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摘要 堤防是沿江河、湖泊、海洋的岸边或蓄滞洪区、水库库区的周边修建的防止洪水漫溢或风暴潮袭击的挡水建筑物，是我国防洪工程体系的重要组成部分。在现阶段水土流失没有得到有效控制、调洪水库尚未大量修建的情况下，在各种防洪措施中，堤防工程仍然占有重要的地位。本文正是基于风险理论对堤防工程进行风险分析，以便更好地掌握堤防存在的险情类别和失事规律，以便最终进行风险处理和决策。研究并科学地解决这些问题，可为堤防的设计加固提供决策依据，同时对堤防的管理、维护和安全运行也具有十分重要的意义。
关键词 堤防 风险 决策
中国分类号：TV698 文献标识码：A 文章编号：1003-8809(2010)01-035-02
1、堤防风险管理决策的主要内容
堤防风险管理决策是指对具有防洪功能的堤防系统中固有的或潜在的危险及其严重程度所进行的分析和评价，并以既定指数、等级或概率值做出定性或定量的表示，最后对风险和承受者的脆弱度进行分析并做出相应对策的综合体系。一般包括以下内容：
(1)分析堤防运行期间存在的风险因素，堤防不安全的极限状态应是堤防漫决、冲决和溃决，因此应围绕导致决口的内因和外因分析风险因素。
(2)用可靠性和概率论的观点和方法分析各风险因素对堤防工程安全的影响程度并做出定性或定量表示，即在设定的边界条件下对各风险因素对整个堤防工程可能造成的危害程度进行分析。
(3)根据确定的标准判定堤防的安全等级，其中判定标准的确定又与堤防保护范围内的人口密度和经济发展水平有关，也与整个社会的承受能力有关。
(4)对不同的安全等级采取相应的措施，包括工程措施与非工程措施，如在非汛期进行除险加固，维修养护，在讯前做好防汛责任制落实、搞好各级洪水下的防洪预案，在汛期抓好“洪水预报、洪水调度、查险抢险”三个关键环节。
2、堤防安全评估等级的划分
堤防各评估指标特点各异，既有定性指标，也有定量指标。对于定性指标，可以采用专家打分法处理；对于定量指标，由于其量纲不尽相同，需要根据各指标的特点进行无量纲化处理后得到其评估值。由于堤防工程安全评估指标体系具有明显的层次性，需要根据各指标对其上层指标的相对重要性程度分别赋予不同的权数。我们可以综合考虑主观和客观赋权方法，建立适合堤防工程安全评估指标的静、动态权系数优化融合赋权模型。鉴于上述目的，在资料比较齐全的情况下，可以考虑利用人工神经网络训练各因素的权重，建立堤防工程安全评估指标的融合权重模型；而在监测资料缺乏的情况下，只能利用层次分析法建立静态权重模型。
根据堤防工程的实际情况，将堤防工程的安全性分为以下四个等级：安全、较安全、较危险和危险，各等级对应的的安全性综合评估值及含义见表1，上述四个等级的确定主要依据各因素的最佳组合(上限)和最不利组合(下限)而确定的，这种评价标准有待进一步完善。
3、堤防除险加固工程措施
堤防出现险情是多种因素共同作用的结果，由于堤防工程的历史特点和地域复杂性，每一种除险加固方案都有其适用范围、局限性和优缺点，因此，除险加固方案的选择，应综合考虑工程病害情况、加固要求、工程费用以及材料等因素。
比如管涌险情，一般发生在背水脚附近地面或较远的坑洼地，多呈孔状出水口冒水冒沙，随着河床水位上升，高水位持续时间加长，土粒随渗水不断流失，如不抢护就把堤基沙层掏空，造成堤防塌陷溃决。管涌抢护应以“反滤导渗，控制涌水，留有渗水出路”为原则，这样既可使土体不再被破坏，又可以降低渗水压力，使险情得以稳定。管涌抢护的方法有反滤围井，反滤压盖等方法。再比如滑坡是堤顶或堤坡发生的弧形裂缝使土体失去平衡，与堤身分离，局部挫落下滑的险情。处理滑坡险情的原则是“上部减载，下部压重”。如果临水坡发生滑坡，则在坡脚抛放块石或沙袋，以增加抗滑力，临时压重固脚，同时将滑坡体主裂缝上部进行削坡减载。当背水坡发生局部滑坡，可在其滑坡范围内全面抢筑导渗沟以导出渗水，并采取间隔抢筑透水支撑，以防背水坡继续滑坡。在抢护滑坡险情时，切勿在滑坡处打桩，当滑坡比较严重时，必须在迎水面和背水面同时抢护上部削坡下部还坡。在背水还坡时应采用沙性土填筑。
堤防加固应在高程、宽度和质量上符合国家防洪标准，并尽量采用新技术、新材料，在堤防迎水面应进行防渗处理，以便拦截渗流，降低渗透坡降，减少渗流量和降低浸润线高度。堤身渗流可采用灌浆、粘土斜墙、土工膜、硷防渗墙等措施加以解决。
堤基渗流可采用薄防渗墙、帷幕灌浆等措施。堤防下游侧坡脚常设反滤排水措施，因势利导将渗流导出。反滤层可保护渗流出口处土体不发生渗透破坏。
4、堤防降低风险的非工程措施
堤防作为防洪系统的重要组成部分，其降低风险的非工程措施主要由预警和管理两大要素组成。
将堤防的自动化监测、安全评价和预报，组成一个整体，就是堤防监测预警系统。该系统组成包括：量测仪器、自动采集控制器、信息传输设备、安全评价理论模型和系统软件，主要解决以下三方面关键技术问题：①合理的监测布置原则；②自动化采集和通信技术；③安全评价和预测的理论模型。近年来，随着堤防建设力度的加大，部分堤段的防洪能力得以提高。与此同时，如能进行堤防运行状态的经常性监测，及时发现和处理堤防的险情隐患，则能更好地保障堤防的安全。在监测手段方面，由于堤线漫长，地层条件沿程变化大，采用一般的人工监测方式不仅工作条件非常恶劣，工作量巨大，而且在汛期江水位猛涨的情况下，适时的监测与分析计算很难做到。所以，实现堤防监测的自动化是必然的要求和趋势。在自动化监测的基础上，根据科学的分析对堤防的安全状态进行评价和预报，可以及早发现险情和维护堤防安全。同时要加强洪水预警报系统建设。我国水利部门已在大中流域设置了水文报汛网，报汛网目前分为两种：一种是较先进的水文自动测报系统；另一种是由雨量站通过有线或无线通信，把雨情报给防汛部门，防汛部门再根据降雨和径流模型，经计算分析，预报流域站洪水。根据国内外的防洪经验，一个流域发生洪水，它所造成的损失大小与发布洪水预报、警报的预见期的长短成反比。如预见期长，洪泛区的人口疏散、财产转移，抗洪抢险准备工作就有充裕时间，则淹没损失小；反之则大。
管理主要包括堤防等防洪设施的管理、蓄滞洪区及洪泛区的管理、水土保持、抗洪抢险、实行洪水保险、建立专项救灾资金等。其中，防洪设施的管理包括工程管理和河湖州滩的管理；蓄滞洪区及洪泛区的管理是指根据自然地理条件，对该区的土地、生产、产业结构、人民生活居住条件进行全面规划，合理布局，不仅可以直接减轻当地的洪灾损失，而且行洪畅通，减缓下游洪水灾害。水土保持即在各水系的上中游地区，在山头封山育林，在陡坡退耕还林，在山坡修建梯田，在沟底修建谷坊、塘坝，从山上到山下，层层有拦蓄工程，把天然降水、地表径流最大限度地蓄起来，既可以发展灌溉，又可以减轻下游洪水的压力；抗洪抢险包括洪水来临前采取的紧急措施，洪水期中的险工抢修和堤防监护，洪水后的清理和救灾善后等工作，这项措施要与洪水预警报和抢险材料的准备工作等联系在一起；实行洪水保险及建立救灾资金可以尽快地恢复生产、重建家园、减轻因洪灾引起地经济波动和社会不安定等现象。
关键词 堤防 风险 决策
中国分类号：TV698 文献标识码：A 文章编号：1003-8809(2010)01-035-02
1、堤防风险管理决策的主要内容
堤防风险管理决策是指对具有防洪功能的堤防系统中固有的或潜在的危险及其严重程度所进行的分析和评价，并以既定指数、等级或概率值做出定性或定量的表示，最后对风险和承受者的脆弱度进行分析并做出相应对策的综合体系。一般包括以下内容：
(1)分析堤防运行期间存在的风险因素，堤防不安全的极限状态应是堤防漫决、冲决和溃决，因此应围绕导致决口的内因和外因分析风险因素。
(2)用可靠性和概率论的观点和方法分析各风险因素对堤防工程安全的影响程度并做出定性或定量表示，即在设定的边界条件下对各风险因素对整个堤防工程可能造成的危害程度进行分析。
(3)根据确定的标准判定堤防的安全等级，其中判定标准的确定又与堤防保护范围内的人口密度和经济发展水平有关，也与整个社会的承受能力有关。
(4)对不同的安全等级采取相应的措施，包括工程措施与非工程措施，如在非汛期进行除险加固，维修养护，在讯前做好防汛责任制落实、搞好各级洪水下的防洪预案，在汛期抓好“洪水预报、洪水调度、查险抢险”三个关键环节。
2、堤防安全评估等级的划分
堤防各评估指标特点各异，既有定性指标，也有定量指标。对于定性指标，可以采用专家打分法处理；对于定量指标，由于其量纲不尽相同，需要根据各指标的特点进行无量纲化处理后得到其评估值。由于堤防工程安全评估指标体系具有明显的层次性，需要根据各指标对其上层指标的相对重要性程度分别赋予不同的权数。我们可以综合考虑主观和客观赋权方法，建立适合堤防工程安全评估指标的静、动态权系数优化融合赋权模型。鉴于上述目的，在资料比较齐全的情况下，可以考虑利用人工神经网络训练各因素的权重，建立堤防工程安全评估指标的融合权重模型；而在监测资料缺乏的情况下，只能利用层次分析法建立静态权重模型。
根据堤防工程的实际情况，将堤防工程的安全性分为以下四个等级：安全、较安全、较危险和危险，各等级对应的的安全性综合评估值及含义见表1，上述四个等级的确定主要依据各因素的最佳组合(上限)和最不利组合(下限)而确定的，这种评价标准有待进一步完善。
3、堤防除险加固工程措施
堤防出现险情是多种因素共同作用的结果，由于堤防工程的历史特点和地域复杂性，每一种除险加固方案都有其适用范围、局限性和优缺点，因此，除险加固方案的选择，应综合考虑工程病害情况、加固要求、工程费用以及材料等因素。
比如管涌险情，一般发生在背水脚附近地面或较远的坑洼地，多呈孔状出水口冒水冒沙，随着河床水位上升，高水位持续时间加长，土粒随渗水不断流失，如不抢护就把堤基沙层掏空，造成堤防塌陷溃决。管涌抢护应以“反滤导渗，控制涌水，留有渗水出路”为原则，这样既可使土体不再被破坏，又可以降低渗水压力，使险情得以稳定。管涌抢护的方法有反滤围井，反滤压盖等方法。再比如滑坡是堤顶或堤坡发生的弧形裂缝使土体失去平衡，与堤身分离，局部挫落下滑的险情。处理滑坡险情的原则是“上部减载，下部压重”。如果临水坡发生滑坡，则在坡脚抛放块石或沙袋，以增加抗滑力，临时压重固脚，同时将滑坡体主裂缝上部进行削坡减载。当背水坡发生局部滑坡，可在其滑坡范围内全面抢筑导渗沟以导出渗水，并采取间隔抢筑透水支撑，以防背水坡继续滑坡。在抢护滑坡险情时，切勿在滑坡处打桩，当滑坡比较严重时，必须在迎水面和背水面同时抢护上部削坡下部还坡。在背水还坡时应采用沙性土填筑。
堤防加固应在高程、宽度和质量上符合国家防洪标准，并尽量采用新技术、新材料，在堤防迎水面应进行防渗处理，以便拦截渗流，降低渗透坡降，减少渗流量和降低浸润线高度。堤身渗流可采用灌浆、粘土斜墙、土工膜、硷防渗墙等措施加以解决。
堤基渗流可采用薄防渗墙、帷幕灌浆等措施。堤防下游侧坡脚常设反滤排水措施，因势利导将渗流导出。反滤层可保护渗流出口处土体不发生渗透破坏。
4、堤防降低风险的非工程措施
堤防作为防洪系统的重要组成部分，其降低风险的非工程措施主要由预警和管理两大要素组成。
将堤防的自动化监测、安全评价和预报，组成一个整体，就是堤防监测预警系统。该系统组成包括：量测仪器、自动采集控制器、信息传输设备、安全评价理论模型和系统软件，主要解决以下三方面关键技术问题：①合理的监测布置原则；②自动化采集和通信技术；③安全评价和预测的理论模型。近年来，随着堤防建设力度的加大，部分堤段的防洪能力得以提高。与此同时，如能进行堤防运行状态的经常性监测，及时发现和处理堤防的险情隐患，则能更好地保障堤防的安全。在监测手段方面，由于堤线漫长，地层条件沿程变化大，采用一般的人工监测方式不仅工作条件非常恶劣，工作量巨大，而且在汛期江水位猛涨的情况下，适时的监测与分析计算很难做到。所以，实现堤防监测的自动化是必然的要求和趋势。在自动化监测的基础上，根据科学的分析对堤防的安全状态进行评价和预报，可以及早发现险情和维护堤防安全。同时要加强洪水预警报系统建设。我国水利部门已在大中流域设置了水文报汛网，报汛网目前分为两种：一种是较先进的水文自动测报系统；另一种是由雨量站通过有线或无线通信，把雨情报给防汛部门，防汛部门再根据降雨和径流模型，经计算分析，预报流域站洪水。根据国内外的防洪经验，一个流域发生洪水，它所造成的损失大小与发布洪水预报、警报的预见期的长短成反比。如预见期长，洪泛区的人口疏散、财产转移，抗洪抢险准备工作就有充裕时间，则淹没损失小；反之则大。
管理主要包括堤防等防洪设施的管理、蓄滞洪区及洪泛区的管理、水土保持、抗洪抢险、实行洪水保险、建立专项救灾资金等。其中，防洪设施的管理包括工程管理和河湖州滩的管理；蓄滞洪区及洪泛区的管理是指根据自然地理条件，对该区的土地、生产、产业结构、人民生活居住条件进行全面规划，合理布局，不仅可以直接减轻当地的洪灾损失，而且行洪畅通，减缓下游洪水灾害。水土保持即在各水系的上中游地区，在山头封山育林，在陡坡退耕还林，在山坡修建梯田，在沟底修建谷坊、塘坝，从山上到山下，层层有拦蓄工程，把天然降水、地表径流最大限度地蓄起来，既可以发展灌溉，又可以减轻下游洪水的压力；抗洪抢险包括洪水来临前采取的紧急措施，洪水期中的险工抢修和堤防监护，洪水后的清理和救灾善后等工作，这项措施要与洪水预警报和抢险材料的准备工作等联系在一起；实行洪水保险及建立救灾资金可以尽快地恢复生产、重建家园、减轻因洪灾引起地经济波动和社会不安定等现象。