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| 編輯推薦： |
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《农村水电站安全风险评价》可作为高等学校土木水利类专业的本科生与研究生的教材或教学参考书，也可供土木水利领域，特别是农村水电站从事设计、施工、建设及运行管理的工程技术人员参考。
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| 內容簡介： |
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《农村水电站安全风险评价》介绍农村水电站概况，阐述农村水电站安全风险评价理论方法，着重研究农村水电站安全风险评价，农村水电站金属结构、电气设备、水工建筑物安全风险评价，农村水电站致灾后果评价及除险加固，农村水电站安全风险评估系统的开发，并应用于解决多个工程实际问题。
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| 目錄：
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序
前言
第1章绪论1
1.1农村水电站概况1
1.1.1农村水电站普遍存在的问题2
1.1.2农村水电站存在问题的原因分析4
1.2安全风险评价研究现状6
1.2.1安全风险评价及其发展现状6
1.2.2农村水电站安全风险评价现状8
1.3本书内容与技术路线9
1.3.1本书内容9
1.3.2技术路线12
第2章安全风险评价理论方法14
2.1安全风险评价内容与目的14
2.1.1安全风险评价内容14
2.1.2安全风险评价目的15
2.2安全风险评价原理16
2.2.1安全风险评价系统基本特征16
2.2.2安全风险评价原理概述16
2.3安全评价整体目标17
2.4安全风险评价方法18
2.4.1安全风险评价分类18
2.4.2安全评价方法20
2.4.3安全风险评价方法的选择24
2.5安全风险控制25
2.5.1安全风险控制原则25
2.5.2安全风险控制标准26
第3章农村水电站安全风险评价27
3.1农村水电站安全评价指标体系27
3.1.1安全评价指标体系的构建原则27
3.1.2农村水电站安全评价指标体系设计29
3.2指标权重确定31
3.2.1指标权重确定方法31
3.2.2基于层次分析法的指标主观权重32
3.2.3改进层次分析法的指标主观权重37
3.2.4基于熵值法的专家自身权重38
3.2.5基于评价指标的加权融合权重40
3.3安全评价指标的度量41
3.3.1常见水工结构安全评价等级的划分41
3.3.2农村水电站结构安全评价等级的划分44
3.3.3中间指标评价赋值44
3.3.4基础指标评价赋值45
3.4模糊综合评价51
3.4.1模糊综合评价原理51
3.4.2模糊综合评价中的几个重要问题53
3.4.3模糊综合评判基本步骤57
第4章农村水电站金属结构安全风险评价58
4.1金属结构安全评价研究体系设计58
4.1.1概述58
4.1.2研究体系设计59
4.2金属结构安全风险评价指标体系与综合评判60
4.2.1金属结构安全风险影响因素60
4.2.2评价指标体系的构建61
4.2.3评价指标权重分配62
4.2.4指标可靠度等级划分64
4.2.5金属结构模糊综合评价68
4.3金属结构安全风险预测分析模型69
4.3.1安全风险计算模型69
4.3.2评价标准70
4.3.3时变效应风险预测模型70
4.4白盆珠水库金属结构安全评价73
4.4.1工程概况73
4.4.2闸门安全评价74
4.4.3启闭机安全风险评价82
4.4.4压力钢管安全风险评价85
第5章农村水电站电气设备安全风险评价88
5.1电气设备安全评价概述88
5.2农村水电站电气设备概率安全评价89
5.2.1故障树定义89
5.2.2故障树的基本单元和符号90
5.2.3故障树分析的基本内容和步骤92
5.2.4故障树昀小割集计算94
5.2.5故障树建立95
5.3雅溪一级水电站电气设备安全评价实例分析104
5.3.1雅溪一级水电站系统组成104
5.3.2雅溪一级水电站电气系统故障树的构建105
5.3.3雅溪一级水电站电气设备评价118
第6章农村水电站水工建筑物安全风险评价119
6.1水工建筑物分类及安全评价指标体系119
6.1.1水工建筑物分类119
6.1.2水工建筑物安全影响因素及评价指标体系119
6.2水工建筑物安全评价指标的判定标准127
6.3水工建筑物模糊安全评价模型139
6.3.1建筑物安全模糊综合评价流程设计139
6.3.2分层评价指标权重140
6.3.3水工建筑物模糊安全评价其他因素148
6.4水电站单个建筑物安全评价149
6.5水电站整体安全评价150
6.6水电站整体安全评价实例分析151
6.6.1石郭电站安全评价151
6.6.2瑞垟一级电站安全评价157
6.6.3贵岙电站安全评价163
第7章农村水电站致灾后果评价及除险加固170
7.1农村水电站致灾后果的影响因素170
7.2农村水电站致灾后果评价模型171
7.3农村水电站致灾后果生命损失评价172
7.3.1水电站致灾生命损失考虑的影响因素172
7.3.2水电站致灾生命损失计算及严重程度评价173
7.4农村水电站致灾后果经济损失评价174
7.4.1水电站致灾的直接经济损失174
7.4.2水电站致灾的间接经济损失175
7.4.3水电站致灾的直接经济损失严重程度评价176
7.5农村水电站致灾后果社会及环境影响评价176
7.6农村水电站致灾后果综合评价177
7.7农村水电站除险加固排序178
7.7.1农村水电站除险加固排序模型及实施步骤178
7.7.2农村水电站除险加固排序算例180
7.8农村水电站除险加固182
7.8.1水工建筑物除险加固182
7.8.2金属结构物除险加固184
7.8.3电气设备除险185
第8章农村水电站安全评估系统的开发186
8.1开发目标和开发环境186
8.2农村水电站安全评估数据库的设计186
8.2.1数据库设计186
8.2.2农村水电站安全评估数据库的信息187
8.2.3系统的主要功能188
8.3系统的工作流程188
8.4程序流程演示190
第9章总结与展望202
参考文献205
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| 內容試閱：
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第1章绪论
水是清洁可再生资源，农村水电站在解决山区农村供电?促进区域经济发展?改善农民生活条件与生态环境?调整当地产业结构，以及保障应急供电等方面具有重要作用，是农村重要基础设施和公共设施?由于多种原因，许多农村水电站存在各种安全遗留问题，使其成为水利生产行业的事故多发领域，科学地对农村水电站进行安全风险评价，提出合理的技术措施消除安全隐患或减小安全风险，有着非常重要的意义?
本章首先介绍我国农村水电站普遍存在的问题，并初步分析了相关问题出现的原因;其次概述国内外安全风险评价的发展和我国农村水电站安全风险评价现状;昀后给出本书研究内容的技术路线?
1.1农村水电站概况
我国幅员辽阔，河流众多，蕴藏着丰富的水能资源?根据《农村水能资源调查评价成果2008》，我国单站装机容量5万kW及以下的农村水能资源十分丰富，技术可开发装机容量1.28亿kW，年发电量5350亿kWh，居世界第一位，广泛分布在全国30个省自治区?直辖市的1715个山区县?其中东部地区技术可开发量2284万kW，占全国的18%;中部地区2567万kW，占全国的20%;西部地区昀丰富，达7953万kW，占全国的62%?
长期以来，我国出台许多相关的政策，积极扶持农村水电站的开发?依据2010—2012年开展的《全国第一次水利普查公报》，截至2011年12月31日，全国共建成农村水电站46139座，总装机容量7562.97万kW?目前全国农村水电站现有装机容量相当于3.36个三峡水电站的容量，约为世界其他国家农村水电站装机容量的总和?全国有557个县长期主要依靠农村水电站供电，3亿多农民就近用到了清洁可再生能源?通过开发农村水电站，解决了全国近12地域?13县市?14人口的用电问题?云南?四川?广东?福建?湖南?浙江?广西?湖北?江西?贵州等10个农村水电站大省，开发装机容量均已超过200万kW?
农村水电站在解决山区农村供电?促进区域经济发展?改善农民生产生活条件与生态环境，帮助贫困地区调整当地产业结构，以及保证应急供电等方面都做出了巨大的贡献?可是，进入21世纪以来，尤其是“十一五”期间，农村水电站新的特点?新的问题日渐突出?
由于历史原因和经济?技术等条件的限制，大多数农村水电站兴建年代较早，施工质量不高，运用管理水平低，工程运行管理经费不足，目前存在着较多安全隐患，特别是20世纪90年代以前建设的2万多座小水电站，使得农村水电站成为水利生产行业的事故多发领域?中华人民共和国水利部办公厅关于水利生产安全事故情况的通报文件表明，2010年农村水电建设与运行发生事故8起，死亡12人;2011年农村水电建设与运行共发生事故3起，死亡6人;2012年农村水电建设与运行共发生事故3起，死亡5人;2013年农村水电建设与运行共发生事故4起，死亡13人?农村水电站的安全问题越来越被人们所关注?
1.1.1农村水电站普遍存在的问题
通过开展农村水电站安全现状问卷调查和对农村水电重点地区福建省?浙江省?陕西省?四川省?湖南省及贵州省等六省进行的农村水电安全保障信息调研?分析，发现农村水电站普遍存在如下九个问题?
1安全主体责任不清，管理力量薄弱
农村水电安全生产监管主体和职责需要进一步明确，特别是要处理好水行政主管部门与电监办?发改委?纪委?安监局职能交叉问题?由于职能不明?分工不清，所以在一定程度上削弱了政府对小水电的宏观调控和行业管理?目前，各级水利部门?农村水电安全机构?人员设置?经费?办公条件较差，管理力量薄弱，远远达不到上级对安全工作的要求?主要存在的薄弱环节体现在:安全生产检查工作力度不够，存在安全管理缺位或不到位现象;安全生产投入需要进一步加大;安全监管经费不足，各级水行政主管部门针对电站安全提出的整改措施和布置的任务往往难以真正落实到电站，究其根源在于水行政主管部门缺乏强有力的制约手段，对水电站安全好坏没有否决权和处罚权，安全监管执行自然大打折扣，加之没有专门的安全经费，监管经费不足，影响了安全生产的效益?
2制度不健全，执行不落实
一方面，有些水电企业虽然制定了部分安全生产制度，但还很不健全，对安全隐患的排查治理没有约束力，力度也不大;另一方面，有些水电企业有健全的管理制度，但未真正按制度执行和落实，体现在一些水电站发生了责任事故，或存在安全隐患，不能及时向上级汇报和处理安全隐患，造成经济效益损失?
3管理水平和技术水平参差不齐
我国小水电站中有很大一部分是由集体?私人业主独资或合资建成的，水电站安全生产重视不够;病险水电站数目多，渡汛风险大?对于我国南方的农村小水电站，有许多水电站现有防洪标准低，也有水电站建设时施工质量差?遗留问题多;老电站人员严重超编，资金紧缺，设备改造力度小，勉强维持运行;部分职工队伍素质跟不上水电站安全生产发展要求?一些水电站职工对技术?规程?操作不够熟练，少数水电站存在无证上岗情况，部分水电站技术力量缺乏，对职工培训重视不够，私人水电站在这方面显得尤其突出，水电站安全运行缺乏足够的人才和技术支撑?
4水能资源利用不尽合理
一是设计时水文资料缺乏，导致水电站装机规模不合理;二是当时机电设备型号不全，机组性能参数与水电站实际运行参数不匹配;三是受当时经济发展水平和负荷的限制，水电站装机容量普遍偏小，弃水过多;四是外部环境变化，如上游已建成龙头水库，或下游水库水位顶托，原来的开发方案相对不合理;五是一些引水式电站未设基流放流设施，无法保障下游河道生态基流?
5工程标准低，安全隐患多
受当时技术和管理水平的制约，工程设计标准偏低，施工质量不高，加之多年运行积累了较多的安全隐患?虽然“除险加固”工程的实施，使大批病险水库拦水?泄水设施的安全隐患得以消除，但引水渠失修?压力管道老化锈蚀?厂房及附属设施防洪标准偏低等问题的安全隐患依然存在，直接威胁着人民群众的生命财产安全?例如，近几年嵊州狮子岩?文成小九溪?黄岩富山等水电站都发生压力管爆裂?隧洞漏水?引水堤岸坍塌等安全事故，造成较大财产损失，对人民生命构成严重威胁?
6设备落后?老化?效率低
这些运行多年的小水电站设备陈旧，老化严重，绝缘性差，控制保护方式落后，机组振动及噪声大，整体故障率高，能量转换效率低，甚至存在严重安全隐患，机组多年运行出力逐年下降，综合效率多在70%以下，有的电站出力仅为设计出力的50%，近半数机组设备已达到或超过报废年限?机电设备自动化程度低?能耗高?故障多，部分设备属于国家明令淘汰的产品，备品备件已无从购买，每年仅因设备故障损失的电量就达8%?
7电站数量多?规模小?管理水平低下?运行成本高
以浙江省为例，全省1990年前投产的小型水电站1410座，总装机66.01万kW，平均每座水电站装机容量只有460kW，其中500kW以上的水电站有269座，100kW以下的水电站有365座?约一半的水电站年发电量只有20万~40万kWh，而且大都是独立的经济实体，单位电能的运行成本很高?
8水电站经营困难，更新改造的能力差
由于集体和国有水电站的效益差，许多水电站还承担着防洪?抗旱?灌溉等公益性任务，人员负担重，运营成本高，每年水电站的收入用于职工的工资等支出已经捉襟见肘，固定资产折旧困难，绝大多数水电站不提折旧，没有足够的资金对水电站安全隐患进行治理?根本无力筹资用于电站的更新改造，这也导致集体和国有资产隐性流失严重?
9老电站报废和出售影响农村经济发展和社会稳定
1996年以来，由于缺乏资金，已有部分老电站报废，还有部分濒临报废或被迫出售给私营业主?这些电站绝大多数是当地乡?村集体经济组织和农民投资投劳修建的，其收益是当地农民和农村集体经济组织收入的重要来源?电站报废或被迫出售给私营业主后，山区农村集体经济失去主要来源，严重影响农村公益事业和经济社会发展?同时，早期建设的小水电站，大部分担负着农田灌溉和村民用水的任务，电站的运行人员同时担负着电站供水和灌溉设施的管理?由于缺乏资金，大部分供水和灌溉设施年久失修，电站一旦报废，供水和灌溉设施就没人管理，村民生活和农业生产将受到较大影响?
1.1.2农村水电站存在问题的原因分析
我国农村水电站目前存在设施老化?安全隐患多?管理水平低?管理条件差等特点，究其原因主要有以下五个方面?
1工程建造年代早
对于那些出现险情的水工建筑物，它们几乎都存在一个共同点，大多兴建于20世纪60~70年代，且多为“三边”与“三无”工程，建设标准低，多为群众投工投劳修建，施工质量差?加上经过几十年的运行，老化问题日益突出，因此出现目前的局面并非偶然?
2资金不足是导致农村水电站病险突出的根本原因，也是制约农村水电站发展的瓶颈
面对农村水电站诸多的安全隐患，业主并非没有察觉，他们也认识到了问题的严重性，迫切想对水电站进行更新改造，以求效益的昀大化?由于大部分农村水电站水轮机组老化?水能转换效率低，以及上网电价低，导致大部分业主资金并不充足，无力自行完成更新改造?例如，江西省新干县左湖二级电站改造过程，由于原有的钢筋混凝土压力管道老化漏水严重，极大地影响了发电效益，2007年该水电站对其进行了一次更新改造，将原压力管道改换成球墨镀铁管道后，发电效益大增?即便如此，左湖二级水电站水工建筑物依然存在其他安全隐患，如压力前池和引水渠道老化?漏水?淤塞问题严重?在更换过压力管道之后，业主已无力对其他部分继续投资进行加固，只能“头痛医头?脚痛医脚”地做应急性修补，彻底改造很难实现?不仅如此，运行管理经费短缺会导致农村水电站维护保养工作困难，农村水电站老化失修，长期带“病”运行，往往发生“小病”不治昀终酿成大祸的后果?
3业主往往只注重眼前利益，不愿投巨资对病险农村水电站进行彻底加固大部分病险农村水电站至今从未进行过彻底的更新改造?农村水电站业主不愿意在更新改造项目上投资，除有些确实资金短缺外，还有很多业主是惧怕不能收回成本，或嫌收回成本周期太长?这些业主只看到了当前利益，只要农村水电站依然能够盈利，他们宁可少创收和反复进行修补，也不会考虑进行彻底的更新改造?病险农村水电站的引水渠道较好地反映了这一现状，尽管渠道冲刷?渗漏?淤塞问题很突出，但业主一般只对受冲刷昀严重渠面进行简单衬砌，有些渠道甚至任何面均无衬砌?
4农村水电站管理水平低下使农村水电站病险问题更加突出
农村水电站业主为节省成本，常聘请当地农民帮助管理?这些农民大多数对发电运行业务一无所知，更是缺乏安全意识和很强的责任心，在水电站上班往往只是他们田间劳作之余的兼职，因此对运行设备的检查质量就会大打折扣，给安全生产带来很大隐患?同时大部分农村水电站也缺乏科学管理手段，忽视对职工技术培训和安全教育，这些管理人员没有经过系统的上岗培训，业务知识极其缺乏?人才已成为农村水电站效益提升的瓶颈?
5农村水电站上网电价偏低抑制了投资者的积极性
目前农村水电站上网电价低于大中型水电站上网电价，更是低于火电上网电价?而新建农村水电站单位千瓦投资由2004年之前的5000元增加至8000元以上?电价不涨而成本却大幅度抬升，更使得农村水电站企业雪上加霜，难以为继，有些农村水电站已濒临破产?
纵观导致农村水电站现状的各种原因，有些是客观存在的，如建筑物的老化，通过采取相应的工程措施可以得到改善?有些则是受社会环境制约，如业主的急功近利与农村水电站上网电价偏低等?要改变目前局面需政府扶持和出台相应的政策，为农村水电站走上可持续发展道路营造良好的氛围?通过对农村水电站工程安全风险的调研分析与评价，可以更加全面清晰地认识我国农村水电站目前所面临的问题，为日后更好地制订风险控制措施提供参考意见?
1.2安全风险评价研究现状
安全评价广泛存在于各个行业中，随着时代的发展而越来越突显其在保证安全生产?创造社会效益中的重要作用?目前水利工程安全评价的主要研究成果集中在大坝安全综合评价，因此有必要对工程系统安全评价的概念?起源及在水利界应用的演变情况进行简要介绍?
1.2.1安全风险评价及其发展现状
安全评价又称风险评价?危险评价，在20世纪30年代昀初出现于美国的保险行业?人类自产业革命
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