溢洪道闸门安全问题探讨

于辅助 闸 门是 可 能 的 ， 对 通航 闸 门是 不可 能 的。 但
１ ３ 故 障 自动保 险设计 ．
在 打算 执 行 一 项 重要 安 全 功 能 的系 统 中 ， 常 通 不 宜采用 新 开发 的设备 或技 术 。新 开发部 件 的故 障
经 验有 限 ， 们可 能 并 不 完全 了解 这 种 设 备 的故 障 人
模 式 。如果 没有 该设备 用 于类 似 的工程或 环境 的先 例， 贸然 使用 可能 会发 生 问题 ， 件 可能 以不 曾预见 部 的模 式 发生故 障 。 由于部件 之 间不 可预见 的相 互作 用， 可能 导致 更多 的故 障 。同样 ， 于新技 术 的部件 基
由于技术 还不 够成 熟 ， 很难 进行 改进 ， 制造 和 运行经 验也 不 足 ， 能从 中获 益 。 不 １２ 单项 故 障判据 ．
他 土建 工程结 构 都有冗 余度 。如果 溢 洪道 闸 门能设
１ 提 高 安全 度 的 重 要 判 据
１ １ 得 到 充分认 可 的设备 ．
计 为在 闸 门出现关 闭故 障 不 会 引起 洪 水 淹 没 ， 则该
判 据部 分是令 人 满 意 的 。在 大 多 数挡 水 堰 处 ， 对 这
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第 ３ 卷第 １ ｌ 期
道发 生故 障之 前 的概 率 。这个 假 设并 非 不 合理 ， 而 且令人 满意地代 表 了许 多故 障 事件 。但 是 ， 当相 同 （ 同） 因导致 多个平 行通 道 发生 故 障时 ， 共 原 这个 假
设便不再 成立 。
要求 的 系统故 障概 率为 ：
Ｐ ＝ １ ×１ ０一 ０～ ＝ １ ０一
在冗 余 回路 中 ， 运行 模式 可能 遵循 各种模 式 ， 取
决 于系统 类型 和运行 。 １ ５ 共 因故 障 （ Ｃ ． Ｃ Ｆ）
充分认 可 的设 备 的 原则 变 得 更 加 重 要 。 同样 ， 测 监 部件 以保证 其性 能令 人满 意 至 关 重 要 。此 外 ， 考 应 虑部 件可 能存 在 的意 外 故 障 模 式 ， 以及 如 何通 过 良 好 的设 计 或运行 实践 来 减轻 这些 故 障模式 的影 响 。 闸 门构 成 了没 有 冗 余 的结 构 系 统 ， 闸 墩 和其 而
在设 计 故 障 判 据 系统 时 应 考虑 到 ， 何 单个 部 任 件若 发生 故 障 ， 不影 响系 统执行 其 所要求 的功能 。 应 该原 则是 基于单 个 部 件 发 生 故 障 的概 率 相 当高 ， 而 两个 或 多个部 件 同时发 生故 障 的概率 要低 得 多 。
当探 明一 个部 件 确 实 频 发 故 障时 ， 须 特别 关 必 注该 部件 的设 计 、 量 保 证 和 性 能监 测 。 采用 得 到 质
的量 级 ， 则该 平 行 系统 的故 障概 率并 不 是 １ （ ０ 独
１ ８ 人类 工程学 设计 ．
虽 然挡 水 设 备 的设 计 能 使 其有 效 与 可 靠 地 运 行 ， 也必须 易 于运 行 。对 于没 有 自动 控 制 的手 动 但 操作 闸 门 ， 备尤其 是 控 制 系统 应 反映 良好 的人类 设
工程学 实践 。 １９ 培 ． 训
假设 一个 通 道 的故 障 概率 Ｐ为 １ ０～， 成 两 ｐ分 个 分量 ：。 Ｐ 是独 立 故 障 模 式所 占的 比例 ， 为 共 因 Ｐ 故 障模式所 占的 比例 。对 于 一 个两 通 道冗 余 系统 ， 故 障概率并 不是 Ｐ ， 而是 Ｐ。 ｐ 。如果 Ｐ 为 ５ ＋ 仅 ％
２１ ０ ０年 １ 月 文 章 编 号 ：０ ６ ０ ８ （０ ０ ０ — ０ ９ ０ １０ —０ １ ２ １ ） １０ ２ — ４
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第 ３ 卷第 １ ｌ 期
溢 洪 道 闸 门 安 全 问 题 探 讨
［ ］ Ｊ 利 文 英 ．
摘 要 ： 大 坝风 险评 估 中 ， 洪道 闸 门 的 可 靠性 分 析 越 来越 受 到 关 注 。讨 论 了 某 些 用 于 提 高溢 洪道 闸 在 溢 门安 全 度 的 原 则 ， 尤其 是 其 中的 故 障 自动 保 险 设 计 和 共 因 故 障 。 指 出在 不 能 提 供 冗 余 时 ， 采 用 按 高标 准 应 设 计 并得 到 充 分 认 可 的 设 备 来处 理 共 因故 障 。 关键 词 ： 大坝 风 险评 估 ； 洪 道 ； 门 ； 全 分 析 溢 闸 安 中 图 法 分 类 号 ：Ｖ ５ ． Ｔ ６１１ 文 献标 志码 ： Ａ
收 稿 日期 ：０ ９ １ — ９ ２０ —０ ０
之所 以采 用冗余 来提 高 可靠性 是 因为各 冗余通 道是 独立 的 。这意 味着 ， 如果 一个 通道 发生 故障 ， 则
另一个 通 道 的故 障 概 率 仍 然 为 Ｐ， 即 为第 １个 通 亦
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如 有可 能 ， 系统 中任 何 部 件 的故 障 应将 系统移
向“ 安全 ” 状态 。对 于许 多 系统 ， 在 一 个 可接 受 的 存
“ 全” 态 ， 安 状 部件故 障应 使 系统 向该条 件转移 。
１４ 冗 余与差 异 ．
任 一系统 防止 个别 部件 出现故 障主要是 采用冗 余 和／ 差异 。常 常 采取 设 置 两 条 或 多条 相 同平行 或 线路 的形 式 ， 每条线 路 可独立 地执 行所要 求 的功能 。 冗 余 可提 高可靠 性 的这 一基本 能力 源于 这种 系 统 的故 障逻辑 。如果两 个重 复通道 任一 个发 生故 障 的概 率 为 Ｐ， 两个 通 道 同时发 生 故 障的 概率 为 Ｐ 。 则 对 于一 个 通 道 ， 个 要 求 的概 率 Ｐ为 １ ～， 每个 每 ０ 则