3.6 大坝风险计算

大坝风险计算包括个体生命风险、群体生命风险、经济风险、社会与环境风险以及大坝综合风险指数的计算。

3.6.1 个体生命风险计算

个体生命风险（individual life risk）是指具有溃坝风险的大坝对下游可能淹没范围内个体生命构成的生命基本风险之外的潜在附加风险，可用溃坝概率和个体死亡率的乘积来度量。生命基本风险（life background risk）是指溃坝淹没范围内风险人口在水库建坝前所面对的（洪水）固有风险。

个体生命风险可采用式（3.84）计算。

式中 R_I——个体生命风险；

P_f——溃坝概率；

P_{d / f} ——溃坝条件下个体可能最大死亡概率。

3.6.2 群体生命风险、经济风险、社会与环境风险计算

群体生命风险（societal life risk）是指具有溃坝风险的大坝作用于下游可能淹没范围内群体生命的风险增量，可用溃坝概率和生命损失的乘积来度量。

经济风险（economic risk）是指具有溃坝风险的大坝作用于下游可能淹没范围内引起经济损失的风险增量，可用溃坝概率和经济损失的乘积来度量。

社会与环境风险（societal and environmental risk）是指具有溃坝风险的大坝作用于下游可能淹没范围内导致社会与环境影响的风险增量，可用溃坝概率和社会与环境影响指数的乘积来度量。

群体生命风险理论计算如下。

群体生命风险通常以F—N曲线表示。F—N曲线为双对数坐标，其横坐标为生命损失N，纵坐标为溃坝概率。F为N的累积分布函数，即大于或等于N个生命损失的溃坝概率。F—N曲线下的面积等于生命损失的期望值E（N）。

式中 P_f（x）——死亡人数大于x的年溃坝概率；

F_N（x）——年死亡人数N的概率分布函数，表示死亡人数小于或等于x的年溃坝概率；

f_N（x）——年死亡人数N的概率密度函数；

R_OL——群体生命风险；

E（N）——生命损失期望值。

个体生命风险考虑的是淹没区内特定地点死亡发生的概率，群体生命风险考虑的是整个淹没区，而不是某个确切的点^［79］。个体生命风险和群体生命风险的差别见图3.13。

图3.13 个体生命风险和群体生命风险的区别图

经济风险、社会与环境风险理论计算可依此类推。

采用事件树法计算溃坝概率时，由于将初始事件划分为若干荷载状态，因此，在实际计算中，生命风险R_OL、经济风险R_OE、社会与环境风险R_SE可按式（3.88）计算。

式中 R_j——第j类水库大坝风险，j=1，2，3，分别代表生命风险R_OL、经济风险R_OE和社会与环境风险R_SE；

P_i——第i种荷载状态的溃坝概率，i=1，2，…，n；

l_ji——第i种荷载状态下的第j类损失，j=1，2，3，分别代表溃坝生命损失L_OL、经济损失L_OE和社会与环境影响指数I_SE；

n——荷载状态数。

3.6.3 大坝综合风险指数计算

当需要对群坝进行风险处理时，可按大坝综合风险指数排序，确定除险顺序。大坝综合风险指数R_CI计算步骤如下：

（1）第i种荷载状态下生命损失、经济损失、社会与环境影响的严重程度系数F_1i、F_2i、F_3i可分别按式（3.89）～式（3.91）计算。

式中 L_OLi——第i种荷载状态下的溃坝生命损失，人；

L_OEi——第i种荷载状态下的溃坝经济损失，万元；

I_SEi——第i种荷载状态下的溃坝社会和环境影响指数。

（2）第i种荷载状态下的综合溃坝后果L_Ci可按式（3.92）计算。

式中 S₁——生命损失权重系数；

S ₂——经济损失权重系数；

S ₃——社会与环境影响的权重系数。

突出以人为主要因素时，可取S₁=0.737，S₂=0.105，S₃=0.158。

（3）大坝综合风险指数R_CI可按式（3.93）计算。

式中 P_i——第i种荷载状态下的溃坝概率，i=1，2，…，n；

n——荷载状态数。

将大坝风险结果计算出来后，需对大坝风险进行评估，评估大坝风险落在哪一个风险区域，是可接受风险、可容忍风险、不可接受风险还是极高风险？评估大坝风险落在哪个区域后，还需回答是否需要采取措施对风险进行处理？可以采取哪些措施对风险进行处理？这些都是大坝风险评价与决策问题，也即水库大坝风险标准需要回答的问题，以下各章详细展开加以研究。