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綜合利用水庫調(diào)度風險分析理論與方法研究

2017-01-05 20:57:28吳珠勇
關(guān)鍵詞:綜合利用風險分析

吳珠勇

摘 要:風險伴隨著項目出現(xiàn),無處不在,影響著項目的成敗。同樣,在水庫調(diào)度過程中同樣存在著徑流、用水等不確定的風險因素,影響著水庫的安全和防洪的水平高低。文章將結(jié)合屯倉水庫調(diào)度案例,分析綜合利用水庫調(diào)度的特點以及目前在實際水庫工程中存在的問題,探討最佳的風險分析方法,為水庫調(diào)度提供借鑒。

關(guān)鍵詞:綜合利用;水庫調(diào)度;風險分析

中圖分類號: TV697.1+1 文獻標識碼: A 文章編號: 1673-1069(2016)34-75-2

0 引言

綜合利用水庫調(diào)度的過程是一個不斷決策的復(fù)雜過程。在決策過程中不僅會受到水庫自身復(fù)雜特點的影響,同時會受到外界環(huán)境變化的影響,而調(diào)度方案的優(yōu)劣將直接影響水資源的利用效率。因此,水庫調(diào)度的風險分析對于水庫調(diào)度的綜合利用具有重要意義。

根據(jù)我國對于水庫調(diào)度風險分析的研究已取得了一定的成效。20世紀80年代風險調(diào)度成為我國學者的研究課題;隨之,我國學者開始研究水庫調(diào)度風險的基本模式、風險分析方法,提出采用集對分析等理論用于量化水電站發(fā)電調(diào)度風險因素。但是我國水庫調(diào)度風險分析仍處于起步階段,存在著一些問題,缺乏對綜合利用水庫調(diào)度風險的綜合研究。

本文將結(jié)合屯倉水庫調(diào)度案例,分析調(diào)度中存在的風險,確定最佳的風險分析方法,制定合理的決策方案,保證水資源的利用效率。

1 屯倉水庫工程概述

屯倉水庫地處于長江流域滁河支流的來安河上游,是一座以防洪和灌溉為主,兼有養(yǎng)殖等綜合運用的全國防洪重點中型水庫。壩址位于來安縣屯倉集石固山腳下,距來安縣城17km。水庫控制流域面積187km2,興利水位53.2m(吳淞高程系,下同),設(shè)計洪水位55.6m,校核洪水位56.87m,總庫容1.05億m3。工程始建于1958年,于1964年基本建成并發(fā)揮效益。屯倉水庫現(xiàn)為全國防洪重點中型水庫,其總庫容雖已超過1億m3,但根據(jù)水庫運行管理辦法,該水庫目前仍按中型水庫進行管理。

屯倉水庫地理位置十分重要,防洪責任重大,水庫保護農(nóng)田20萬畝,設(shè)計灌溉面積16.5萬畝,保護人口約13萬人。水庫重點保護對象還包括來安縣城以及水口、舜山、張山等鄉(xiāng)鎮(zhèn),以及水庫下游17km處的312省道,26km處的104國道、洛寧高速公路、西氣東輸工程等。

2 屯倉水庫調(diào)度的風險分析

風險分析是風險管理的重要環(huán)節(jié),是減小水庫調(diào)度風險的關(guān)鍵途徑。在進行風險分析之前需要對調(diào)度中可能的風險進行全面識別,保證識別風險的全面性和準確性,為風險分析的精確性提供保障。

在不同的工程中存在著不同的風險?,F(xiàn)針對屯倉水庫的工程特點,對其調(diào)度中存在的風險進行分析,并將風險定量化,確定相應(yīng)的風險因素權(quán)重,為風險分析提供基礎(chǔ)。

一般水庫調(diào)度的風險包括防洪風險、發(fā)電風險、供水風險、航運風險以及生態(tài)風險。

具體分析如下。

①防洪風險,包括水庫自身防洪的風險以及防洪保護區(qū)的風險。本工程利用“84辦法”計算設(shè)計洪水,且由于實測暴雨存在著片面性和偶然性。因此本次設(shè)計選擇由暴雨等值線圖查得的暴雨參數(shù)進行設(shè)計洪水計算,其統(tǒng)計參數(shù)CV值較小,其暴雨參數(shù)等值線圖選用資料站點多、系列長,且與鄰省等值線拼接,其統(tǒng)計參數(shù)較合理,洪水設(shè)計較好,水庫自身防洪及保護區(qū)的風險較小。根據(jù)近年來水庫工程及保護區(qū)所受洪災(zāi)程度,計算損失平均值確定保護區(qū)防護風險率。

②發(fā)電風險,包括發(fā)電量不足風險以及出力不足風險。發(fā)電量不足風險即發(fā)電不能滿足預(yù)期單位或用戶的用電需求可能造成的損失;出力不足風險即出力不足造成的損失,本工程無發(fā)電風險。

③供水風險,即供水不能滿足用戶用水需求造成的損失,一般采用供水不足造成的效益差異進行確定。屯倉水庫流域上下游設(shè)有自來橋、屯倉和來安縣三個雨量站,根據(jù)其在1965—2003年期間39年各個歷時的降水資料統(tǒng)計,屯倉水庫暴雨偏小,多年平均降雨量為940.4mm,其中最大年降雨量為1991年的1623.5mm,最小年降雨量為2001年的522.8mm。顯然,本工程供水風險較大,且取水庫供水收益的30%計算風險率。

④航運風險,即水庫損壞造成船只無法通行帶來的經(jīng)濟損失,一般根據(jù)航運存在的價值來確定。本工程不存在航運風險。

⑤生態(tài)風險,即由于水庫調(diào)度造成的生態(tài)需水量用水不足帶來的經(jīng)濟損失,應(yīng)避免河流凈流量小雨最小生態(tài)凈流量現(xiàn)象的出現(xiàn)。屯倉水庫未設(shè)徑流站,水庫建成后管理單位根據(jù)每年水庫用水量,廢泄水量和年初年末庫容變量,推算水庫每年來水量,根據(jù)水庫1964—2003年推算的年徑流,水庫實際凈流量指標為:年徑流深均值=321.3mm,經(jīng)配線后采用值:多年平均年徑流量=0.60億m3,屯倉水庫各個頻率設(shè)計年徑流量見表1。一般采用水流對于生態(tài)環(huán)境帶來的經(jīng)濟效率來確定。本工程取生態(tài)價值的30%。

3 風險分析的方法

3.1 一般分析方法

風險分析存在許多方法,包括以下幾種。

靜態(tài)、動態(tài)結(jié)合調(diào)查法。調(diào)查法是一種對風險主體的信息進行調(diào)查的方法,在調(diào)查過程中對主體的過去和現(xiàn)狀進行深入分析,并歸納總結(jié),預(yù)測風險未來。這種方法屬于靜態(tài)與動態(tài)相結(jié)合的分析法,即考慮了解事件的穩(wěn)定規(guī)律和相對的變化,從辯證的角度分析事件,符合事件發(fā)展的客觀事實。但是對于水庫調(diào)度主體為水資源,不適于使用調(diào)查法。

定量、定性結(jié)合分析法。定性分析方法是一種借助歸納、演繹等邏輯方法,探究事物本質(zhì)屬性的方法,主要是對事物進行客觀性地描述,無法用數(shù)量表示。定量分析法則是利用數(shù)學運算工具,對事物的特點、數(shù)量關(guān)系及變化規(guī)律進行反映。一般來說,定量、定性相結(jié)合的方法能夠全面衡量事物本身。因此在水庫調(diào)度風險分析中可利用此方法,對風險發(fā)生的概率進行統(tǒng)計,進而分析確定最佳的調(diào)度方案。

微觀、宏觀結(jié)合系統(tǒng)法。微觀、宏觀結(jié)合系統(tǒng)法是一種將事物從整體和局部兩個不同角度分別分析的現(xiàn)代科學方法。在風險分析中,系統(tǒng)方法將會把風險分為風險主體中的不同要素,并根據(jù)風險主體個要素之間的關(guān)系,以及其與諸多風險環(huán)境要素之間的關(guān)系,確定風險系統(tǒng)的目標;進而構(gòu)建風險決策模型,計算最優(yōu)方案,保證項目風險得到有效控制和處理。這種方法適合于任何社會系統(tǒng),且具有一定的科學性、先進性,但是應(yīng)用難度較前兩種方法大,不易于推廣。

3.2 最佳分析方法

根據(jù)工程實際特點,選取層次分析法這種定量與定性相結(jié)合的方法對風險進行分析,確定最佳的調(diào)度方案。分析屯倉工程凈流量以及調(diào)度的優(yōu)化計算,確定了4個較優(yōu)水庫調(diào)度方案,格俄方案的風險指標見表2。

在本工程中,4個調(diào)度方案每個時段的防洪風險無影響,且不存在發(fā)電風險以及航運風險。

本工程的風險率為:

顯然,在4個方案中,第4個調(diào)度方案的綜合評價值最小R=0.132,即方案4最優(yōu)。同時對照表2 也可以看出方案4的供水風險0.32,生態(tài)風險0.12 ,在各方案中風險均為較小值,且兩者的風險率之和為最小值。即當兩者的風險之和最小時,調(diào)度方案可保證水資源的利用效率最高。

4 結(jié)論

綜合利用水庫調(diào)度風險分析是一個對水庫風險和收益進行平衡的計算管理過程。目前我國針對水庫調(diào)度風險分析的方法比較單一,缺乏實踐經(jīng)驗,且會受到各部門利益關(guān)系的限制。因此,本文利用定量和定性相結(jié)合的方法,深入分析風險與效益之間的關(guān)系,以尋求最佳調(diào)度方案,為水庫調(diào)度提供借鑒。

參 考 文 獻

[1] 金鑫,王凌河,趙志軒.水庫生態(tài)調(diào)度研究的若干思考[J].南水北調(diào)與水利科技,2012(11):22-26.

[2] 鄒進,張勇傳.一種多目標決策問題的模糊解法及在洪水調(diào)度中的應(yīng)用[J].水利學報,2013(1):119-122.

[3] 王建群.一種新的水庫風險型決策方法[J].河海大學學報,2012,25(2):65-70.

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