基于风险评估的小型水库洪灾保险费率厘定

叶培锁

(安徽省宣城市水利局，安徽 宣城 242000)

由于宣城市水资源分布不均匀，降雨也有着明显的季节变化和地区差异，为了满足用水需求和提高水资源利用效率，宣城市修建了大量水库，基本为中小型水库，仅2座大型水库，小型水库占比达99%以上[1-3]。这些小型水库不仅满足了人们的生产和生活用水需求，也对当地的生态环境、防洪排涝等具有重要的意义。然而，大部分水库都修建于20世纪，由于当时的设计标准较低，施工质量不高，加之部分水库缺少必要的维护，存在水库带病运行的情况，大大提高了中小型水库洪灾风险[4-5]。

保险作为小型水库应对洪灾风险的有效手段之一，能够有效将部分风险转移出去。然而，宣城市目前尚无小型水库洪灾保险费率厘定标准。基于此，本文拟将风险评估结果作为宣城市小型水库保险费率厘定的依据，讨论基于风险评估的小型水库洪灾保险费率厘定体系，以期为宣城市小型水库采用保险方式应对洪灾提供借鉴。

1 构建小型水库洪灾风险评价指标体系

小型水库在日常的运行过程中可能会受到诸多风险因素的影响。因此，对风险因素进行充分而全面的识别是对小型水库洪灾风险进行管控的前提和基础。根据宣城市小型水库运行管理现状以及对现有资料进行梳理和分析，发现小型水库洪灾风险主要来源于4个因素：第一，洪水风险因素。在遭遇极端强降雨和上游大坝溃坝的情况下，会有大量雨水快速进入小型水库，而小型水库防洪能力有限，可能会出现溃坝的风险。第二，工程质量风险因素。由于我市大部分水库多修建于20世纪50—60年代，受限于当时的施工技术和经济水平，修建的水库建设标准比较低，工程质量比较差。同时，多数水库运行时间较长，坝体等可能已经发生了侵蚀，存在工程风险。第三，管理风险因素。主要包括管理制度、管理机构、日常安全监测管理、水库日常维护运行以及应急管理等方面。如果存在管理问题或者制度问题，导致水库存在潜在的风险因素而没有察觉，为洪灾风险埋下隐患[6-8]。

综上所述，对小型水库洪灾风险因素的特点进行总结，结合专家访谈法，建立了小型水库洪灾风险评价指标体系，具体见表1。

表1 小型水库洪灾风险评价指标体系

2 基于可拓物元理论的小型水库洪灾保险费率厘定模型

2.1 指标权重确定方法

常见指标权重确定方法包括熵值法、模糊数学法、专家打分法以及层次分析法等。考虑到小型水库洪灾指标权重应循序定性评价与定量评价相结合的方法原则，本文拟采用层次分析法计算指标权重，具体步骤如下。

第一，根据评价目标建立层次评价模型，本文从洪水风险因素、工程质量风险因素和管理风险因素3个层次出发建立指标评价模型。

第二，构造评价判断矩阵：

式中，A—判决矩阵；aij—第i个指标重要程度与第j个指标重要程度之比。

第三，进行层次单排序。

首先，计算判断矩阵每行乘积Mi：

接着，计算Mi的n次方根Wi：

其次，对W进行归一化处理：

最后，计算λmax：

第四，进行一致性检验：

当CR<01时，说明符合一致性检验，否则，需要对数据进行相应的调整，直至符合要求为止。

第五，确定指标体系权重。

首先，确定专家相对权重：

式中，CRk—第k位专家得出的随机一致性；a—调节参数。进行归一化处理，可得：

接着，确定多专家指标相对权重：

2.2 基于可拓物元的消息水库洪灾评价及保险费率厘定模型

本文根据小型水库洪灾风险特点，拟采用可拓物元方法建立小型水库风险评价模型，具体步骤如下。

第一，根据小型水库洪灾风险评价指标体系，建立风险评价指标集A：

A={A1，A2，…，An}

第二，构建小型水库洪灾风险评价等级U和风险特征集合R：

U={u1，u2，u3，u4，u5}

上述表示的是将小型水库洪灾风险分为5个等级，分别对应的是很低、低、一般、高、很高。

风险特征集为R={r1，r2}，其中r1和r2分别表示小型水库洪灾风险发生的可能性和风险发生后造成的损失程度。

第三，计算风险因素关联度。

首先，根据小型水库洪灾风险特点和对历史数据进行分析，确定r1和r2的权重：

R1=0.39R2=0.61

其次，计算风险因素关联度，计算公式如下：

ρ(ui，Vpil)-ρ(ui，Vjil)≠0

Kui(Aij)=∑ωiKui(Vij1)

=0.39Kui(Vij1)+0.61Kui(Vij2)

最后，确定小型水库洪灾风险等级：K(Aij)=maxKui(Aij)

第四，根据可拓物元理论，将Aij的可拓评价结果转换为矩阵：

第五，构建可拓物元评价模型：

Bik=Wi×Kik

2.3 小型水库洪灾保险费率厘定模型

小型水库洪灾保险费率是有两部分组成的，即纯保险费率和附加费率。根据小型水库洪灾保险行业惯例，本文对附加费率的取值设为15%，则小型水库洪灾保险费率厘定公式如下：

Q=I+S

I=H+a

式中，Q—保险费率；I—纯费率；S—附加费率；H—基准费率；a—调整系数。

其中，小型水库洪灾风险的基本费率是根据对保险企业进行走访调研以及对历史数据整理，推出小型水库洪灾风险的基本保险费率；得出风险结果后，计算出调整系数a，计算公式如下：

式中，wi—第i项风险因素权重，i=1，2，…，n；ti—风险评估得分。

3 实证分析

3.1 水库概况

郎源水库位于宣城市郎溪县，长江流域水阳江水系郎川河支流施村河上，距郎溪县城9km，水库控制流域面积54.9km2。目前总库容947万m3，其中，兴利库容为315万m3，死库容为20万m3。水库正常蓄水位27.2m(为吴淞高程系，以下同)，相应库容335.0万m3，是一座以灌溉为主，兼由防洪、养殖、供水等综合利用的小(1)型水库。水库保护着下游涛城集镇、长乐、黄墅、凤河、合溪等村庄和农田以及郎白公路的防洪安全，保护人口约2.0万人，耕地1.1万亩农田。坝脚高程与县城中心高差20多m，属头顶水库。郎源水库于1959年10月动工兴建，经过4个阶段建成现有规模：第一阶段(1959—1960年)，施工内容包括：①土坝填筑，坝顶高程达到原设计标准30.0m，顶宽2m，迎水坡1∶3，背水坡1∶2；②修建2座放水箱涵，东涵为圬工结构(宽×高)1m×1.5m，西涵为斜卧式，箱涵为浆砌石结构；③开挖溢洪道，溢洪道宽26m，堰顶高程为26.0m。第二阶段(1962—1963年)，主要为度汛工程，施工内容包括：①将溢洪道拓宽10m，堰顶高程调整为27.2m；②大坝东段布置干砌块石护坡，护坡长920m；③开挖东干渠，长约515m。此时，大坝已初具规模，工程发挥效益。第三阶段(1963—1965年)，对原大坝进行加宽培厚，并开挖西干渠、改建西放水箱涵。第四阶段(1965—1992年)，培厚加宽大坝至现有规模：坝顶高程30.0m，顶宽14m，防浪墙顶高程31.2m。

2008年进行了除险加固，2009年实施了从郎源水库向龙须湖水库补水工程，与龙须湖水库联合调度工程后，初步解决了郎溪县城供水水源不足的问题。

3.2 计算指标权重

根据层次分析法计算该小型水库洪灾风险指标权重，具体见表2。

表2 郎源水库洪灾风险指标权重计算结果

3.3 风险评价结果

根据建立的基于可拓物元的小型水库洪灾评价模型对该水库洪灾风险等级进行评价，计算得出B1、B2和B3的风险特征关联度，具体如下：

同时，对郎源水库洪灾风险进行综合评价：

由此可知，max=0.1275，风险等级为u3，表示该小型水库洪灾风险等级为一般。

3.4 保险费率厘定

根据走访保险公司，对历史数据进行统计和分析，本文将基准费率定位5%，则有：

则纯保费率=5%×1.127=5.635%

洪灾保险费率=纯保费率+附加费率=5.635%÷0.85≈6.629%。

因此，该小型水库洪灾保险费率应为6.629%。

4 结语

保险是小型水库应对洪灾风险的手段之一，其作为风险转移的重要方法，能够有效缓解因洪灾造成的财产损失，而风险与保险费率的厘定息息相关。因此，本文讨论了基于风险评估的小型水库洪灾保险费率厘定，将风险与保险费率相联系符合客观规律。本文研究对小型水库洪灾风险转移提供了新的思路，有利于我国小型水库的可持续发展。同时，由于学术水平有限，本文研究难免存在不足之处，如保险费率的厘定只考虑风险评估结果是否有失偏颇还有待进一步讨论。在未来的研究中，将继续分析影响小型水库洪灾保险费率的相关因素，以不断完善和丰富相关研究。