综合利用水库调度风险分析理论与方法研究

吴珠勇

摘 要：风险伴随着项目出现，无处不在，影响着项目的成败。同样，在水库调度过程中同样存在着径流、用水等不确定的风险因素，影响着水库的安全和防洪的水平高低。文章将结合屯仓水库调度案例，分析综合利用水库调度的特点以及目前在实际水库工程中存在的问题，探讨最佳的风险分析方法，为水库调度提供借鉴。

关键词：综合利用；水库调度；风险分析

中图分类号： TV697.1+1 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）34-75-2

0 引言

综合利用水库调度的过程是一个不断决策的复杂过程。在决策过程中不仅会受到水库自身复杂特点的影响，同时会受到外界环境变化的影响，而调度方案的优劣将直接影响水资源的利用效率。因此，水库调度的风险分析对于水库调度的综合利用具有重要意义。

根据我国对于水库调度风险分析的研究已取得了一定的成效。20世纪80年代风险调度成为我国学者的研究课题；随之，我国学者开始研究水库调度风险的基本模式、风险分析方法，提出采用集对分析等理论用于量化水电站发电调度风险因素。但是我国水库调度风险分析仍处于起步阶段，存在着一些问题，缺乏对综合利用水库调度风险的综合研究。

本文将结合屯仓水库调度案例，分析调度中存在的风险，确定最佳的风险分析方法，制定合理的决策方案，保证水资源的利用效率。

1 屯仓水库工程概述

屯仓水库地处于长江流域滁河支流的来安河上游，是一座以防洪和灌溉为主，兼有养殖等综合运用的全国防洪重点中型水库。坝址位于来安县屯仓集石固山脚下，距来安县城17km。水库控制流域面积187km2，兴利水位53.2m（吴淞高程系，下同），设计洪水位55.6m，校核洪水位56.87m，总库容1.05亿m3。工程始建于1958年，于1964年基本建成并发挥效益。屯仓水库现为全国防洪重点中型水库，其总库容虽已超过1亿m3，但根据水库运行管理办法，该水库目前仍按中型水库进行管理。

屯仓水库地理位置十分重要，防洪责任重大，水库保护农田20万亩，设计灌溉面积16.5万亩，保护人口约13万人。水库重点保护对象还包括来安县城以及水口、舜山、张山等乡镇，以及水库下游17km处的312省道，26km处的104国道、洛宁高速公路、西气东输工程等。

2 屯仓水库调度的风险分析

风险分析是风险管理的重要环节，是减小水库调度风险的关键途径。在进行风险分析之前需要对调度中可能的风险进行全面识别，保证识别风险的全面性和准确性，为风险分析的精确性提供保障。

在不同的工程中存在着不同的风险。现针对屯仓水库的工程特点，对其调度中存在的风险进行分析，并将风险定量化，确定相应的风险因素权重，为风险分析提供基础。

一般水库调度的风险包括防洪风险、发电风险、供水风险、航运风险以及生态风险。

具体分析如下。

①防洪风险，包括水库自身防洪的风险以及防洪保护区的风险。本工程利用“84办法”计算设计洪水，且由于实测暴雨存在着片面性和偶然性。因此本次设计选择由暴雨等值线图查得的暴雨参数进行设计洪水计算，其统计参数CV值较小，其暴雨参数等值线图选用资料站点多、系列长，且与邻省等值线拼接，其统计参数较合理，洪水设计较好，水库自身防洪及保护区的风险较小。根据近年来水库工程及保护区所受洪灾程度，计算损失平均值确定保护区防护风险率。

②发电风险，包括发电量不足风险以及出力不足风险。发电量不足风险即发电不能满足预期单位或用户的用电需求可能造成的损失；出力不足风险即出力不足造成的损失，本工程无发电风险。

③供水风险，即供水不能满足用户用水需求造成的损失，一般采用供水不足造成的效益差异进行确定。屯仓水库流域上下游设有自来桥、屯仓和来安县三个雨量站，根据其在1965—2003年期间39年各个历时的降水资料统计，屯仓水库暴雨偏小，多年平均降雨量为940.4mm，其中最大年降雨量为1991年的1623.5mm，最小年降雨量为2001年的522.8mm。显然，本工程供水风险较大，且取水库供水收益的30%计算风险率。

④航运风险，即水库损坏造成船只无法通行带来的经济损失，一般根据航运存在的价值来确定。本工程不存在航运风险。

⑤生态风险，即由于水库调度造成的生态需水量用水不足带来的经济损失，应避免河流净流量小雨最小生态净流量现象的出现。屯仓水库未设径流站，水库建成后管理单位根据每年水库用水量，废泄水量和年初年末库容变量，推算水库每年来水量，根据水库1964—2003年推算的年径流，水库实际净流量指标为：年径流深均值=321.3mm，经配线后采用值：多年平均年径流量=0.60亿m3，屯仓水库各个频率设计年径流量见表1。一般采用水流对于生态环境带来的经济效率来确定。本工程取生态价值的30%。

3 风险分析的方法

3.1 一般分析方法

风险分析存在许多方法，包括以下几种。

静态、动态结合调查法。调查法是一种对风险主体的信息进行调查的方法，在调查过程中对主体的过去和现状进行深入分析，并归纳总结，预测风险未来。这种方法属于静态与动态相结合的分析法，即考虑了解事件的稳定规律和相对的变化，从辩证的角度分析事件，符合事件发展的客观事实。但是对于水库调度主体为水资源，不适于使用调查法。

定量、定性结合分析法。定性分析方法是一种借助归纳、演绎等逻辑方法，探究事物本质属性的方法，主要是对事物进行客观性地描述，无法用数量表示。定量分析法则是利用数学运算工具，对事物的特点、数量关系及变化规律进行反映。一般来说，定量、定性相结合的方法能够全面衡量事物本身。因此在水库调度风险分析中可利用此方法，对风险发生的概率进行统计，进而分析确定最佳的调度方案。

微观、宏观结合系统法。微观、宏观结合系统法是一种将事物从整体和局部两个不同角度分别分析的现代科学方法。在风险分析中，系统方法将会把风险分为风险主体中的不同要素，并根据风险主体个要素之间的关系，以及其与诸多风险环境要素之间的关系，确定风险系统的目标；进而构建风险决策模型，计算最优方案，保证项目风险得到有效控制和处理。这种方法适合于任何社会系统，且具有一定的科学性、先进性，但是应用难度较前两种方法大，不易于推广。

3.2 最佳分析方法

根据工程实际特点，选取层次分析法这种定量与定性相结合的方法对风险进行分析，确定最佳的调度方案。分析屯仓工程净流量以及调度的优化计算，确定了4个较优水库调度方案，格俄方案的风险指标见表2。

在本工程中，4个调度方案每个时段的防洪风险无影响，且不存在发电风险以及航运风险。

本工程的风险率为：

显然，在4个方案中，第4个调度方案的综合评价值最小R=0.132，即方案4最优。同时对照表2 也可以看出方案4的供水风险0.32，生态风险0.12 ，在各方案中风险均为较小值，且两者的风险率之和为最小值。即当两者的风险之和最小时，调度方案可保证水资源的利用效率最高。

4 结论

综合利用水库调度风险分析是一个对水库风险和收益进行平衡的计算管理过程。目前我国针对水库调度风险分析的方法比较单一，缺乏实践经验，且会受到各部门利益关系的限制。因此，本文利用定量和定性相结合的方法，深入分析风险与效益之间的关系，以寻求最佳调度方案，为水库调度提供借鉴。

参 考 文 献

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