风险分析在水利工程中的应用

邱娅柳 高淳区水资源管理中心

引言：事实上，很多事情都会存在潜在的风险，事件和风险关系极为密切。分析研究事件的组成部分可知，事件包括状态过程、出现风险问题的概率、出现风险问题后的结果。因此，在水利工程中应用风险分析法时，一定要从全局考虑，不断归纳总结在水利工程建设过程当中造成风险出现的各种因素，比如水利工程建设的资金数额会影响工程建设，水利工程建设中的人员分配问题会造成潜在影响，工程建设过程当中对环境的不利影响，可能会导致各种风险问题。本篇文章就将要分析水利工程建设可能出现的风险，深入研究针对单一风险和中医风险的具体风险分析法，并按照风险发展情况制定有关的解决方案。

一、简要概述水利工程建设中的主要风险

风险原来被定义为客观存在的危险，现在则转变成遭遇损坏或破坏的概率和危险性。简单来讲，风险实际上就是在环境影响下，在某个时间点造成各种损失的概率，一般包含风险因素、事故和损失三个方面。在水利工程建设中，每一个环节都存在很多外部干扰和内部干扰，这些因素都被统称为工程风险，具体来说包含以下几个方面。首先是工程建设的发包人面临诸多工程风险，会产生各种各样的损失：第一，工程设计出现问题是产生风险的主要因素；第二，水利工程建设的设施被损坏；第三，遭遇各种各样的自然灾害，防范措施不到位；第四，遭遇社会影响因素，比如遭遇战争会拖延工程建设实践。其次，是水利工程的承包人面临的各种风险，比如材料和设备保存不当；施工操作不当；施工检查工作存在诸多漏洞等。这些都是造成水利工程风险的主要因素，想要降低这些风险出现的概率，就必须要积极应用风险分析法，提前发现风险问题，将水利工程建设风险扼杀到摇篮中，减少不必要的经济损失，提高工作的速度和品质。

（一）水利工程建设风险的主要特征

1.危害性较大

在水利工程建设过程当中，会出现各种各样的自然灾害，存在各种潜在风险。一旦建设时期处于汛期或者雨季，那么一些狂风暴雨、电闪雷击、大洪水都会直接影响水利工程建设，造成巨大的经济和人员损伤。猛烈的洪水不但会冲刷建设完成的水利工程，还会侵蚀建设中的各种机械设备，稍有不慎甚至会威胁工作人员的生命健康。

2.发生频率较多

水利工程建设一般会消耗大量的时间，有时候需要耗费多年完成建设。所以工程建设过程中无可避免的会经历汛期，有些地方经受的洪水考验较小，有些则需要承受多次洪水灾害，所以这些风险发生的概率就大。

3.季节性质较强

水利工程建设遭遇的自然灾害影响具有季节性，南北方地区的洪水影响一般都会集中在夏季，受雷电影响的时间就更长。

4.各种人为因素影响

发包人、承包人和施工人员的工作失误都会造成水利工程建设的各种问题，影响因素较多，出现风险问题的概率就非常高。

（二）在水利工程建设过程当中现在的风险类型

水利工程建设中的风险主要包含自然风险和人为破坏风险两种。地震灾害属于破坏力比较大的风险，但发生的概率较小；洪水灾害属于非常严重的自然风险，发生频率较大。但是可以通过人们的努力进行防范工作，了解洪水出现的水位数值、相关流速和涉及范围，通过加强管控效率，减少洪水灾害造成的工程建设损失；安装调试阶段出现设备故障问题，影响水利工程建设的顺利完成；水利工程建设位置出现塌方问题；工程建设材料品质较低，工程建设出现技术问题；电闪雷鸣导致水利工程供电线路出现问题，影响工程建设的正常工作；气温过高或过低的情况，都有可能造成混凝土工程建设故障问题；工程建设设备设施出现短路问题，导致工程建设不得不停止运行，甚至会出现危害工作人员生命健康的问题；高空作业可能会出现重物坠落问题，而导致设施损坏或工作人员受伤；操作人员技术水平较差操作问题；不重视防火工作，出现火灾的可能性非常大；还有可能出现重要原材料或者高端技术设备被偷盗的问题，这也属于工程建设的风险；在农田或者房屋附近进行水利工程建设，大坝倒塌或者物品掉落甚至会威胁第三方的生命财产安全，存在潜在的建设风险。

二、分析水利工程中单一风险时可以应用的风险分析法

在整个水利工程建设体系当中，应该选择数理统计的策略分析水利工程当中可能存在的不确定性单一风险，下面将分析具体的方法和对应的特征。

（一）选择数理统计中的乘积法则进行分析研究

分析研究水利工程建设的单一风险时，在数理统计要求的基础上，打造风险概率密度函数，在实际进行计算和分析风险函数时，可以将数据相乘，应用直接乘积的方法进行深入分析。具体来讲，应用分段数值积分法打造水利工程建设堤坝结构风险概率图，以力学角度出发研究堤坝可能出现的故障问题，选用直接积分的方法估算出水利工程大坝出现漫顶或溢流的可能概率。应用乘积法分析研究单一风险出现的概率，可以分析研究其密度函数曲线，了解各种变化数据的信息资料，进而直接计算出产生单一风险的可能性。需要特别注意的是，这种风险分析法操作非常简单，而且效率较高。但如果影响水利建设的因素较多，风险因素变量较多，那么就很难利用概率密度函数准确计算解析值，无法明确水利工程建设的风险概率。

（二）选择MC法计算水利工程风险概率

应用乘积分析法有诸多限制，很多情况难以使用这种风险分析法，所以当造成水利工程风险因素较多时，工作人员则可以利用MC法计算水利工程出现风险的具体数值，找出很多不确定性较强的影响因素。应用MC法完成风险分析工作，能在水利工程进行各种扩建项目时，准确找到潜在风险，精准地提供相应的数据资料。一旦水利工程中提防失去稳定性，就必须要计算超标洪水对堤防建设的不利影响，计算出相应的风险概率，通过分析研究处在变化中的风险变量，得出相应的具体数值，精准度非常高。但应用这种方法进行风险分析计算工作时，一定要提前独立设定每一个风险变量，这就对实际计算工作提出了更高的要求，无法建立风险变量互相影响的具体模型。与此同时，应用这种方法计算相关结果时，不得不增加样本容量和抽样频率，这无形中为工作人员增加了大量的工作，计算是很容易出现各种问题。由此可见，分析因各种变量因素造成的水利工程建设风险时，很难利用MC法计算出相应的数据。

（三）选择FOSM法进行水利工程风险工作

一旦MC法无法准确计算水利工程风险概率，工作人员的工作量太大，计算数值较多时，那么就可以应用泰勒级数，把不同的水利工程风险变量转化成线性数据，积极应用迭代法分析研究线性原点和极限状态之间的最短数值，不再应用变量分析概率分布图，完成水利工程风险计算要求，这种方法被称之为FOSM法。利用已知变量的数据资料和线性化数据点，还能够把FOSM法细分为两种方法，MFOSM法和AFOSM法。应用MFOSM法，一定要平均计算不同影响因素的独立性和理化性点，这样就有可能存在一些数据误差。应用AFOSM法则不会出现上述问题，尽可能分析研究线性化点的具体数值，应用风险变量的当量正态分布代替非正态分布，完成等效均值和方差的计算任务，提升计算的精准性。综合分析计算速度和品质，在进行水利工程建设风险分析工作时，通常会选择FOSM法，获得更加精准的风险概率，为水利工程建设提供精准的数据支撑，促使工作人员能提前进行防范工作，减轻各种风险对水利工程造成的不利影响。

除了上面详细描述的这些风险分析法以外，分析水利工程中的单一风险时，还可以应用随机有限元法和回归法等，在数理统计的基本原理上，计算风险概率，提高工作成效。

三、分析水利工程中综合风险时可以应用的风险分析法

在进行整个水利工程建设的过程当中，整个体系中，时常因为水文或水利问题出现各种各样的建设风险，很多水利工程风险都是叠加到一起出现的，对水利工程造成严重的损失。正因如此，分析水利工程中综合风险时就可以应用综合分析法，深入了解各种可能影响水利建设的因素，将这些竞争因素和矛盾进行精准排序，分析和权衡不同风险可能造成的损失情况，进而采取更准确的决策。在进行综合分析的过程当中，可以积极应用数学方面的知识，把没有顺序的空间点放到秩序良好的空间之中，优化不同的风险因素。在量化不同的指标体系时，工作人员能够将无序或不确定的指标所构成空间点映射到整体的空间当中，获得精准的指标值，然后再分析研究有序空间内的数值。

（一）明确综合风险中的指标权重

分析研究综合风险对水利工程的实际影响时，计算相应指标要依靠指标权重了解不同指标数之间的实际联系。在明确综合风险中的指标权重时，可以应用专家分析方法和层次分析方法。在实际工作中，不管应用哪种分析法，基本工作原理都是一致的，需要判断矩形的实际特点，计算出递阶层次中同一层与元素对上一层元素的权重，在应用底层对高层权重的赋权数值，明确具体的指标权重。

（二）分析水利工程综合风险的风险分析法

1.应用AHP法分析水利工程中的综合风险

AHP分析法实际上就是量化判断整个水利体系中出现的各种风险影响因素，进行科学的筛选工作，通过权重数值了解各种因素的具体影响情况，应用乘积法则进行相应的数值计算，最终明确出现综合风险的概率。除此之外，在分析研究一些非定量事件的定量数据时，可以利用实际的工作经验和计算数值进行主观判断活动，衡量可能出现综合风险的概率。正因如此，应用这种方法很难完整判断矩阵中出现的个别现象，这种风险分析法具有较强的局限性。

2.应用模糊风险分析法研究水利工程中的综合风险

一旦很多人为因素造成一些水利风险，那么计算出来的数据就会失去客观性，这时工作人员就可以应用模糊综合风险评价法，分析模糊数据。具体来讲，在水利工程建设中，经常会出现一些无法精准确定的影响因素，在使用模糊综合分析方法时，需要判断综合风险出现的概率，利用模糊集理论打造一个风险因子隶属函数，并根据模糊关系运算方法深入探索整个体系中可能出现的未知因素。如评价水利工程的防洪因素时，利用模糊集理论和层次分析法完成这项工作，了解模糊数学当中的水资源含量和水文数据，综合分析所有工程体系中的模糊因素，对这些模糊因素进行定向计算，尽可能减少更多不确定数据，提高实际的工作速度和品质。应用这种方法也会出现很多漏洞，如果工作人员的风险评估能力较差，缺乏水利工程管理经验和施工建设经验，就会直接影响工程效果。所以应用这种方法时，要求工作人员必须选择恰当的计算方式，防止出现数据资料重复的问题。

3.应用灰色综合评价法研究水利工程的综合风险

分析研究水利工程可能出现风险的概率时，经常会应用很多模糊数学知识和随机问题的应用知识，这时候就可以选择灰色综合评价法，研究水利工程的综合风险。这种方法的基本原理就是应用少量数据资料打造具体模型，把没有顺序规律的数据资料转变成规律性较强的数列，明确掌握水利工程建设风险出现的具体规律。应用这种灰色综合评价法时，还可以适当地应用灰色聚类分析法、灰色随机分析法以及灰色关联分析法，尽可能选择一些容易操作并容易理解的计算方法，不再进行复杂的分布规律计算工作，进而获得明确的样本数据。但需要特别注意的是，如果风险指标出现一些重复数据，那么会影响最终数据的精准性。

4.应用最大熵原理，研究水利工程的综合风险

工作人员完成水利工程风险分析要求时，工作人员并不能及时准确的了解各种各样的随机风险，仅仅利用一些数字的特点来推算风险可能出现的概率。如果想要筛选出精准的风险类别，那么在数学基础理论的基础上分析，最好的选择应用标准就是最大熵准则。具体来讲，一旦工作人员不能明确水文测量中的一些因素，那么就可以根据水源环境和水文特点的具体关系分析可能出现的人为干扰原因，在进行计算和评价活动时客观性较强。

四、简述在水利工程建设中应用风险分析法时需要特别注意的问题

（一）注意各种变量因素的联系

分析水利工程中出现的单一风险和综合风险，应用单一分析法和综合性分析法时，必须要重视建立指标体系的具体要求，注意各种变量因素之间的关联性。在具体的工作当中，工作人员一定要选择恰当的水利工程风险分析法，根据工程建设中实际出现的风险因素进行分析，关注重点数据，例如洪涝灾害和地震灾害等自然危害对水利工程建设的影响，积极应用概率模型和符合建设要求的风险分析法，完成风险分析工作，提前发现水利工程中的潜在风险，及时排除危险问题。

（二）确保分析数值的一致性

工作人员在分析研究水利工程的各种风险时，无论是分析单一风险还是综合风险，无论采用单一分析法还是综合分析法，都需要应用数学理论。应用不同的数学计算方案得出的最终数值和应用各种评价技术出现的数值相比，有可能会出现偏差，这就会出现具体数据和实际问题不相符的情况。之所以出现上述问题，就是因为整个评价体系中对不同指标的权重量化标准不一致，所以必须要确保分析数值的一致性，无论采取什么样的风险分析法，都要根据实际情况进行判断，确保计算出的数据符合现实情况，进而获得精准的数据资料，不断提升风险水平。

五、有效防范水利工程建设风险的具体方案

（一）完善水利工程合约中有关风险监管工作的内容

工作人员一定要深入分析水利工程建设的相关合约，才能够将一些风险监管问题落实到明面中。工程建设的合约具有法律效益，能够为防范风险工作和风险监管工作提供相应的帮助。负责水利工程建设的领导者一定要具备风险防范意识，深入研究合约中和风险分析计算、风险管理相关的每一项具体内容，深入了解水利工程建设可能出现的风险问题，一旦为将风险问题落实到合约中，可能会造成难以估量的经济损失和人员伤亡。举例来讲，我国水利工程建设公司承包建设南亚某国水库工程时，因为忽视了合约中的风险问题，并未明确细节方面的信息，因而在后续进行建设的过程中才意识到需要应用砾石，这就使得工程建设投入资金大大增加，项目损失非常严重。合约是需要合约中的各个主体承担相应的风险，所以风险分配问题也要写明到合约当中，工作人员必须一一进行分析研究，保证承包商的经济权益，增加工程建设的效益。

（二）利用工程索赔保险减轻风险对工程建设的经济损失

在进行水利工程建设的过程当中，承包商是具有工程索赔权利的，因为一些外界影响因素和合约变化问题，工程建设会受到各种风险问题的影响。明确承包商的索赔资金和保险，能够体现出合约的公正性和公平性。在工程建设的各个环节都有应该明确工程索赔的具体范围。具体来讲，如果工程建设规模发生变化、设计结构出现问题、施工速度与原计划不符合、施工图纸出现变动、自然灾害出现等问题，都可以计量出这些风险造成的损失，给予一定的赔偿。FIDIC红皮书关于工程索赔的条款已由第三版的1个分条款转变成为5个分条款，形成独立的主题。无论是负责水利工程建设的承包商，还是具体的施工队伍，合约中的工程索赔项目都能够保障其合法权益，具有法律效应。工作人员可以根据合约中的具体内容获得相应的赔偿，减少风险带来的不利影响。

（三）充分发挥合约的作用，加强对风险的控制力度

工作人员可以按照水利工程建设的具体特征和实际建设要求，科学选用计价式合约模式，减轻水利工程建设中的合同风险。具体来讲，如果工程单位承包的水利工程建设，在水文条件比较平稳的地方进行，很难出现实际造价和计划造价不符的情况，风险较小的情况下，就可以使用自流加风险控制策略，采取总价合同报价法；如果工程建设中面临的变量较多，风险非常大，那么合约中必须明确指出单价合约的报价方法，尽量把不确定的工程建设风险转移给甲方；如果一些风险无法计算，那么就必须在合约中增加酬金，尽可能减少经济损失。

（四）分析研究出现非计量风险的可能性，提前制定解决方案

一些政治因素可能会影响水利工程建设，比如国内某些地区发生动乱、发生政变、发生战争或者重新拟定法律制度；一些经济因素也会造成水利工程风险，歧视和保护主义盛行等。在进行国外的水利工程建设是通常会出现经济风险，无论是经济风险还是，都会对工程建设造成巨大的损失。所以工作人员一定要提前预测和估计政治风险出现的可能性，在建设前期进行分析研究，制定防范方案。面对经济风险造成的影响，可以积极选用定量和定性结合的方法，提前分析风险概率。有些自然风险属于不可抗力，比如洪涝灾害、地震灾害、雷电灾害、未知的地质灾害、泥石流灾害等都会造成严重的影响，直接阻碍水利工程建设的顺利进行，甚至造成严重的经济损失和人员损失。此类风险都必须要明确到合约当中，由合约中的各方共同承担风险，减少风险的不利影响。

六、结束语

总而言之，水利工程建设对国家发展建设来说至关重要，相关部门和工作人员必须肩负相应的责任，加强对风险分析的力度，减少水利工程风险出现的概率，减轻各种风险因素对水利工程建设的不利影响。分析研究水利工程中的风险问题时，一定要积极应用各种各样的单一分析法和综合分析法，基于更多的数学知识，利用更多高端先进的技术和设备，从定向分析逐渐转变为定量分析，将某个人或某个团队的主观判断数值转变为精确、客观的数值资料，提高水利工程风险判断的准确性，确保相关工作人员能够提前制定相应的防范措施，保障水利工程建设工作的顺利完成。