綜合利用水庫調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，無處不在，影響著項目的成敗。同樣，在水庫調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度案例，分析綜合利用水庫調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，為水庫調度提供借鑒。

關鍵詞：綜合利用；水庫調度；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，同時會受到外界環境變化的影響，而調度方案的優劣將直接影響水資源的利用效率。因此，水庫調度的風險分析對于水庫調度的綜合利用具有重要意義。

根據我國對于水庫調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電調度風險因素。但是我國水庫調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度風險的綜合研究。

本文將結合屯倉水庫調度案例，分析調度中存在的風險，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年基本建成并發揮效益。屯倉水庫現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、張山等鄉鎮，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 屯倉水庫調度的風險分析

風險分析是風險管理的重要環節，是減小水庫調度風險的關鍵途徑。在進行風險分析之前需要對調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。現針對屯倉水庫的工程特點，對其調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。

一般水庫調度的風險包括防洪風險、發電風險、供水風險、航運風險以及生態風險。

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進行設計洪水計算，其統計參數CV值較小，其暴雨參數等值線圖選用資料站點多、系列長，且與鄰省等值線拼接，其統計參數較合理，洪水設計較好，水庫自身防洪及保護區的風險較小。根據近年來水庫工程及保護區所受洪災程度，計算損失平均值確定保護區防護風險率。

②發電風險，包括發電量不足風險以及出力不足風險。發電量不足風險即發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，根據其在1965—2003年期間39年各個歷時的降水資料統計，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濟損失，一般根據航運存在的價值來確定。本工程不存在航運風險。

⑤生態風險，即由于水庫調度造成的生態需水量用水不足帶來的經濟損失，應避免河流凈流量小雨最小生態凈流量現象的出現。屯倉水庫未設徑流站，水庫建成后管理單位根據每年水庫用水量，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環境帶來的經濟效率來確定。本工程取生態價值的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、動態結合調查法。調查法是一種對風險主體的信息進行調查的方法，在調查過程中對主體的過去和現狀進行深入分析，并歸納總結，預測風險未來。這種方法屬于靜態與動態相結合的分析法，即考慮了解事件的穩定規律和相對的變化，從辯證的角度分析事件，符合事件發展的客觀事實。但是對于水庫調度主體為水資源，不適于使用調查法。

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，探究事物本質屬性的方法，主要是對事物進行客觀性地描述，無法用數量表示。定量分析法則是利用數學運算工具，對事物的特點、數量關系及變化規律進行反映。一般來說，定量、定性相結合的方法能夠全面衡量事物本身。因此在水庫調度風險分析中可利用此方法，對風險發生的概率進行統計，進而分析確定最佳的調度方案。

微觀、宏觀結合系統法。微觀、宏觀結合系統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代科學方法。在風險分析中，系統方法將會把風險分為風險主體中的不同要素，并根據風險主體個要素之間的關系，以及其與諸多風險環境要素之間的關系，確定風險系統的目標；進而構建風險決策模型，計算最優方案，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，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，確定最佳的調度方案。分析屯倉工程凈流量以及調度的優化計算，確定了4個較優水庫調度方案，格俄方案的風險指標見表2。

在本工程中，4個調度方案每個時段的防洪風險無影響，且不存在發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個調度方案的綜合評價值最小R=0.132，即方案4最優。同時對照表2 也可以看出方案4的供水風險0.32，生態風險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度風險分析的方法比較單一，缺乏實踐經驗，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，以尋求最佳調度方案，為水庫調度提供借鑒。

參 考 文 獻

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