[浅谈土坝工程中的不确定性特点] 不确定性决策的特点

　　【摘要】由于我国的不断发展，人口数量越来越多，沿河或是沿海居民也是逐渐增加，我国曾出现多次洪水侵袭，造成人们生命财产受到损失。所以为了居民的生命财产安全，土坝工程是用来抵御洪水的侵袭、大坝决堤情况，所以说为了保障人民财产安全，土坝的建设要相当重视。本文就是对土坝工程中存在的不确定性进行分析。
　　【关键词】土坝工程;不确定性;土坝建设
　　
　　每到夏天，人们总会关注的问题就是洪水，尤其是住在沿海或是沿湖领域的居民们，他们会时刻关心洪水的情况，相关的抗洪治水部门也是一样，每年都会重新修建土坝，目的是在洪水来临时可以抵御洪水的侵袭，但是在建筑土坝的方面还存在还多不确定性，例如每年的洪水量的不确定性，泄洪的不确定性，洪水预测的不确定性，风浪的不确定性等，这些都是在土坝工程中不能确定的。只能根据往年的情形进行推测与估计，并制定出高于往年最严重时的数值来。
　　1.漫坝风险的不确定性
　　由于漫坝是由很多因素组成的，所以要想更好的防止漫坝事件的发生，就需要不断的进行分析与总结，时时监控，弥补其由于不确定性导致无法计算出真正的防御值。例如洪水流量的不确定性，由于每年的洪水量不同，造成无法精确的估算出当年的洪水流量和其防御值，只能根据以往的数据进行预计，但是如果遇到比往年更大的洪水，土坝就会崩塌，洪水就会侵袭，对人民生命财产安全造成威胁。所以就需要起动应急预案，尽量减少损失。风浪的不确定性，洪水的风浪也是由风力和水利所决定的，风浪的增大增加了土坝的冲击力，在超出土坝可以承受的耐冲力时，就会导致土坝崩塌洪水外泄。泄洪的不确定性，由于洪水爆发的时候，需要对其进行调流，这就需要把暴涨的洪水引到别的地方以保证土坝的承受能力，但是由于泄洪的地方有限，在洪水严重的情况下，泄洪地方的水也达到饱和，就会造成灾害。还有由于泄洪控制管理的不合理性，耽误了泄洪的进度，也是导致洪水侵袭的原因。洪水位是一个随机变量，具有较大的不确定性，水库洪水位等于上游洪水的流量加上上一时段的水位减去泄洪量。而一定时期的上游洪水来量和泄流量都是不确的，故洪水位是不确定的。而下游水位一般与下泄流量有关，根据洪水位的分析，上、下游水头差也是随机的、不稳定的。
　　坝前库水位猛涨，超过最高坝位即发生漫坝失事，但实际情况并非如此，漫坝失事并没有绝对分明的界限而是有着从量变到质变的一个过程，这一模糊的过渡过程是与大坝的工程质量和管理条件紧密相关的。如坝体的工程情况是由大坝对洪水事件的承受能力决定的，下游植被和防渗条件较好的土石坝都可允许洪水位略超坝顶而不致失事，在大洪水来临时采取抢险加高坝顶等措施亦可避免失事事故而对较小洪水坝前水位没有超过坝顶，但因管理调度不当或发生库区滑坡或地震引起水位抬高也可能发生漫坝失事。因此实际上存在失效准则的模糊性。
　　2.裂缝风险的不确定性
　　由于土坝是由沙石等材料建造的，而材料搭配的比例合理是土坝长久的保障，如果由于偷工减料，材料不能满足建筑要求，导致土坝的质量差，防御洪水的能力低，存在着安全的隐患。还有更为重要的一点就是要根据不同的土坝建造材料来分析其不同的特点。例如混凝土坝在应用期间很容易出现各种损伤，其中裂缝是最常见的一种损伤形式，这种裂缝损伤对大坝整体性和刚度影响的程度一直是大坝安全监控的关键。其动力特性可以较好地反映结构整体性，动力特性参数如自振频率、振型和阻尼在结构损伤前后会发生变化，因此可以利用结构损伤前后的动力特性参数的改变来反映结构损伤的特征，从而实现对结构损伤的监控。基于此，利用结构动力特性参数的变化来研究损伤对结构的影响，已成为国际学术界和工程界关注的热点和难题。
　　混凝土结构损伤也是不确定性因素，其主要的表现形式是裂缝。对于混凝土坝裂缝的演化机理与监控方法以及对大坝整体结构的影响一直是重点研究的问题，并经过仔细的研究与分析，取得了丰硕的成果，但由于混凝土坝裂缝问题存在一定的复杂性，未能够得到很好解决的问题还有很多，包括裂缝发生发展模拟、裂缝性态监控和裂缝对混凝土坝整体性影响等。
　　2.1混凝土坝裂缝变形存在着不确定现象，目前常用的裂缝监控模型一般基于确定性假设建立，这使得常规模型的监控能力受到限制。而忽略了不确定性因素的影响。基于混凝土坝裂缝发生和发展的不确定性因素，对其进行深入分析并建立起分析模型，对混凝土坝变形的不确定性进行分析，从而更有助于对裂缝变形的动态规律进一步的分析。
　　2.2根据时间的变化，带缝混凝土坝具有动态变化的特点，其力学参数和结构特性会发生一定的变化，其裂缝变形性态也具有时变性。常规统计模型、确定性模型和混合模型的参数一般为静态常数，不能反映时变影响，模型的预测误差随着预测时间增加将迅速增加。将时间序列递推方法和经典模型结合，可以建立具有时变特点的混凝土坝裂缝变形监控模型。
　　2.3由于坝体、坝基和环境等的具有复杂性，所以他们所构成的大坝系统也具有复杂性，很多因素都影响制约着混凝土坝裂缝的产生和扩展机理，所以应该对其进行多方位的监控而不是单一的监控模型，因为单一的监控往往难以对其进行分析和预测。将不确定性分析模型和时变确定性模型结合，可以建立融合两种模型优势的组合模型。
　　3.管涌与流土的不确定性
　　土可以阻挡水的前进，但是水却可以通过土的缝隙流淌出来，如果土量特大会阻断水，但是通过长时间的接触，水可以慢慢的渗透进去，长时间的渗透使得土坝的土壤松弛、水土流失，长时间的话会降低土壤的坚实性。所以每年我国都重修土坝就是避免水的渗透。所以说管涌与流土是不确定的，测量不出每天的管涌和流土量。由于不知道水的渗透能力，不能准确的估算出水的渗透时间，所以在洪水来临的时候，如果正赶上水渗透力大的话，就会出现水土流失的现象，土坝就会出现缺口。所以说在洪水季节来临钱，必须对土坝进行维修，已确保水土不再流失。
　　综上所述土坝工程中的不确定性特点是土坝工程建设中的困难，也是影响土坝安全的因素，所以管理者需要了解影响土坝工程中的不确定性因素，并进行时时的监控，针对不同时期制定出不同的应对方案。■