Page 25 - 海河堤防建设及中小河流治理
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第一章 生态堤防建设发展
展受到较大限制，所以如何对待不确定性，并对风险评估程序全过程相关的不确
定性进行彻底的调查研究是接下来需要研究的重点。考虑堤防不确定性因素的分
析方法，目前大体分为可靠性分析方法、模糊综合评价方法、灰色系统评价方法
和人工神经网络方法，其中以概率理论为基础的可靠性设计和安全评价方法在中
国和其他国家均得到较快的发展，目前应用也是最为广泛。同时人工神经网络分
析方法具有预警误差小、速度快、容错能力大等优点，已逐渐被应用于堤防工程
的风险分析之中。
（一）可靠性分析方法
可靠性的定义为：产品、元件、系统在规定条件和规定时间内完成规定功能
的能力或可能性。可靠性分析法是应用概率论、数理统计和可靠度理论等为基础
的分析方法。最早它用在研究飞机性能可靠性和必要的安全措施中，之后迅速发
展，1947 年 Freudenthal 的论文“结构可靠度”被广泛认为是结构可靠性理论研
究的开始。结构随机可靠性分析又称为概率可靠性分析，其主要方法为确定一个
显式的公式来描述工程破坏的临界情况，然后再通过一系列科学计算的手段来确
定概率密度，进而通过积分求得最终的失效概率。例如，Wood 基于可靠度的理
论分析了堤防安全的不确定性对溃决概率不确定和洪水造成的预期损失的影响。
随着可靠度理论在结构工程等领域的发展和应用，将其应用于多种失效机制相互
作用的堤防风险成为可能。1976 年，可靠度模型由荷兰的水利工程师首次将其
应用于斯凯尔特河的工程实践当中，因此也被称为 Dutch 法。而后 Vrijling 使用
这种方法评价了英国的海岸堤防工程。之后国内也基本以可靠度理论为基础，使
用近似解法、数值模拟法和积分法等进行了大量堤防风险评价的研究。例如，梁
在潮等以可靠度理论为基础，探讨了堤防防洪能力的评估方法，且经过比较分析
认为，一次二阶矩法中的验算点法，比较适用于堤防防洪能力风险度的计算。徐
卫亚等采用 MonteCarlo 模拟法完成了堤防几种失效概率的计算。
邢万波、曹云等考虑堤防实际工程中的不确定性及各种影响因素的随机变异
性，以概率论和可靠度为基础，对板桥河左岸堤防加固工程、南京市外秦淮河整
治工程堤防进行了风险分析，对堤防汛期管理提出若干建议。焦小超基于可靠性
理论提出的脆弱性曲线方法能更直观地表示堤防失事概率，有效判别堤防工程的
安全程度。高延红根据现有堤防工程存在的主要隐患，以风险理论为基础，建立
了基于层次分析法和破坏路径的堤防工程系统风险评价模型。刘亚莲等利用突变
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