綜合利用水庫調(diào)度風險分析理論與方法研究

吳珠勇

摘 要：風險伴隨著項目出現(xiàn)，無處不在，影響著項目的成敗。同樣，在水庫調(diào)度過程中同樣存在著徑流、用水等不確定的風險因素，影響著水庫的安全和防洪的水平高低。文章將結合屯倉水庫調(diào)度案例，分析綜合利用水庫調(diào)度的特點以及目前在實際水庫工程中存在的問題，探討最佳的風險分析方法，為水庫調(diào)度提供借鑒。

關鍵詞：綜合利用；水庫調(diào)度；風險分析

中圖分類號： TV697.1+1 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）34-75-2

0 引言

綜合利用水庫調(diào)度的過程是一個不斷決策的復雜過程。在決策過程中不僅會受到水庫自身復雜特點的影響，同時會受到外界環(huán)境變化的影響，而調(diào)度方案的優(yōu)劣將直接影響水資源的利用效率。因此，水庫調(diào)度的風險分析對于水庫調(diào)度的綜合利用具有重要意義。

根據(jù)我國對于水庫調(diào)度風險分析的研究已取得了一定的成效。20世紀80年代風險調(diào)度成為我國學者的研究課題；隨之，我國學者開始研究水庫調(diào)度風險的基本模式、風險分析方法，提出采用集對分析等理論用于量化水電站發(fā)電調(diào)度風險因素。但是我國水庫調(diào)度風險分析仍處于起步階段，存在著一些問題，缺乏對綜合利用水庫調(diào)度風險的綜合研究。

本文將結合屯倉水庫調(diào)度案例，分析調(diào)度中存在的風險，確定最佳的風險分析方法，制定合理的決策方案，保證水資源的利用效率。

1 屯倉水庫工程概述

屯倉水庫地處于長江流域滁河支流的來安河上游，是一座以防洪和灌溉為主，兼有養(yǎng)殖等綜合運用的全國防洪重點中型水庫。壩址位于來安縣屯倉集石固山腳下，距來安縣城17km。水庫控制流域面積187km2，興利水位53.2m（吳淞高程系，下同），設計洪水位55.6m，校核洪水位56.87m，總庫容1.05億m3。工程始建于1958年，于1964年基本建成并發(fā)揮效益。屯倉水庫現(xiàn)為全國防洪重點中型水庫，其總庫容雖已超過1億m3，但根據(jù)水庫運行管理辦法，該水庫目前仍按中型水庫進行管理。

屯倉水庫地理位置十分重要，防洪責任重大，水庫保護農(nóng)田20萬畝，設計灌溉面積16.5萬畝，保護人口約13萬人。水庫重點保護對象還包括來安縣城以及水口、舜山、張山等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，以及水庫下游17km處的312省道，26km處的104國道、洛寧高速公路、西氣東輸工程等。

2 屯倉水庫調(diào)度的風險分析

風險分析是風險管理的重要環(huán)節(jié)，是減小水庫調(diào)度風險的關鍵途徑。在進行風險分析之前需要對調(diào)度中可能的風險進行全面識別，保證識別風險的全面性和準確性，為風險分析的精確性提供保障。

在不同的工程中存在著不同的風險?，F(xiàn)針對屯倉水庫的工程特點，對其調(diào)度中存在的風險進行分析，并將風險定量化，確定相應的風險因素權重，為風險分析提供基礎。

一般水庫調(diào)度的風險包括防洪風險、發(fā)電風險、供水風險、航運風險以及生態(tài)風險。

具體分析如下。

①防洪風險，包括水庫自身防洪的風險以及防洪保護區(qū)的風險。本工程利用“84辦法”計算設計洪水，且由于實測暴雨存在著片面性和偶然性。因此本次設計選擇由暴雨等值線圖查得的暴雨參數(shù)進行設計洪水計算，其統(tǒng)計參數(shù)CV值較小，其暴雨參數(shù)等值線圖選用資料站點多、系列長，且與鄰省等值線拼接，其統(tǒng)計參數(shù)較合理，洪水設計較好，水庫自身防洪及保護區(qū)的風險較小。根據(jù)近年來水庫工程及保護區(qū)所受洪災程度，計算損失平均值確定保護區(qū)防護風險率。

②發(fā)電風險，包括發(fā)電量不足風險以及出力不足風險。發(fā)電量不足風險即發(fā)電不能滿足預期單位或用戶的用電需求可能造成的損失；出力不足風險即出力不足造成的損失，本工程無發(fā)電風險。

③供水風險，即供水不能滿足用戶用水需求造成的損失，一般采用供水不足造成的效益差異進行確定。屯倉水庫流域上下游設有自來橋、屯倉和來安縣三個雨量站，根據(jù)其在1965—2003年期間39年各個歷時的降水資料統(tǒng)計，屯倉水庫暴雨偏小，多年平均降雨量為940.4mm，其中最大年降雨量為1991年的1623.5mm，最小年降雨量為2001年的522.8mm。顯然，本工程供水風險較大，且取水庫供水收益的30%計算風險率。

④航運風險，即水庫損壞造成船只無法通行帶來的經(jīng)濟損失，一般根據(jù)航運存在的價值來確定。本工程不存在航運風險。

⑤生態(tài)風險，即由于水庫調(diào)度造成的生態(tài)需水量用水不足帶來的經(jīng)濟損失，應避免河流凈流量小雨最小生態(tài)凈流量現(xiàn)象的出現(xiàn)。屯倉水庫未設徑流站，水庫建成后管理單位根據(jù)每年水庫用水量，廢泄水量和年初年末庫容變量，推算水庫每年來水量，根據(jù)水庫1964—2003年推算的年徑流，水庫實際凈流量指標為：年徑流深均值=321.3mm，經(jīng)配線后采用值：多年平均年徑流量=0.60億m3，屯倉水庫各個頻率設計年徑流量見表1。一般采用水流對于生態(tài)環(huán)境帶來的經(jīng)濟效率來確定。本工程取生態(tài)價值的30%。

3 風險分析的方法

3.1 一般分析方法

風險分析存在許多方法，包括以下幾種。

靜態(tài)、動態(tài)結合調(diào)查法。調(diào)查法是一種對風險主體的信息進行調(diào)查的方法，在調(diào)查過程中對主體的過去和現(xiàn)狀進行深入分析，并歸納總結，預測風險未來。這種方法屬于靜態(tài)與動態(tài)相結合的分析法，即考慮了解事件的穩(wěn)定規(guī)律和相對的變化，從辯證的角度分析事件，符合事件發(fā)展的客觀事實。但是對于水庫調(diào)度主體為水資源，不適于使用調(diào)查法。

定量、定性結合分析法。定性分析方法是一種借助歸納、演繹等邏輯方法，探究事物本質(zhì)屬性的方法，主要是對事物進行客觀性地描述，無法用數(shù)量表示。定量分析法則是利用數(shù)學運算工具，對事物的特點、數(shù)量關系及變化規(guī)律進行反映。一般來說，定量、定性相結合的方法能夠全面衡量事物本身。因此在水庫調(diào)度風險分析中可利用此方法，對風險發(fā)生的概率進行統(tǒng)計，進而分析確定最佳的調(diào)度方案。

微觀、宏觀結合系統(tǒng)法。微觀、宏觀結合系統(tǒng)法是一種將事物從整體和局部兩個不同角度分別分析的現(xiàn)代科學方法。在風險分析中，系統(tǒng)方法將會把風險分為風險主體中的不同要素，并根據(jù)風險主體個要素之間的關系，以及其與諸多風險環(huán)境要素之間的關系，確定風險系統(tǒng)的目標；進而構建風險決策模型，計算最優(yōu)方案，保證項目風險得到有效控制和處理。這種方法適合于任何社會系統(tǒng)，且具有一定的科學性、先進性，但是應用難度較前兩種方法大，不易于推廣。

3.2 最佳分析方法

根據(jù)工程實際特點，選取層次分析法這種定量與定性相結合的方法對風險進行分析，確定最佳的調(diào)度方案。分析屯倉工程凈流量以及調(diào)度的優(yōu)化計算，確定了4個較優(yōu)水庫調(diào)度方案，格俄方案的風險指標見表2。

在本工程中，4個調(diào)度方案每個時段的防洪風險無影響，且不存在發(fā)電風險以及航運風險。

本工程的風險率為：

顯然，在4個方案中，第4個調(diào)度方案的綜合評價值最小R=0.132，即方案4最優(yōu)。同時對照表2 也可以看出方案4的供水風險0.32，生態(tài)風險0.12 ，在各方案中風險均為較小值，且兩者的風險率之和為最小值。即當兩者的風險之和最小時，調(diào)度方案可保證水資源的利用效率最高。

4 結論

綜合利用水庫調(diào)度風險分析是一個對水庫風險和收益進行平衡的計算管理過程。目前我國針對水庫調(diào)度風險分析的方法比較單一，缺乏實踐經(jīng)驗，且會受到各部門利益關系的限制。因此，本文利用定量和定性相結合的方法，深入分析風險與效益之間的關系，以尋求最佳調(diào)度方案，為水庫調(diào)度提供借鑒。

參 考 文 獻

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