南水北调防洪风险.pdf

水 　　利 　　学 　　报 　2003 年 4 月 SHUILI 　　XUEBAO 第 4 期 文章编号 : (2003) 南水北调中线总干渠防洪风险评估方法的研究 1 1 2 3 冯平 , 闫大鹏 , 耿六成 , 田为民 ( 1 天津大学 建工学院 , 天津　300072 ; 2 河北省南水北调中线办公室 , 河北 石家庄　050011 ; 3 河北水利水电勘测设计研究院 , 天津　300250) 摘要 : 本文以风险理论为基础 , 提出了先建立二维复合事件风险组合模型 , 然后再进行两两组合 , 逐步给出整 个引水工程防洪风险的估算方法。并以河北省段为例 , 对该方法进行了应用 , 结果表明 : 南水北调中线工程河 北省段的防洪风险大约为 30 年一遇左右 , 其输水的安全性是有保证的 , 这为南水北调中线工程的论证提供了有 利的科学依据。 关键词 : 南水北调工程 ; 交叉建筑物 ; 洪水 ; 防洪风险 中图分类号: TV672 ; X8204 文献标识码 : A 南水北调中线工程是由丹江口水库引水枢纽、输水总干渠和沿途省市供水区组成的大型调水工 程 , 跨江、淮、黄、海四大流域到达天津、北京 , 线路全长 1264km 。南水北调中线工程是以解决京 津及华北地区用水 , 缓解水资源紧缺为主要目标[1 ] 。南水北调中线总干渠沿线河流水系发达 , 与大小 近千条河流交叉。其左侧的太行山区和伏牛山区曾发生过“638 ”和“758 ”两场国内最著名的特大 暴雨 , 因此 , 中线总干渠如遭遇超标准的特大洪水而使其中任一座交叉建筑物发生失事时 , 则整个工 程就可能受到影响 , 以致被迫中断运行, 并且中线总干渠的走向几乎与所有交叉河流成正交或斜交之 势而易受到洪水的冲击。可见 , 该工程存在许多不确定性和风险因素 , 特别是引水工程交叉建筑物的 综合防洪风险问题 , 传统的水文计算方法很难解决 , 简单的概率叠加结果也使许多人怀疑该引水工程 的可行性。对该问题一直争论不休 , 至今尚未达成统一的共识。在南水北调工程即将实施之际 , 对该 问题的认识及评估, 已成为工程迫切需要解决的问题之一。 1 　防洪风险估算模型的建立 在南水北调工程中线总干渠上 , 若有 n 个交叉建筑物 , 其设计标准分别为 P1 、P2 、…、Pn , 在 暴雨和洪水同频率的基础上 , 相应的设计洪水或设计暴雨分别为 F1 、F2 、…、Fn , 则整个南水北调 中线总干渠因交叉建筑物因超标准洪水出现而中断运行的风险为 ( ) ( ) ( ) ( ) R = P { F1 FP1 ∪ F2 FP2 ∪…… ∪ Fn FPn } 1 　　可见 , 为了推求上述组合事件的概率 , 需要各交叉建筑物设计洪水或设计暴雨的 n 维联合概率 密度分布函数f ( F1 , F2 , …, Fn ) , 以及f ( F1 , F2 ) , f ( F1 , F3 ) , …, f ( F1 , Fn ) , f ( F2 , F3 ) , f ( F2 , F4 ) , …, f ( F2 , Fn ) , …, 等大量 2