震害预测中强震溃坝洪水灾害分析评估系统与坝—坝灾害链研究.doc

震害预测中强震溃坝洪水灾害分析评估系统与坝—坝灾害链研究水工专家陈厚群院士指出：“水库大坝的抗震防灾战略重点应当是防止遭遇最大可能的极端地震时发生水库失控下泄所导致严重次生灾害的溃决灾变。为此必须合理确定坝址可能发生的最大可信地震，即MCE，以及设计中对各类坝型溃决极限状态的定量准则。这两个问题是当前在大坝安全评估中的主要障碍和亟待解决的前沿课题，是必须面对的挑战”。黄河上游流域不仅地质构造复杂，断裂十分发育，而且是滑坡的高发地带，还有水库蓄水后的诱发地震，这些都是造成黄河上游梯级水库失事的隐患。鉴于1999年台湾南投7.3级地震的一个次生断层发生错动就可把坝高24.4m的石岗混凝土重力坝错断，针对这一事件，陈厚群院士指出：“应当说，像石岗这类少有的坝基中断层大幅度错断的‘抗震’问题，并不属于抗震安全的范畴，目前各类大坝尚无法抗御这类灾害”，而在黄河上游地段内，一旦发生这种强度的、类似该地震状况的地震也有可能引起该地段内水坝的崩溃。可是对于高坝大库，一旦遭受强震毁坏，溃坝导致的洪峰对下游造成的严重次生灾害远比工程本身的损失要严重很多。为防止黄河上游诸水库失事和万一失事而能有一定的防护措施，把损失和灾害减小到最低程度，本文对黄河上游诸水库进行溃坝洪水分析。针对黄河上游水库呈群状分布的特点，一旦上游某坝溃坝后，洪水可能对其下游众多坝体产生多米诺骨牌级联效应，而致使下游坝体接连地溃决或溢坝，如1975年板桥、石漫滩等众多水库相继溃决，进行了坝-坝灾害链研究分析。同时以我国西北重要的工业城市兰州市为例，进行了其上游某坝万一溃决后洪水对兰州市的影响，以简化数值模拟计算方法和数值模拟计算方法两种方案进行计算分析了溃坝洪水到达兰州市的最大流量、起涨时间、最大流量到达时间、消退时间、各个断面的水位过程线以及河道和市区的糙率等。此外，针对兰州地区桑园峡特殊地形因素，进行了壅水问题初步探索性的研究。同时，由于兰州城区大部分在黄河右岸，而洪水演进数学模型中均忽略了科氏力因素，故对兰州市洪水受科氏力的大小进行了理论估算。