風險分析在水利工程中的應用

邱婭柳 高淳區水資源管理中心

引言：事實上，很多事情都會存在潛在的風險，事件和風險關系極為密切。分析研究事件的組成部分可知，事件包括狀態過程、出現風險問題的概率、出現風險問題后的結果。因此，在水利工程中應用風險分析法時，一定要從全局考慮，不斷歸納總結在水利工程建設過程當中造成風險出現的各種因素，比如水利工程建設的資金數額會影響工程建設，水利工程建設中的人員分配問題會造成潛在影響，工程建設過程當中對環境的不利影響，可能會導致各種風險問題。本篇文章就將要分析水利工程建設可能出現的風險，深入研究針對單一風險和中醫風險的具體風險分析法，并按照風險發展情況制定有關的解決方案。

一、簡要概述水利工程建設中的主要風險

風險原來被定義為客觀存在的危險，現在則轉變成遭遇損壞或破壞的概率和危險性。簡單來講，風險實際上就是在環境影響下，在某個時間點造成各種損失的概率，一般包含風險因素、事故和損失三個方面。在水利工程建設中，每一個環節都存在很多外部干擾和內部干擾，這些因素都被統稱為工程風險，具體來說包含以下幾個方面。首先是工程建設的發包人面臨諸多工程風險，會產生各種各樣的損失：第一，工程設計出現問題是產生風險的主要因素；第二，水利工程建設的設施被損壞；第三，遭遇各種各樣的自然災害，防范措施不到位；第四，遭遇社會影響因素，比如遭遇戰爭會拖延工程建設實踐。其次，是水利工程的承包人面臨的各種風險，比如材料和設備保存不當；施工操作不當；施工檢查工作存在諸多漏洞等。這些都是造成水利工程風險的主要因素，想要降低這些風險出現的概率，就必須要積極應用風險分析法，提前發現風險問題，將水利工程建設風險扼殺到搖籃中，減少不必要的經濟損失，提高工作的速度和品質。

（一）水利工程建設風險的主要特征

1.危害性較大

在水利工程建設過程當中，會出現各種各樣的自然災害，存在各種潛在風險。一旦建設時期處于汛期或者雨季，那么一些狂風暴雨、電閃雷擊、大洪水都會直接影響水利工程建設，造成巨大的經濟和人員損傷。猛烈的洪水不但會沖刷建設完成的水利工程，還會侵蝕建設中的各種機械設備，稍有不慎甚至會威脅工作人員的生命健康。

2.發生頻率較多

水利工程建設一般會消耗大量的時間，有時候需要耗費多年完成建設。所以工程建設過程中無可避免的會經歷汛期，有些地方經受的洪水考驗較小，有些則需要承受多次洪水災害，所以這些風險發生的概率就大。

3.季節性質較強

水利工程建設遭遇的自然災害影響具有季節性，南北方地區的洪水影響一般都會集中在夏季，受雷電影響的時間就更長。

4.各種人為因素影響

發包人、承包人和施工人員的工作失誤都會造成水利工程建設的各種問題，影響因素較多，出現風險問題的概率就非常高。

（二）在水利工程建設過程當中現在的風險類型

水利工程建設中的風險主要包含自然風險和人為破壞風險兩種。地震災害屬于破壞力比較大的風險，但發生的概率較小；洪水災害屬于非常嚴重的自然風險，發生頻率較大。但是可以通過人們的努力進行防范工作，了解洪水出現的水位數值、相關流速和涉及范圍，通過加強管控效率，減少洪水災害造成的工程建設損失；安裝調試階段出現設備故障問題，影響水利工程建設的順利完成；水利工程建設位置出現塌方問題；工程建設材料品質較低，工程建設出現技術問題；電閃雷鳴導致水利工程供電線路出現問題，影響工程建設的正常工作；氣溫過高或過低的情況，都有可能造成混凝土工程建設故障問題；工程建設設備設施出現短路問題，導致工程建設不得不停止運行，甚至會出現危害工作人員生命健康的問題；高空作業可能會出現重物墜落問題，而導致設施損壞或工作人員受傷；操作人員技術水平較差操作問題；不重視防火工作，出現火災的可能性非常大；還有可能出現重要原材料或者高端技術設備被偷盜的問題，這也屬于工程建設的風險；在農田或者房屋附近進行水利工程建設，大壩倒塌或者物品掉落甚至會威脅第三方的生命財產安全，存在潛在的建設風險。

二、分析水利工程中單一風險時可以應用的風險分析法

在整個水利工程建設體系當中，應該選擇數理統計的策略分析水利工程當中可能存在的不確定性單一風險，下面將分析具體的方法和對應的特征。

（一）選擇數理統計中的乘積法則進行分析研究

分析研究水利工程建設的單一風險時，在數理統計要求的基礎上，打造風險概率密度函數，在實際進行計算和分析風險函數時，可以將數據相乘，應用直接乘積的方法進行深入分析。具體來講，應用分段數值積分法打造水利工程建設堤壩結構風險概率圖，以力學角度出發研究堤壩可能出現的故障問題，選用直接積分的方法估算出水利工程大壩出現漫頂或溢流的可能概率。應用乘積法分析研究單一風險出現的概率，可以分析研究其密度函數曲線，了解各種變化數據的信息資料，進而直接計算出產生單一風險的可能性。需要特別注意的是，這種風險分析法操作非常簡單，而且效率較高。但如果影響水利建設的因素較多，風險因素變量較多，那么就很難利用概率密度函數準確計算解析值，無法明確水利工程建設的風險概率。

（二）選擇MC法計算水利工程風險概率

應用乘積分析法有諸多限制，很多情況難以使用這種風險分析法，所以當造成水利工程風險因素較多時，工作人員則可以利用MC法計算水利工程出現風險的具體數值，找出很多不確定性較強的影響因素。應用MC法完成風險分析工作，能在水利工程進行各種擴建項目時，準確找到潛在風險，精準地提供相應的數據資料。一旦水利工程中提防失去穩定性，就必須要計算超標洪水對堤防建設的不利影響，計算出相應的風險概率，通過分析研究處在變化中的風險變量，得出相應的具體數值，精準度非常高。但應用這種方法進行風險分析計算工作時，一定要提前獨立設定每一個風險變量，這就對實際計算工作提出了更高的要求，無法建立風險變量互相影響的具體模型。與此同時，應用這種方法計算相關結果時，不得不增加樣本容量和抽樣頻率，這無形中為工作人員增加了大量的工作，計算是很容易出現各種問題。由此可見，分析因各種變量因素造成的水利工程建設風險時，很難利用MC法計算出相應的數據。

（三）選擇FOSM法進行水利工程風險工作

一旦MC法無法準確計算水利工程風險概率，工作人員的工作量太大，計算數值較多時，那么就可以應用泰勒級數，把不同的水利工程風險變量轉化成線性數據，積極應用迭代法分析研究線性原點和極限狀態之間的最短數值，不再應用變量分析概率分布圖，完成水利工程風險計算要求，這種方法被稱之為FOSM法。利用已知變量的數據資料和線性化數據點，還能夠把FOSM法細分為兩種方法，MFOSM法和AFOSM法。應用MFOSM法，一定要平均計算不同影響因素的獨立性和理化性點，這樣就有可能存在一些數據誤差。應用AFOSM法則不會出現上述問題，盡可能分析研究線性化點的具體數值，應用風險變量的當量正態分布代替非正態分布，完成等效均值和方差的計算任務，提升計算的精準性。綜合分析計算速度和品質，在進行水利工程建設風險分析工作時，通常會選擇FOSM法，獲得更加精準的風險概率，為水利工程建設提供精準的數據支撐，促使工作人員能提前進行防范工作，減輕各種風險對水利工程造成的不利影響。

除了上面詳細描述的這些風險分析法以外，分析水利工程中的單一風險時，還可以應用隨機有限元法和回歸法等，在數理統計的基本原理上，計算風險概率，提高工作成效。

三、分析水利工程中綜合風險時可以應用的風險分析法

在進行整個水利工程建設的過程當中，整個體系中，時常因為水文或水利問題出現各種各樣的建設風險，很多水利工程風險都是疊加到一起出現的，對水利工程造成嚴重的損失。正因如此，分析水利工程中綜合風險時就可以應用綜合分析法，深入了解各種可能影響水利建設的因素，將這些競爭因素和矛盾進行精準排序，分析和權衡不同風險可能造成的損失情況，進而采取更準確的決策。在進行綜合分析的過程當中，可以積極應用數學方面的知識，把沒有順序的空間點放到秩序良好的空間之中，優化不同的風險因素。在量化不同的指標體系時，工作人員能夠將無序或不確定的指標所構成空間點映射到整體的空間當中，獲得精準的指標值，然后再分析研究有序空間內的數值。

（一）明確綜合風險中的指標權重

分析研究綜合風險對水利工程的實際影響時，計算相應指標要依靠指標權重了解不同指標數之間的實際聯系。在明確綜合風險中的指標權重時，可以應用專家分析方法和層次分析方法。在實際工作中，不管應用哪種分析法，基本工作原理都是一致的，需要判斷矩形的實際特點，計算出遞階層次中同一層與元素對上一層元素的權重，在應用底層對高層權重的賦權數值，明確具體的指標權重。

（二）分析水利工程綜合風險的風險分析法

1.應用AHP法分析水利工程中的綜合風險

AHP分析法實際上就是量化判斷整個水利體系中出現的各種風險影響因素，進行科學的篩選工作，通過權重數值了解各種因素的具體影響情況，應用乘積法則進行相應的數值計算，最終明確出現綜合風險的概率。除此之外，在分析研究一些非定量事件的定量數據時，可以利用實際的工作經驗和計算數值進行主觀判斷活動，衡量可能出現綜合風險的概率。正因如此，應用這種方法很難完整判斷矩陣中出現的個別現象，這種風險分析法具有較強的局限性。

2.應用模糊風險分析法研究水利工程中的綜合風險

一旦很多人為因素造成一些水利風險，那么計算出來的數據就會失去客觀性，這時工作人員就可以應用模糊綜合風險評價法，分析模糊數據。具體來講，在水利工程建設中，經常會出現一些無法精準確定的影響因素，在使用模糊綜合分析方法時，需要判斷綜合風險出現的概率，利用模糊集理論打造一個風險因子隸屬函數，并根據模糊關系運算方法深入探索整個體系中可能出現的未知因素。如評價水利工程的防洪因素時，利用模糊集理論和層次分析法完成這項工作，了解模糊數學當中的水資源含量和水文數據，綜合分析所有工程體系中的模糊因素，對這些模糊因素進行定向計算，盡可能減少更多不確定數據，提高實際的工作速度和品質。應用這種方法也會出現很多漏洞，如果工作人員的風險評估能力較差，缺乏水利工程管理經驗和施工建設經驗，就會直接影響工程效果。所以應用這種方法時，要求工作人員必須選擇恰當的計算方式，防止出現數據資料重復的問題。

3.應用灰色綜合評價法研究水利工程的綜合風險

分析研究水利工程可能出現風險的概率時，經常會應用很多模糊數學知識和隨機問題的應用知識，這時候就可以選擇灰色綜合評價法，研究水利工程的綜合風險。這種方法的基本原理就是應用少量數據資料打造具體模型，把沒有順序規律的數據資料轉變成規律性較強的數列，明確掌握水利工程建設風險出現的具體規律。應用這種灰色綜合評價法時，還可以適當地應用灰色聚類分析法、灰色隨機分析法以及灰色關聯分析法，盡可能選擇一些容易操作并容易理解的計算方法，不再進行復雜的分布規律計算工作，進而獲得明確的樣本數據。但需要特別注意的是，如果風險指標出現一些重復數據，那么會影響最終數據的精準性。

4.應用最大熵原理，研究水利工程的綜合風險

工作人員完成水利工程風險分析要求時，工作人員并不能及時準確的了解各種各樣的隨機風險，僅僅利用一些數字的特點來推算風險可能出現的概率。如果想要篩選出精準的風險類別，那么在數學基礎理論的基礎上分析，最好的選擇應用標準就是最大熵準則。具體來講，一旦工作人員不能明確水文測量中的一些因素，那么就可以根據水源環境和水文特點的具體關系分析可能出現的人為干擾原因，在進行計算和評價活動時客觀性較強。

四、簡述在水利工程建設中應用風險分析法時需要特別注意的問題

（一）注意各種變量因素的聯系

分析水利工程中出現的單一風險和綜合風險，應用單一分析法和綜合性分析法時，必須要重視建立指標體系的具體要求，注意各種變量因素之間的關聯性。在具體的工作當中，工作人員一定要選擇恰當的水利工程風險分析法，根據工程建設中實際出現的風險因素進行分析，關注重點數據，例如洪澇災害和地震災害等自然危害對水利工程建設的影響，積極應用概率模型和符合建設要求的風險分析法，完成風險分析工作，提前發現水利工程中的潛在風險，及時排除危險問題。

（二）確保分析數值的一致性

工作人員在分析研究水利工程的各種風險時，無論是分析單一風險還是綜合風險，無論采用單一分析法還是綜合分析法，都需要應用數學理論。應用不同的數學計算方案得出的最終數值和應用各種評價技術出現的數值相比，有可能會出現偏差，這就會出現具體數據和實際問題不相符的情況。之所以出現上述問題，就是因為整個評價體系中對不同指標的權重量化標準不一致，所以必須要確保分析數值的一致性，無論采取什么樣的風險分析法，都要根據實際情況進行判斷，確保計算出的數據符合現實情況，進而獲得精準的數據資料，不斷提升風險水平。

五、有效防范水利工程建設風險的具體方案

（一）完善水利工程合約中有關風險監管工作的內容

工作人員一定要深入分析水利工程建設的相關合約，才能夠將一些風險監管問題落實到明面中。工程建設的合約具有法律效益，能夠為防范風險工作和風險監管工作提供相應的幫助。負責水利工程建設的領導者一定要具備風險防范意識，深入研究合約中和風險分析計算、風險管理相關的每一項具體內容，深入了解水利工程建設可能出現的風險問題，一旦為將風險問題落實到合約中，可能會造成難以估量的經濟損失和人員傷亡。舉例來講，我國水利工程建設公司承包建設南亞某國水庫工程時，因為忽視了合約中的風險問題，并未明確細節方面的信息，因而在后續進行建設的過程中才意識到需要應用礫石，這就使得工程建設投入資金大大增加，項目損失非常嚴重。合約是需要合約中的各個主體承擔相應的風險，所以風險分配問題也要寫明到合約當中，工作人員必須一一進行分析研究，保證承包商的經濟權益，增加工程建設的效益。

（二）利用工程索賠保險減輕風險對工程建設的經濟損失

在進行水利工程建設的過程當中，承包商是具有工程索賠權利的，因為一些外界影響因素和合約變化問題，工程建設會受到各種風險問題的影響。明確承包商的索賠資金和保險，能夠體現出合約的公正性和公平性。在工程建設的各個環節都有應該明確工程索賠的具體范圍。具體來講，如果工程建設規模發生變化、設計結構出現問題、施工速度與原計劃不符合、施工圖紙出現變動、自然災害出現等問題，都可以計量出這些風險造成的損失，給予一定的賠償。FIDIC紅皮書關于工程索賠的條款已由第三版的1個分條款轉變成為5個分條款，形成獨立的主題。無論是負責水利工程建設的承包商，還是具體的施工隊伍，合約中的工程索賠項目都能夠保障其合法權益，具有法律效應。工作人員可以根據合約中的具體內容獲得相應的賠償，減少風險帶來的不利影響。

（三）充分發揮合約的作用，加強對風險的控制力度

工作人員可以按照水利工程建設的具體特征和實際建設要求，科學選用計價式合約模式，減輕水利工程建設中的合同風險。具體來講，如果工程單位承包的水利工程建設，在水文條件比較平穩的地方進行，很難出現實際造價和計劃造價不符的情況，風險較小的情況下，就可以使用自流加風險控制策略，采取總價合同報價法；如果工程建設中面臨的變量較多，風險非常大，那么合約中必須明確指出單價合約的報價方法，盡量把不確定的工程建設風險轉移給甲方；如果一些風險無法計算，那么就必須在合約中增加酬金，盡可能減少經濟損失。

（四）分析研究出現非計量風險的可能性，提前制定解決方案

一些政治因素可能會影響水利工程建設，比如國內某些地區發生動亂、發生政變、發生戰爭或者重新擬定法律制度；一些經濟因素也會造成水利工程風險，歧視和保護主義盛行等。在進行國外的水利工程建設是通常會出現經濟風險，無論是經濟風險還是，都會對工程建設造成巨大的損失。所以工作人員一定要提前預測和估計政治風險出現的可能性，在建設前期進行分析研究，制定防范方案。面對經濟風險造成的影響，可以積極選用定量和定性結合的方法，提前分析風險概率。有些自然風險屬于不可抗力，比如洪澇災害、地震災害、雷電災害、未知的地質災害、泥石流災害等都會造成嚴重的影響，直接阻礙水利工程建設的順利進行，甚至造成嚴重的經濟損失和人員損失。此類風險都必須要明確到合約當中，由合約中的各方共同承擔風險，減少風險的不利影響。

六、結束語

總而言之，水利工程建設對國家發展建設來說至關重要，相關部門和工作人員必須肩負相應的責任，加強對風險分析的力度，減少水利工程風險出現的概率，減輕各種風險因素對水利工程建設的不利影響。分析研究水利工程中的風險問題時，一定要積極應用各種各樣的單一分析法和綜合分析法，基于更多的數學知識，利用更多高端先進的技術和設備，從定向分析逐漸轉變為定量分析，將某個人或某個團隊的主觀判斷數值轉變為精確、客觀的數值資料，提高水利工程風險判斷的準確性，確保相關工作人員能夠提前制定相應的防范措施，保障水利工程建設工作的順利完成。