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申请/专利权人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院

摘要：本发明公开了一种中小型水库群对下游交叉建筑物的冲击风险评价方法、系统，针对位于水库下游的重要基础设施可能受到的洪水冲击风险，综合考虑水库规模、工程安全情况及分布模式等多因素的影响，快速有效地对上游流域水库（群）进行风险评估。首先通过上游流域水库基础信息排查明确影响范围内水库数量及分布模式，从溃坝可能性、后果严重性及对下游建筑物冲击程度三个方面进行风险评估。若上游存在多座水库则在风险评估前需要进行风险评价单元划分及库群风险排序，根据水库群不同分布模式选取风险评价方法。本发明从保障下游交叉建筑物等重要基础设施工程安全的角度出发，实现中小型水库（群）冲击风险的快速评估。

主权项：1.一种中小型水库群对下游交叉建筑物的冲击风险评价方法，其特征在于，包括：S1、若上游流域仅有一座中小型水库，采用单库冲击风险评价LSD法计算单库溃决对下游交叉建筑物的冲击风险，计算公式为： （1）式中：R代表风险值；L代表溃坝可能性系数；S代表溃坝后果严重性系数；D代表冲击系数，与距离、河段断面、比降、糙率因素相关；S2、若上游流域同时存在两座或两座以上中小型水库时，则采用库群冲击风险评价方法；包括以下子步骤：S201、划分并明确水库分布模式：将包括关键交叉建筑物及其所跨流域范围内的所有水库作为一个风险评价单元；根据流域范围内水库相对位置关系，将水库群分为串联库群、并联库群、混联库群三种分布模式；S202、根据不同风险特点划分控制水库、薄弱水库及一般水库，通过控制水库风险特征值计算单元风险R值；根据单库冲击风险评价LSD法分别计算单元内各单库风险的L、S值大小；L值最大，即单库溃坝概率最高的为薄弱水库；S值最大即为控制水库，S值较大者在单元内截断风险传导的能力较强；S203、通过确定不同分布模式下库群整体的溃坝可能性系数L、溃坝后果严重性系数S及冲击系数D，计算风险值R，具体如下：采用冲击系数D定性描述溃坝洪水演进至交叉建筑物断面时最大流量Qxm与交叉建筑物校核标准流量Q校核、设计标准流量Q设计之间的相对关系：若Qxm≥Q校核，则D取1；若Q校核＞Qxm≥Q设计，则D取0.8；若Qxm＜Q设计，则D取0.6； （3）式中：Qxm表示距上游坝址X的溃坝最大流量，单位是m3s；Qm表示上游坝址溃坝最大流量，有溢洪道的水库需加上溢洪道最大泄洪流量，单位是m3s；W表示下泄总水量，单位是m3；X表示下游断面距上游坝址距离，单位是m；K表示综合反映河道断面、比降、糙率因素的系数；对于串联库群，L值为考虑上游溃坝风险叠加时控制水库的溃坝概率，S值为溃坝水库后果严重性的叠加值，D值为洪水叠加后库群内临近交叉建筑物的水库对下游的冲击系数，串联库群风险评价指：若A、B两座水库经判定为串联，单元风险用下式计算： （5）式中：B为控制水库，SA、SB表示A、B水库分别溃坝对下游造成危害的严重程度，D表示洪水叠加后交叉建筑物上游临近水库的溃坝洪水对下游的冲击系数，此处需要将多座水库洪水叠加；表示上游水库风险叠加时B水库的溃坝概率，用下式计算： （6）式中：LA、LB分别代表两水库各自溃坝概率，LAB表示A水库溃坝情况下B水库发生溃坝概率，此条件概率通过库容差值及上下游出入库流量比较得出：假设无任何预警及应急处置措施，当上库A的总库容＜下库B的防洪库容时，认为下库能够容纳上库溃坝洪水，故LAB=0；当上库A的总库容≥下库B的防洪库容时，若下库最大泄洪流量≥上库溃坝到达时最大组合流量，认为下库能够一定程度减小上库溃坝风险，取LAB=0.5；若下库最大泄洪流量小于上库溃坝到达时最大组合流量，认为上库洪水将不断流入下库最终导致漫坝，故LAB=1；设C为控制水库，A、B、C三座水库串联时，溃坝概率，以此类推；对于并联库群，首先应计算并联水库同时溃坝时风险值R，其中L值为并联水库同时溃坝的概率，S值为溃坝水库后果严重性的叠加值，D值为并联水库同时溃坝时组合洪水对下游的冲击系数，再分别计算单座水库溃坝风险值，通过比较并联多座水库同时溃坝与单座水库溃坝风险值的大小，取其大值代表库群风险值，方法如下：对于并联库群风险评价，首先计算A、B两座并联水库同时溃坝时的风险值，按下式计算： （7）式中：R为该单元风险值；LA、LB分别代表两水库各自溃坝概率；SA、SB分别代表两水库溃坝造成危害的严重程度；D表示上游邻近两水库同时溃坝时组合洪水对下游的冲击系数；其次，分别计算单座水库溃坝风险值RA、RB，比较R、RA、RB风险值大小后，以最大值代表该单元风险水平；对于混联库群，通过由多个串、并联结构组合而成，其风险值R通过串、并联风险评价方法组合计算而成，混联库群风险评价指：将混联库群看作多个串、并联结构组合而成，对于A、B、C三水库混联分布模式，控制水库C在考虑风险叠加效应后代表该单元整体风险水平，RC按下式计算： （8）式中：SA、SB、SC表示A、B、C水库溃坝造成危害的严重程度，D表示洪水叠加后交叉建筑物上游临近水库的溃坝洪水对下游的冲击系数；表示考虑A、B水库溃坝风险叠加时C水库的溃坝概率，用下式计算： （9）式中：LA、LB、LC分别代表三座水库各自溃坝概率，LAC、LBC、LAB,C分别代表A、B水库分别溃坝及同时溃坝时下游C水库的溃坝概率。

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