水庫設(shè)計洪水與風險管理

顧艷平　白雪峰

摘 要：隨著我國社會和農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，我國水利工程業(yè)也得到了迅速發(fā)展。水利工程涵蓋了比較廣泛的內(nèi)容，其中水庫建設(shè)和管理是重要的內(nèi)容，在水庫運行管理中，水庫設(shè)計洪水與風險管理很重要，本研究綜述了水庫設(shè)計洪水概述、水庫設(shè)計洪水與風險管理的關(guān)系分析、水庫風險管理的措施研究等內(nèi)容。目的在于給水庫運行管理提供新思路。

關(guān)鍵詞：水庫；設(shè)計洪水；風險管理；措施

國科技的不斷地發(fā)展給水利工程業(yè)的發(fā)展帶來了極大的契機。但是，近些年來受多方面因素的影響，包括能源資源和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的改變。這些因素在很大程度上制約了水利工程的發(fā)展。水庫運行管理是水利工程發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由于水文事件發(fā)生、發(fā)展的各個方面都存在不確定性，設(shè)計洪水過程也存在不確定性。設(shè)計洪水計算方法主要是可能最大降雨和水文頻率法，水庫的運行管理也是一種風險管理，總目標是降低或者分散風險進而提高工程運行效率。

1 水庫設(shè)計洪水與風險概述

1.1 設(shè)計洪水與風險

設(shè)計洪水在水庫建設(shè)和運行管理中是至關(guān)重要的，它是水庫設(shè)計和運行管理的重要的依據(jù)，同時也是水庫設(shè)計人員和管理人員共同關(guān)注的問題。我國在設(shè)計洪水時主要采用兩種計算方法，一種是通過流量資料推出設(shè)計洪水，這種方法比較直接；而另一種方法是根據(jù)雨量資料推求出設(shè)計洪水，這種方法是一種間接的方法。在工程設(shè)計過程中往往采用前一種方法，這種方法準確度比較高，因為這種計算方法依據(jù)的資料都是實測的，中間的環(huán)節(jié)相對比較少。

在水庫設(shè)計洪水過程中，影響水庫安全的風險因素很多，主要有降雨引起的暴雨洪水、水庫工程質(zhì)量的可靠性、還有其它一些自然或非自然的因素。在水庫設(shè)計中，人們通過不同的安全標準體現(xiàn)自然現(xiàn)象的不確定性，同時根據(jù)不同區(qū)域的水文性質(zhì)和安全要求進行不同的設(shè)計洪水，所以可以把設(shè)計洪水定義為它是在給定工程安全標準情況下某個典型洪水過程。在實際的水庫運行過程中出現(xiàn)同一程度的洪水工程的可能基本為零，同時設(shè)計洪水要依據(jù)國家所規(guī)定的標準。

1.2 設(shè)計洪水的特性

設(shè)計洪水一個比較典型的特征就是不確定性，這是由于水文事件的發(fā)生和發(fā)展都存在著很大的不確定性造成的，另外，在計算設(shè)計洪水的很多方法中，采用的資料、參數(shù)等大都存在不確定性因素，比如說降雨的強度、墊面的透水效果、歷史資料的準確性等，這些問題都存在著不確定性。導致這種不確定的因素有很多，其中包括資料的不完整，自然規(guī)律的不確定性，管理人員的意識差等。水文的不確定性決定了它是不肯能被準確地描述的，在設(shè)計中所列的參數(shù)只能作為實際風險的一種表征，也只是體現(xiàn)實際工程中風險環(huán)境和人們的冒險程度，人們在長期的設(shè)計實踐中慢慢地意識到工程的標準是不可能無限地提高，人們是不可避免地要承擔一定的風險。

1.3 設(shè)計洪水技術(shù)處理方法

我國在水庫的設(shè)計洪水過程中，主要采用了兩種方法，它們分別是最大降雨法和水文頻率法，兩種方法還是存在著一定的區(qū)別的，最大降雨法主要從洪水發(fā)生原因方面考慮的；而水文頻率法則是從水文事件發(fā)生的概率方面考慮的。雖然兩種方法存在著一定的差異，但是它們關(guān)于最終成果只是在特定條件下的一種事件的可能性，由此作出的設(shè)計決策仍然具有風險特征的認識是一致的，設(shè)計洪水方法的使用體現(xiàn)了水庫工作人員對洪水的隨機性的認識。而我國的設(shè)計洪水的主要思想是：多種途徑、綜合性分析、合理地選定。

另外，我國在進行設(shè)計洪水的具體計算時主要采用了年最大法，這種方法最大程度地考慮了自然規(guī)律的不確定性，而國外一些國家在進行設(shè)計洪水時主要采用了三種方法，包含了能最大洪水、由大壩工程本身安全要求出發(fā)提出允許的大壩安全標準、直接通過定量洪水風險分析，確定稀遇洪水事件的概率與相應(yīng)洪水災(zāi)害損失的關(guān)系。無論如何，所有的設(shè)計洪水計算方法都是出于對水庫安全的考慮，在設(shè)計洪水計算方法要遵循幾個原則：第一，采用的方法是不是隨著時間系列的變化而發(fā)生較大的改變；需要資料的可能性和分析過程的復雜性是否可接受，采用一種方法必須考慮自己的目標可達性；第三，所采用方法得出的結(jié)論是否能為大家所接受。

2 水庫設(shè)計洪水與風險管理的關(guān)系分析

水庫的設(shè)計洪水仍然是一種風險概念，所以提高水庫安全管理就不能過分地依賴設(shè)計洪水的成果，而水庫的運行管理可以看作是一種風險管理，工程設(shè)計的最終目標就是不斷地降低風險，不斷地提高水庫運行效率。在水庫運行管理中不能單一的依靠設(shè)計洪水成果，特別是遇到一些罕見的洪水事件，要根據(jù)實際情況采取綜合管理措施。設(shè)計洪水過程只不過是設(shè)計階段簡單地根據(jù)已有的資料和對水文現(xiàn)象的認識水平，對于根據(jù)設(shè)計洪水所確定的一些水庫控制參數(shù)，它實際上只是一種水庫工程安全范疇的標準框架。實際的運行管理必須根據(jù)具體是自然情況和工程情況，再以設(shè)計洪水為基礎(chǔ)進行動態(tài)管理，只有這樣才能更好地降低水庫安全風險，才能保證水庫的高效運行。

3 水庫風險管理的措施研究

3.1 針對水庫設(shè)計洪水抗風險措施

在水庫風險管理中，首要的問題是要考慮到遭遇洪水時應(yīng)該如何抵制險情，防止水庫發(fā)生崩裂泄洪，盡可能地減輕洪水帶來的損失。因此，在工程設(shè)計時要充分地考慮到設(shè)計洪水的風險性和不確定性，盡可能采取一些工程或非工程手段來保證水庫的安全。在水庫運行調(diào)度過程中要考慮到設(shè)計洪水的應(yīng)急措施，一定要做好極限事件的預警和應(yīng)急措施，最終可以最大程度地保證水庫安全，減少水庫險情。

3.2 不同頻率洪水事件的水庫特征水位動態(tài)控制

在水庫運行管理過程中，不同程度的洪水事件是水庫調(diào)度中經(jīng)常遇到的問題，這種情況會很大程度地影響水庫效益，長時間的資料積累和現(xiàn)代科技對洪水事件把握比較準確，所以傳統(tǒng)方法得到的數(shù)據(jù)的準確性還是比較高的，可以作為水庫運行管理的依據(jù)。在水庫的運行管理中，很多條件都是在不斷地變化著，所以設(shè)計時候的數(shù)據(jù)只是一種假定狀態(tài)下的參考值，而實際運行過程中要根據(jù)具體的情況進行適當?shù)恼{(diào)整。

3.3 水庫設(shè)計洪水中的風險分析

水庫設(shè)計的根本目標是要保證水庫安全，讓水庫得以發(fā)揮最大的效益，這完全符合風險管理的基本概念。所以，在水庫設(shè)計洪水時完全可能采用風險分析這種方法。雖然目前條件還不夠成熟，工程運用中的資料和設(shè)計洪水成果都不充足，但是在水庫設(shè)計洪水中采用風險分析的理論還是很有必要的，在不斷地實踐中，最終可以探索出合理的工程風險設(shè)計方法，這樣就可以不斷地提高水庫的安全風險管理水平。

我國水庫的風險管理應(yīng)該按照不同的洪水事件采取相對應(yīng)的管理措施，在工程的運行中應(yīng)該高度地重視應(yīng)急風險的管理。水庫設(shè)計和管理中要重視洪水預測和預警，制定出完善地應(yīng)急方案，一定要確保工程和防洪對象安全，最終進行科學的調(diào)度和水資源利用。

4 結(jié)束語

總而言之，設(shè)計洪水在水庫建設(shè)和運行管理中是至關(guān)重要的，它是水庫設(shè)計和運行管理的重要的依據(jù)，而設(shè)計洪水計算方法的選擇也是非常重要的，在選擇時要綜合考慮各種影響因素，最終不斷地提高水庫的安全風險管理水平，進而發(fā)揮水庫最大的工程效益。

參考文獻

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