合极值理论、结构可靠度分析以及风险分析中。本文的主要工作如下。一维最大熵分布函数可以涵盖海洋环境设计的多种分布，因而可以避免线型选择的问题。本文总结并提出了一维最大熵分布函数的7种参数估计方法，即叁参数矩法、四参数矩法、经验适线法、最大似然法、概率权重法、L-矩法和粒子群算法；对这些参数估计方法进行了实例验证和Monte-Carlo模拟，结果表明最大似然法和经验适线法的拟合效果较优，因而推荐使用。由于海洋环境设计参数的估计误差较大，因而有必要引入置信区间的概念。本文提出了5种设计重现值的区间估计方法，即Woodruff法、最大似然法、样本分位数渐近法、顺序统计量法和符号检验法。根据数值模拟和实例验证得出，对一维最大熵分布函数，重现值区间估计的参数方法优于非参数方法；而在参数方法中，推荐使用最大似然法区间估计。鉴于一维最大熵分布函数在应用中的优越性，类似对二维情形，给出适用于海洋环境要素的约束组合，建立了二维最大熵分布函数，并推导出其参数的矩估计方法。基于二元Copula函数，推导出边缘分布均服从最大熵分布函数的各种二维最大熵模型，并将这一类Copula模型统一在最大熵原理之下，实现了其与二维最大熵分布函数的统一。利用二维最大熵模型，进行了渤海年极值波高和伴随风速的联合概率设计，以及营口、葫芦岛海冰的同现概率分析。计算结果表明，二维最大熵分布模型对数据的拟合优度良好。针对当前多维概率模型大多限于低维（二维或叁维），很难向更高维推广的缺点，根据多维联合信息熵和最大熵原理，建立了一般的多维最大熵模型、矩约束下的多维最大熵模型，以及适合海洋环境约束的叁维最大熵分布函数；鉴于建立的叁维最大熵分布函数难于计算，利用多元Copula函数构造了边缘均服从一维最大熵分布函数的多维最大熵模型，并将其统一于最大熵原理之下。利用黄海某岛25年的年极值波高、周期、增水数据，根据叁维最大熵模型，提出了一种海堤顶高程和越浪率的联合设计方法。针对灾害性天气过程中多维环境要素的两组样本（过程中同为极值的要素及荷载最大时伴随的环境要素），提出了两种新型的多维复合极值模型，进而获得多维复合最大熵模型。利用这些模型对青岛风暴潮的强度进行了分级，对台风过程下导管架平台的环境条件设计进行了计算。结果表明，多维复合最大熵模型描述台风/寒潮等灾害性天气过程的统计分布是合适的；并且，其中最大荷载对应环境要素组合下的多维复合极值分布对应的设计值更为安全。将多维最大熵模型引入静态结构可靠度计算中，结合直接积分法，使得结构可靠度计算的全概率法得以实现。鉴于静态可靠度计算无法考虑结构与荷载随时间的变化，无法真正保证结构的耐久性和安全性，因而对结构的时变可靠度进行了相应讨论，给出了相应服役期内时变可靠度的计算公式。最终，结合渤海某平台，就较为简单的情形进行了工程验证。利用标值点过程理论，将灾害性天气过程视为随机点事件，将过程中各种环境荷载作为该点事件的标值，建立了灾害性天气过程的Poisson多元标值点过程模型。将多维最大熵分布作为多维标值的联合分布，利用以上点过程模型，推导出了海洋平台的综合风险率，为其安全防护提供了参考。
贺海挺[4]2005年在《跨流域调水工程系统风险评估的基础性研究》文中研究指明南水北调工程是我国具有战略性意义的宏伟工程，旨在解决我国水资源在时空方面分布不均匀，并与北方地区经济发展相矛盾的问题。伴随着这些长距离跨流域水利工程的建设，各种建设工程引发的环境和安全等问题越发不容忽视，工程中因各种不确定性因素引起的风险正日益受到重视，相关的工程风险分析和风险管理也正在成为一项新兴的技术和行业，并逐渐应用于工程实际当中。 本文以南水北调中线工程为背景，从工程角度针对当前工程风险分析及风险决策领域的热点和难点进行了研究，结合跨流域调水工程可能遇到的主要叁种灾害原因，初步建立了跨流域调水工程风险评价体系。对跨流域调水工程的规划、设计和管理具有参考价值。 本文主要工作内容如下： 1、通过调研，收集了大量的风险分析资料，综述了工程风险分析决策领域的国内外研究进展状况。 2、应用FMEA(失效模式及影响分析)方法，作为风险分析的基础。分析了跨流域调水工程中的风险因素，及可能采取的应对措施。 3、用模糊事件树方法对跨流域调水工程进行分析，说明了在跨流域调水工程中如何应用模糊事件树方法进行调水体系事故的模糊概率计算。 4、将模糊综合评判法引入跨流域调水工程的风险评判之中，并用其评判跨流域调水工程的事故后果。结合层次分析法，可以比较科学、客观的求出各事故因素的相对权重，减少了个人主观臆断带来的评估误差。 5、综合跨流域调水工程的失效概率和失效后果，提出了调水工程系统风险的评价体系。 6、粗糙集理论可以从显得杂乱无章、强干扰的数据中挖掘潜在的、有利用价值的信息，无需提供问题所需处理的数据之外的任何先验信息。利用这些特点，将粗糙集理论引入跨流域调水工程的风险评估之中
李爱花[5]2009年在《南水北调东线工程蓄水系统运行风险分析》文中研究指明东线工程是我国南水北调总体布局中的重要组成部分,随着工程的建设实施,对工程运行期由于各种不确定性因素引起的风险进行分析和决策已成为目前工程规划、管理的热点和难点。论文依托“十一五”国家科技支撑计划重点项目“南水北调工程若干关键技术研究与应用”第九课题“南水北调运行风险管理关键技术问题研究”(2006BAB04A09),面向南水北调东线调水运行期间的工程风险,以工程风险管理理论为基础,以工程风险分析的流程为主线,界定、识别、评估东线工程运行风险,提出了相应的降低工程运行风险的对策与措施。主要研究内容包括:(1)工程风险分析理论与方法研究。介绍了工程风险管理和工程风险分析的内涵和流程,通过分析水利工程中承载能力与荷载的不确定性,推倒了工程设计安全系数与工程运行风险率的数学关系,并将水利工程风险率计算方法分为单一和综合两种情况进行归纳评述。指出各种方法的衍生、承接关系、应用条件及优缺点。(2)根据各工程在调水过程中所起的不同作用,将东线工程系统分解为提水、输水、蓄水叁个子系统,识别各子系统在工程结构以及施工、运行和管理等各环节的风险因子,构建了各子系统风险因子结构体系。(3)确立了考虑风险率和失事后果的东线工程运行风险评价基准以及蓄水子系统单因子风险估计基准,运用基于层次分析法(AHP)和模糊理论(FCT)的风险评价模型,对蓄水子系统进行运行风险评估并排序。以东平湖为实例对风险评价基准的合理性进行验证,初步证明风险评价基准建立较合理,风险评估区间划分较准确。(4)根据工程风险评估结论和工程运行情况,分工程措施和非工程措施给出降低风险的对策与措施。结合传统的安全评价方法,对蓄水子系统中东平湖二级湖堤进行情景分析,针对性地给出了工程风险响应措施。
王仲珏[6]2007年在《长距离输水工程防洪风险与投资优化问题的研究》文中提出长距离输水工程沿途往往要跨越众多河系,极易受到洪水的冲击,这就需要对其综合水毁风险给出定量的评估。本文以可靠度理论为基础,根据渠道所经过的各条河流的水文、地质、地形、工程结构的随机特征,给出了引水工程交叉建筑物的综合水毁风险计算方法。并以南水北调中线工程河北省段为例,对该方法进行了应用。本文的创新点主要有五个方面:1、本文以可靠度理论为基础,根据渠道所经过的各条河流的水文、地质、地形、工程结构的随机特征,给出了引水工程交叉建筑物的综合水毁风险计算方法。2、本文探讨了二维Gumbel分布模型,给出了其经验频率和理论频率的计算方法,并建立了其联合重现期和条件重现期的分布模型。它可以给出不同程度暴雨和径流遭遇组合的频率,也可以在一定的降雨量条件下给出不同径流量的发生频率,或一定的径流量条件下给出不同降雨量的发生频率。这对于解决与风险有关的多因素影响下的水文计算问题是非常有用的。3、现有的水毁风险评价方法只能从水文要素的角度考察单个交叉建筑物的水毁风险。本文提出通过计算Ditlevsen界限的方法,将求解n维分布函数的难题转化为求解二维分布函数,并据此给出了串联系统引水工程交叉建筑物的综合水毁风险,解决了多维风险组合计算的这一难题。4、传统的水工建筑物防洪设计标准不是真正意义上的建筑物防洪风险。这是因为现有的洪水频率计算方法是以年最大流量进行独立抽样。事实上河流一年内的洪水过程有时不止一次,很多情况下某一年的第二大洪峰流量比另一年的第一大洪峰流量还大。以年最大流量进行独立抽样作风险评价,忽略了年内其他的洪水信息。本文基于时变动力可靠度原理,将洪水作为随机过程考察,充分利用已有的洪水信息,给出了真正意义上的水工建筑物在设计有效期内的防洪风险估算模型。5、南水北调中线工程是长距离串联系统,工程的防洪风险较大,投资规模巨大。如何在结构可靠度与工程造价这对矛盾体中寻求最佳组合,往往是工程规划关注的焦点。本文将以可靠度理论为基础,通过考虑随机因素的随机特征,建立长距离输水工程交叉建筑物的综合可靠度估算方法并通过优化算法探讨了南水北调中线工程河北段12座渡槽形成的串联系统的整体可靠度与工程造价的最优分配问题。
邢万波[7]2006年在《堤防工程风险分析理论和实践研究》文中进行了进一步梳理堤防安全评价是堤防设计和堤防除险加固的重要组成部分,是对所研究堤段防洪能力的综合检验和评价。但堤防工程是赋存于一定水环境中受水文和水力条件作用的岩土工程结构,而风险作为一种用来考虑和评价工程实践中诸多不确定和无法预测因素而导致工程失事的一种手段时,是所有岩土工程中先天固有的(Casagrande,1965)。传统定值设计方法由于很难考虑到堤防工程实际存在的不确定性,因而已不足以确切地表征工程的安全程度。将以概率论和可靠度为基础的风险分析方法引入堤防工程安全评价实践中具有重要意义。本文在广泛参阅国内外大量文献基础上,对堤防工程风险分析的理论、模型、方法以及应用进行了探讨研究,取得了以下研究成果: (1) 采用故障树分析方法对单元堤段失事破坏类型进行了分析,将单元堤段失事模式分为以下3个层次8种分项失事模式: Level Ⅰ:水文失事模式和结构失事模式; Level Ⅱ:将水文失事模式分为洪水漫溢失事模式和洪水漫顶失事模式,将结构失事模式分为渗透破坏失事模式、岸坡失稳模式和地震险情失事模式; Level Ⅲ:将地震险情失事模式分为岸坡地震失稳和地震液化,岸坡失稳模式分为临水面岸坡失稳模式和背水面岸坡失稳模式,岸坡地震失稳模式同样亦分为临水面岸坡地震失稳模式和背水面岸坡地震失稳模式。 (2) 依据所进行的单元堤段失事模式分析,分别推导建立了单元堤段分项失事模式风险率计算模型,并提出了分项失事模式功能函数及其功能函数中随机变量的估计方法;同时在建立分项失事模式的风险率计算模型时考虑了分项失事模式的失事后果严重程度,在洪水漫顶失事模式和地震液化失事模式的风险率计算模型中引入贡献权重函数K(h)来考虑其风险对综合失事风险的贡献;然后对单元堤段分项失事模式的风险率计算模型中的洪水位概率密度函数和分项失事风险率的表述方式进行了详细阐述,提出了风险率计算模型中积分计算方法(基于高斯—勒让德节点的离散化积分求解方法和函数拟合方法),给出了分项失事模式条件失事概率计算中随机变量的标准差估计方法,并建议将失事风险率计算结果用风险率与洪水位关系曲线来表示,以更好地表征堤防工程安全程度。 (3) 对单元堤段综合失事风险率计算的解析解、界限估计和近似估计方法进行了描述;建立了单元堤段失事事件之间的相关函数,以及堤防系统综合失事风险率计算的公式,并提出了堤防系统综合失事风险率计算步骤;分析了堤防失事后
李天元[8]2014年在《基于Copula函数的设计洪水计算方法研究》文中认为洪水事件(过程)一般具有多个方面的特征属性,因此必须进行多变量联合分析,才能全面刻画洪水事件的内在规律。论文综述了单变量洪水频率分析方法及其在考虑历史洪水信息的频率分析、防洪风险分析以及梯级水库设计洪水等方面的研究进展,概述了多变量洪水频率分析计算的发展历程和Copula函数在多变量洪水频率分析中的应用,针对考虑历史洪水信息的频率分析、两变量设计洪水估计、两变量防洪风险分析、梯级水库设计洪水推求等问题展开了深入探讨。主要研究工作和成果有：(1)系统地介绍了Copula函数的基本理论和方法,主要介绍了水文领域常用的和新出现的几种Copula函数的构建方法,总结了Copula函数的结构形式、参数估计、类型选择及尾部相关性。(2)提出了可考虑历史洪水信息的二维频率分析方法。基于Copula函数对传统分步法(IFM)进行改进,提出了可考虑历史洪水信息的二维极大似然法,即改进的分步法(MIFM)。叁峡水库的应用结果表明,MIFM方法推求的边缘分布设计值与叁峡水库原设计值相差不大,所得联合设计值均大于传统IFM方法,结果偏安全,更加符合工程设计的要求。(3)基于两变量联合分布理论,提出了一种确定重现期等值线边界的新方法,推导了两种具有统计意义的两变量联合设计值组合,即两变量同频率组合和条件期望组合。清江流域隔河岩水库的应用结果表明,与传统单变量设计相比较,两变量设计对防洪安全更有利；该法避免了在选取两变量设计值时的任意性,拓展了多变量洪水频率分析的应用范围。(4)提出了基于联合重现期的两变量防洪风险分析方法。以两变量重现期为防洪标准,通过蒙特卡洛(MC)与Copula函数结合的方法对洪峰、洪量进行联合随机模拟,根据模拟值与实测洪水特征量的相似性来选择典型洪水过程,充分考虑洪水过程的随机性和不确定性。以清江流域隔河岩水库为例,分析研究了汛限水位调整的防洪风险,为水库的防洪设计和安全运行提供参考。(5)提出了推求梯级水库设计洪水的改进离散求和法。采用Copula函数,构造梯级水库各断面洪水的联合分布,推求条件概率函数的显式表达式,对《规范》中的离散求和法进行改进。该法考虑了各分区洪水之间的空间相关性,通过直接对条件概率曲线进行离散,克服了《规范》离散求和法需要对变量进行独立性转换的不足,避免了误差累计。
江和侦[9]2007年在《水利工程环境风险分析及其在王家山集水库的应用》文中认为水利工程中各种不确定性因素引起的风险正日益受到人们的关注。本文结合“王家山集水库风险分析研究”的工程实例，综合运用模糊理论和风险理论来进行水利工程的环境风险分析研究。在此基础上，建立了水利工程考虑环境风险的蓄水位优选模型。论文选题源于实际工程，研究成果为王家山水库的可行性研究和将来的运行管理提供了一定的参考价值。论文主要内容如下：1．阐述了风险分析的理论和方法、风险的定义和特征，不确定性分析以及单元失效概率的计算方法，对风险分析的概念、内容和程序进行说明，研究了不确定性的分类和分析方法，对水利工程中的不确定性因素进行了描述。2．分析了模糊数学的特点，简述了各种确定隶属函数的方法。引入模糊综合评价方法，将模糊理论有机地结合风险理论应用于工程风险分析。3．识别了水利工程(结合实际工程)的环境风险因素：施工期风险、溃坝风险和淹没风险这叁大部分，并具体细化，构建了风险因素层次关系图。建立了环境风险模型，在此基础上，建立了水利工程考虑环境风险的效益—风险数学模型。4．结合王家山集水库工程实例，运用模糊综合评价方法，求解了环境风险模型。用模糊分值来度量风险，求出了不同水位下环境系统的总风险值和各个风险因素的风险值；建立并求解该工程的蓄水位优选模型，得出了考虑环境风险的水库最优蓄水位，模型的建立、求解及优化结果都比较合理。
蔡文君[10]2015年在《梯级水库洪灾风险分析理论方法研究》文中认为梯级水库群受到不同风险源的综合影响,其风险源复杂,灾害链长,影响程度大。从流域整体安全性的角度出发,研究分析梯级水库群系统的洪灾风险问题显得尤为重要。一个流域梯级式开发的水利工程,是空间中一系列单元组成的系统,各单元之间相互联系,上游水库失效将会对相邻的下游水库带来一定程度的影响,从而对整个系统的安全性造成影响。本文以此为切入点,以大渡河流域梯级水库群系统为例,研究梯级水库群系统的洪灾风险分析问题。主要研究内容及成果如下：(1)构建梯级水库群多源风险源分析的理论框架,依据风险分析的主要流程,建立了包括风险源的识别、风险的量化和估计及风险评价的理论体系。在风险识别方面,通过分析梯级水库群的结构特征,认为梯级水库群在运行中主要受到自然、工程两类风险源的影响。本文主要分析在这两种风险源的影响下,系统整体的洪灾风险问题。分别从物理成因和概率统计的角度识别系统中的薄弱性工程。并在分析溃坝洪水的基础上,对系统中水库原设计参数提出合理的建议。在风险量化和估计方面,采用水库失效风险率模型分析单元水库的失效风险率,建立以贝叶斯网络为理论基础的梯级水库群系统失效风险率模型,量化系统中各水库及其整体在原设计参数和建议设计参数情况下失效风险的后验概率。在风险评价方面,通过计算两种情况下系统的生命风险损失,评价系统的风险是否在可接受范围内。通过以上理论体系的构建,对全文的研究提供支撑。(2)分析系统中各水库工程等级、防洪标准等设计参数,以及各水库设计洪水的计算方法,发现设计洪水均是根据其控制水文站的设计洪水成果利用面积内插法求得。仅根据各水库的设计参数,无法指定系统中的薄弱性工程。为了从流域整体的角度考虑各水库的状态,以及在上游水库发生溃坝风险时,下游各水库的安全性。通过分析大渡河自然地理特征和气候特性,依据流域中主雨区的不同,分为以泸定到瀑布沟区间降雨为主(A7)和以泸定以上降雨为主(B7)两种情景。利用水文气象学的方法计算出大渡河梯级系统中各研究水库的最大可能降水(PMP),并转化为相应的最大可能洪水(PMF)。(3)识别系统的薄弱性工程,从物理成因的角度,分别在两种降雨情境下识别系统中结构性和功能性失效状态的水库。从数理统计的角度,在计算得到各单元水库失效风险率的基础上,以现行规范和特级水库风险标准判定系统中结构性和功能性两种失效状态的水库。将两个角度的识别结果对比分析,最终确定系统中的薄弱性工程。考虑到土石坝漫顶易溃的原因,利用溃坝分析软件,计算系统中水库漫顶溃坝,溃坝洪水演进至下游后,若造成水库连溃的情况,此时系统中各水库的状态。并以流域安全为目标,对系统中水库的设计参数提出合理的建议。在梯级水库群系统中,薄弱性工程是触发风险源,一旦系统中发生连溃事件,必须保证控制性工程的安全性,使其能够分担和消纳由于上游水库失效对系统造成的风险,起到阻断风险的作用。(4)针对梯级水库群系统中单元水库失效风险量化评价问题,本文分别分析叁个方面的内容：单元水库超标准洪水洪峰序列的随机分布特征,调洪最高水位序列的随机分布特征,以及单元水库的失效风险率。基于统计学中极值理论,分别以校核洪峰流量、校核洪水位、坝顶高程为阈值,研究大渡河流域梯级水库的超标准(超校核)洪峰流量随机分布特征和各水库的调洪最高水位的随机分布特征。结果表明：大渡河流域梯级水库的超标准(超校核)洪峰流量与P-III型曲线拟合较好,符合我国大部分地区洪水要素的分布规律；各水库的调洪最高水位与对数函数拟合较好。(5)在梯级水库系统中单元水库的失效概率分析方面,依据梯级水库群中各梯级的开发次序,将大渡河干流的梯级水库根据不同的建设时期分为叁个阶段,利用蒙特卡洛模拟方法分别计算各单元水库的失效风险率。将叁个阶段中各单元水库的失效风险率和已识别出的流域中的薄弱性工程对比分析,结果表明,为了保证流域长期的安全,需将系统中各单元水库依据其对流域安全的影响,分批次建设于流域中。同时,所得到的各单元水库失效风险率将为下一章搭建贝叶斯网络计算系统失效概率提供数据支撑。(6)由于梯级系统的物理结构特性,系统中各单元水库之间也存在着一定的相关性,系统中各单元水库的失效是一个条件概率事件。鉴于贝叶斯网络在不确定知识的表达、因果推理等方面有突出的优点,本文建立基于贝叶斯网络的梯级系统失效风险率分析模型。根据流域中的控制性工程,将系统划分为巴拉-双江口、猴子岩-瀑布沟两段(D1、D2)。利用贝叶斯网络分别分析D1、D2段系统在原设计参数和建议设计参数两种情况下的失效风险率。同时,建立各单元水库的状态对系统产生影响的贝叶斯网络模型。结果表明,在不同情景下,各段系统中,建议设计参数的情况下与原设计参数相比,失效风险率明显降低。各段系统的失效概率和其控制性工程的失效概率较为接近。本文分别从特级水库的风险控制标准和生命风险损失的可接受程度两个方面评价梯级水库群系统失效风险,结果表明,大渡河流域梯级水库系统在建议设计参数情况下,系统失效风险有显着降低并且在可接受的范围内。
参考文献：
[1]. 基于可靠度的结构风险分析及其在南水北调工程中的应用研究[D]. 贾超. 河海大学. 2003
[2]. 长距离输水工程的关键结构体系可靠度研究[D]. 唐纯喜. 浙江大学. 2007
[3]. 多维最大熵模型及其在海岸和海洋工程中的应用研究[D]. 陶山山. 中国海洋大学. 2013
[4]. 跨流域调水工程系统风险评估的基础性研究[D]. 贺海挺. 浙江大学. 2005
[5]. 南水北调东线工程蓄水系统运行风险分析[D]. 李爱花. 南京水利科学研究院. 2009
[6]. 长距离输水工程防洪风险与投资优化问题的研究[D]. 王仲珏. 天津大学. 2007
[7]. 堤防工程风险分析理论和实践研究[D]. 邢万波. 河海大学. 2006
[8]. 基于Copula函数的设计洪水计算方法研究[D]. 李天元. 武汉大学. 2014
[9]. 水利工程环境风险分析及其在王家山集水库的应用[D]. 江和侦. 西安理工大学. 2007
[10]. 梯级水库洪灾风险分析理论方法研究[D]. 蔡文君. 大连理工大学. 2015