探討水庫調(diào)度管理中風(fēng)險(xiǎn)的運(yùn)用方法

劉新秀

【摘要】水庫調(diào)度過程中存在著很多不可預(yù)見因素，這些不可預(yù)見因素的存在必然會(huì)對(duì)水庫的運(yùn)行調(diào)度帶來風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)水庫調(diào)度風(fēng)險(xiǎn)分析，結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)分析的基礎(chǔ)理論，選取一系列風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)建立，為調(diào)度風(fēng)險(xiǎn)分析提供了一種合理可行的途徑，也給調(diào)度管理人員提供了決策支持。

【關(guān)鍵詞】風(fēng)險(xiǎn)分析；水庫調(diào)度；運(yùn)用

1、水庫調(diào)度研究進(jìn)展

水庫調(diào)度是一個(gè)涉及水利、電力、環(huán)保等部門，與政治、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)的，復(fù)雜決策、運(yùn)行和管理的大系統(tǒng)問題。因此，開展水庫調(diào)度必須結(jié)合實(shí)際情況，應(yīng)用系統(tǒng)科學(xué)和計(jì)算機(jī)高新技術(shù)，解決生產(chǎn)實(shí)際問題，才具有生命力。水庫調(diào)度研究發(fā)展至今已經(jīng)取得了眾多成果，初步形成了一套完整的研究體系和理論方法，并成為水資源系統(tǒng)研究的重要方向之一。對(duì)水庫調(diào)度期面臨時(shí)段而言，調(diào)度風(fēng)險(xiǎn)主要來自于入庫徑流的不確定性。由于時(shí)段入庫徑流的不確定性，導(dǎo)致決策結(jié)果的不確定性。

2、風(fēng)險(xiǎn)分析及其在水庫調(diào)度中的應(yīng)用

目前，風(fēng)險(xiǎn)管理還處于不斷探索的研究階段，還遠(yuǎn)未達(dá)到指導(dǎo)實(shí)際運(yùn)行的階段。當(dāng)前，研究人員主要做的工作還是在風(fēng)險(xiǎn)分析的研究和一般性的風(fēng)險(xiǎn)管理模式，水庫調(diào)度中一整套完整的風(fēng)險(xiǎn)管理程序還需要不斷的實(shí)踐積累和理論探討。在風(fēng)險(xiǎn)研究中，有人提出風(fēng)險(xiǎn)調(diào)度概念，給水庫調(diào)度開辟了一種新思路。風(fēng)險(xiǎn)調(diào)度的研究還剛剛起步，還未引起足夠的重視，研究進(jìn)展速度緩慢。在這個(gè)新課題中，如何考慮風(fēng)險(xiǎn)，如何在調(diào)度過程中考慮風(fēng)險(xiǎn)，如何將風(fēng)險(xiǎn)納入調(diào)度模型中，都是需要急需解決的問題。水庫優(yōu)化調(diào)度是為實(shí)現(xiàn)某期望目標(biāo)對(duì)入庫徑流進(jìn)行重新分配的過程。

3、風(fēng)險(xiǎn)分析與計(jì)算方法

風(fēng)險(xiǎn)分析，是指對(duì)人類社會(huì)中存在的各種風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，并在此基礎(chǔ)上采用各種風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)作出風(fēng)險(xiǎn)處理與決策，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)實(shí)施有效的控制和妥善處理所致?lián)p失的后果，期望以最小的成本獲得最大的安全保障。其數(shù)學(xué)定義為，風(fēng)險(xiǎn) R是事故發(fā)生概率 P 與事故造成的環(huán)境（或健康）后果 c 的乘積，即：R[危害/單位時(shí)間]=P[事故/單位時(shí)間]×C[危害/事故]水庫調(diào)度的風(fēng)險(xiǎn)分析方法可以分為定性分析法和定量分析法。定性分析法主要用于風(fēng)險(xiǎn)可測(cè)度很小的風(fēng)險(xiǎn)主體，常用的方法有調(diào)查法、矩陣分析法、德爾菲法、安全系數(shù)法和可靠性指標(biāo)法等。這類方法主要是借助于有關(guān)專家的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和判斷來對(duì)風(fēng)險(xiǎn)加以估計(jì)和分析。在水庫調(diào)度中有些不確定性因素難以分析、計(jì)算，因此該方法在水庫調(diào)度領(lǐng)域具有實(shí)用價(jià)值。定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法是借助數(shù)學(xué)工具研究風(fēng)險(xiǎn)主體中的數(shù)量特征關(guān)系和變化，確定其風(fēng)險(xiǎn)率（或風(fēng)險(xiǎn)度）的方法。定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法有許多，但歸納起來可分為概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法、隨機(jī)模擬方法、基于馬爾柯夫過程的風(fēng)險(xiǎn)分析法、模糊數(shù)學(xué)方法、最大熵法等。對(duì)大中型水庫而言其不僅承擔(dān)著防洪灌溉的任務(wù)，同時(shí)通過水力發(fā)電，向企業(yè)和城鎮(zhèn)供水，提高水庫自身的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。對(duì)非病險(xiǎn)水庫在一次大的降水影響過程中，把洪水作為寶貴的水資源盡可能多地加以存蓄，不僅可減輕水庫下游的抗洪壓力，而且可解決以后的用水問題，增加水庫的經(jīng)濟(jì)效益。但水庫蓄水較多時(shí)，若降水過程帶來的洪水超過水庫的蓄水能力，臨時(shí)放水，會(huì)加重下游的洪澇災(zāi)害，反之水庫提前過多放水，會(huì)降低水庫的蓄水量，從而影響水庫的經(jīng)濟(jì)效益。水庫調(diào)度預(yù)報(bào)服務(wù)由于預(yù)報(bào)結(jié)果的不確定性，始終存在著風(fēng)險(xiǎn)。

4、影響水庫調(diào)度預(yù)報(bào)服務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)要素

水庫調(diào)度預(yù)報(bào)服務(wù)主要是根據(jù)當(dāng)前對(duì)降水量的預(yù)測(cè)和水庫實(shí)際水位，做出水庫預(yù)先不放水或預(yù)先放水降低水位到某一水位的預(yù)報(bào)結(jié)果，提供給水庫管理部門使用。因此，它存在兩種風(fēng)險(xiǎn)：一是根據(jù)降水量預(yù)報(bào)做出水庫預(yù)先不放水的預(yù)報(bào)服務(wù)，但由于實(shí)際降水量偏多，造成水庫的上升水位超過最高允許水位的風(fēng)險(xiǎn)；二是根據(jù)降水量預(yù)報(bào)，做出水庫提前放水，使水庫水位降低到一定水位的預(yù)報(bào)服務(wù)，但由于實(shí)際降水量偏少，造成水庫在降水影響過程結(jié)束后蓄水量偏少達(dá)不到計(jì)劃水位的風(fēng)險(xiǎn)。水庫調(diào)度預(yù)報(bào)服務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算一般涉及到兩個(gè)問題：第一，降水量預(yù)測(cè)分析；第二，水庫承受降水能力。

4.1 降水量預(yù)測(cè)分析

在一次降水過程中，水庫承受的洪水主要來自水庫集雨區(qū)域的降水量。因此，在做降水量預(yù)測(cè)時(shí)，預(yù)測(cè)集雨區(qū)域各級(jí)降水量（RRt-1，RR1）和它的出現(xiàn)概率（PRt+1）并列表。

4.2 水庫承受降水能力

水庫承受降水的能力與水庫最高允許水位和實(shí)際水位之差及徑流量密切相關(guān)。1）水庫水位。一個(gè)水庫在建庫時(shí)，通過測(cè)量，形成一張水庫水位與蓄水量關(guān)系表，通過該表可將水庫水位的變化轉(zhuǎn)換成水庫蓄水量的變化. 用水庫當(dāng)前實(shí)際水位、最高允許水位查表得到水庫當(dāng)前實(shí)際蓄水量、最高允許蓄水量，從而得出一次降水過程中，水庫允許增加的最大蓄水量，SM=最高允許蓄水量-當(dāng)前實(shí)際蓄水量+出庫流量，由公式：蓄水量=初始蓄水量+徑流量-出庫流量+上游水庫排水量，把水庫蓄水量的變化轉(zhuǎn)換成徑流量的變化。2）徑流量。徑流量（M）=集雨面積（s）×降水量（RR）X 徑流系數(shù)（a），上式中，一個(gè)水庫的集雨面積是確定的，降水量為降水量預(yù)報(bào)值或水庫集雨區(qū)域雨量站的實(shí)測(cè)值。徑流系數(shù) a 是水庫集雨區(qū)域土壤表層結(jié)構(gòu)、植被、土壤含水量、降雨強(qiáng)度等因素的非線性函數(shù)。天氣過程的多樣性、土壤表層結(jié)構(gòu)和植被年際間變化，使得計(jì)算徑流量時(shí)所采用的徑流系數(shù)存在一定的誤差，因此分析調(diào)度預(yù)報(bào)服務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)需分析徑流系數(shù)估算值偏差造成的風(fēng)險(xiǎn)。

5、結(jié)語

對(duì)水庫調(diào)度預(yù)報(bào)服務(wù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，可提高水庫調(diào)度預(yù)報(bào)服務(wù)和調(diào)度決策的科學(xué)性。要加強(qiáng)水庫集雨區(qū)域降水量預(yù)報(bào)研究，不僅要開展降水過程總雨量預(yù)報(bào)，還要開展降水強(qiáng)度變化的預(yù)報(bào)，從而提高徑流系數(shù)估算值的準(zhǔn)確率。為了穩(wěn)定徑流系數(shù)，要保護(hù)水庫集雨區(qū)域生態(tài)平衡，增加和保護(hù)森林植被面積，嚴(yán)禁水庫集雨區(qū)域開墾。

參考文獻(xiàn)：

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