關(guān)于水利工程經(jīng)濟(jì)效益風(fēng)險(xiǎn)的分析研究

李曉瑋

摘 要：使用層次分析法，將水利工程經(jīng)濟(jì)效益系統(tǒng)分成了發(fā)電系統(tǒng)、防洪系統(tǒng)、灌溉效益子系統(tǒng)，識(shí)別出了存在的風(fēng)險(xiǎn)因子，并構(gòu)建了經(jīng)濟(jì)效益風(fēng)險(xiǎn)分析模型，通過對(duì)子系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)效益的風(fēng)險(xiǎn)特征進(jìn)行分析，然后對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行組合，得出了總效益風(fēng)險(xiǎn)性，并對(duì)風(fēng)險(xiǎn)分析模型的實(shí)用性和可行性進(jìn)行了驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：水利工程 經(jīng)濟(jì)效益 風(fēng)險(xiǎn)分析

在水資源開發(fā)利用時(shí)，需要對(duì)各種方案的預(yù)期效益及需要的經(jīng)費(fèi)進(jìn)行詳細(xì)分析，選擇出最優(yōu)的施工方案。由于水文現(xiàn)象受隨機(jī)因素影響比較大，不同方案的費(fèi)用和收益是無法確定的，所以各種經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)也只能是隨機(jī)的變量，需要將各自的分布概率找出以后才可以選擇更優(yōu)的方案。而分析水利工程經(jīng)濟(jì)效益風(fēng)險(xiǎn)的目的就是為了分析對(duì)工程效益和工程費(fèi)用造成影響的各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素可能會(huì)產(chǎn)生的變化，然后對(duì)各類明顯對(duì)工程效益指標(biāo)有影響的風(fēng)險(xiǎn)因素的概率分布進(jìn)行定量估計(jì)。

1.案例介紹

某綜合性水庫(kù)工程主要一灌溉為主，兼有發(fā)電和防洪等任務(wù)，工程經(jīng)濟(jì)技術(shù)期N為40a，以第一年年初作為受益的基準(zhǔn)年，本文按照風(fēng)險(xiǎn)樹的思想進(jìn)行分析，分析了水利樞紐的防洪、發(fā)電、灌溉三個(gè)部門的風(fēng)險(xiǎn)銀族，然后逐級(jí)進(jìn)行分析，降低計(jì)算工作量，分析風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，一般只是分析了高等級(jí)因素的風(fēng)險(xiǎn)，本文根據(jù)樞紐工程的具體情況，選擇了幾個(gè)對(duì)經(jīng)濟(jì)效益影響較大的風(fēng)險(xiǎn)因子進(jìn)行分析，然后根據(jù)這些風(fēng)險(xiǎn)因子的物理意義，構(gòu)件了風(fēng)險(xiǎn)因子和風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)關(guān)系式，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了組合。本文依照風(fēng)險(xiǎn)樹的分析思想，對(duì)該水利工程的所有風(fēng)險(xiǎn)因子進(jìn)行了組合分析，得出了該水利項(xiàng)目總效益概率特性，然后探討了水利工程的綜合經(jīng)濟(jì)效益的可靠性。

2.水利工程經(jīng)濟(jì)效益風(fēng)險(xiǎn)分析方法

2.1明確工程的風(fēng)險(xiǎn)因素

為了確保工程風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果的質(zhì)量，首要前提是找出可能影響該工程項(xiàng)目質(zhì)量的所有風(fēng)險(xiǎn)因素，包含潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素，確保無遺漏。截止到目前為止，通常采用“分解”的方法來尋找水利工程項(xiàng)目所有的風(fēng)險(xiǎn)因素，結(jié)合工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，按照項(xiàng)目層次和類別對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行分解，劃分成若干個(gè)子項(xiàng)目，分別查找每個(gè)子項(xiàng)目中潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素，然后在綜合分析所有的子項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)因素，找出所有的風(fēng)險(xiǎn)因素。風(fēng)險(xiǎn)分析人員需要根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)及結(jié)合自己的判斷能力，力求準(zhǔn)確無誤的找出風(fēng)險(xiǎn)因素，這是一項(xiàng)技術(shù)行非常強(qiáng)的工作。若存在某項(xiàng)子項(xiàng)目無法確定的風(fēng)險(xiǎn)因素時(shí)，通常采用“再分層”的方法，結(jié)合該工程的特點(diǎn)、功能對(duì)該子項(xiàng)目再分解，以確定風(fēng)險(xiǎn)因素。

2.2確定風(fēng)險(xiǎn)因素的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

每一風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)項(xiàng)目質(zhì)量影響不盡相同，因此可以按照風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)該項(xiàng)目工程經(jīng)濟(jì)效果的影響及該因素出現(xiàn)概率對(duì)所有潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行“分類”。分類的結(jié)果主要是為了方便風(fēng)險(xiǎn)因素指標(biāo)的運(yùn)算，簡(jiǎn)化運(yùn)算流程。目前，工程風(fēng)險(xiǎn)因素分級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)主要是依照對(duì)于該工程經(jīng)濟(jì)效果的影響程度進(jìn)行劃分，一般分為低、中、高等三個(gè)等級(jí)，影響程度大，且發(fā)生率高的風(fēng)險(xiǎn)因素屬于高級(jí)，以此類推，風(fēng)險(xiǎn)影響程度一般、且發(fā)生率一般的為中級(jí)，影響程度很低，發(fā)生率很低的則為低級(jí)。對(duì)于等級(jí)屬于高級(jí)別的風(fēng)險(xiǎn)因素，需要主意量化進(jìn)行分析，相對(duì)屬于低級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)因素，則可以整體作為一個(gè)因素進(jìn)行分析，而對(duì)于中級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)因素，需要按照實(shí)際情況進(jìn)行具體分析，該量化的量化。

2.3對(duì)影響程度高的風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行數(shù)量化分析

風(fēng)險(xiǎn)因素?cái)?shù)量化即對(duì)風(fēng)險(xiǎn)因素可能出現(xiàn)的數(shù)值域以及相對(duì)應(yīng)數(shù)值出現(xiàn)的概率進(jìn)行量化，也稱為“風(fēng)險(xiǎn)勢(shì)態(tài)”（風(fēng)險(xiǎn)因素的概率分布），常常以偏離基本方案數(shù)值的大小來表示各風(fēng)險(xiǎn)變量對(duì)該水利工程的不確定性影響?！帮L(fēng)險(xiǎn)勢(shì)態(tài)”分類標(biāo)準(zhǔn)有很多，按風(fēng)險(xiǎn)勢(shì)態(tài)性質(zhì)來劃分，則可分為“主觀風(fēng)險(xiǎn)勢(shì)態(tài)”和“客觀鳳險(xiǎn)勢(shì)態(tài)”這兩大類。

“客觀風(fēng)險(xiǎn)勢(shì)態(tài)”主要是根據(jù)已有的數(shù)據(jù)和資料，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析得出的概率分布，而“主觀風(fēng)險(xiǎn)勢(shì)態(tài)”主要是依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)分析人員的工作經(jīng)驗(yàn)，主觀分析得到的概率分布。

“主觀風(fēng)險(xiǎn)勢(shì)態(tài)”方法最大的特點(diǎn)就是具有個(gè)人主觀性，因此，其“風(fēng)險(xiǎn)勢(shì)態(tài)”的確定常常要有多個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的風(fēng)險(xiǎn)分析專家一起商討確定，以此來降低“主觀風(fēng)險(xiǎn)勢(shì)態(tài)”因個(gè)人情況而發(fā)生的失誤判斷以及勢(shì)態(tài)預(yù)估偏差。

“三角分布”法中的最小值和最大值分別表示該風(fēng)險(xiǎn)因素?cái)?shù)值的值域，其最大、最小值的概率均為0，而最可能值則表示該風(fēng)險(xiǎn)因素出現(xiàn)次數(shù)最多的數(shù)值，即眾數(shù)。若多位專家給出的最大值不同，則以其中最大的數(shù)值作為最大值，同樣，最小值也是如此。以x表示該風(fēng)險(xiǎn)變量，a、b、c 分別表示最小值、最可能值和最大值，則該風(fēng)險(xiǎn)因素構(gòu)成的“三角分布”如圖1所示。由圖1可得到，風(fēng)險(xiǎn)因素x對(duì)工程經(jīng)濟(jì)效果影響的概率密度函數(shù)為：

對(duì)應(yīng)于x值（a≤x≤c），各點(diǎn)累計(jì)概率為：

在上述公式中，累積概率為，其他符號(hào)如圖1所示。

在水利工程中，以“煤價(jià)”這一風(fēng)險(xiǎn)變量的數(shù)量化對(duì)“主觀風(fēng)險(xiǎn)勢(shì)態(tài)”的“三角分布”法的進(jìn)行具體解釋。作為水利工程發(fā)電效益計(jì)算的一個(gè)重要指標(biāo)參數(shù)，煤價(jià)的大小將會(huì)對(duì)該水利工程的經(jīng)濟(jì)效益造成直接的影響。因此，工程負(fù)責(zé)人員特意邀請(qǐng)了在水利工程對(duì)煤價(jià)分析很熟悉的5位風(fēng)險(xiǎn)分析專家，對(duì)此風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行了詳細(xì)的評(píng)估，通過數(shù)理分析計(jì)算得到該風(fēng)險(xiǎn)因素的概率分布圖如下圖2。進(jìn)而，由此可以得出“煤價(jià)”這一風(fēng)險(xiǎn)因素變化時(shí)，對(duì)該工程發(fā)電效益造成的影響以及相應(yīng)的概率分布。

3.本工程所有風(fēng)險(xiǎn)因素的組合分析結(jié)果

該水利工程具有防洪、發(fā)電和灌溉的經(jīng)濟(jì)效益，結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)樹的思想，首先要根據(jù)子項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)因素對(duì)該子項(xiàng)目效益預(yù)估系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)因子，組合該子項(xiàng)目的效益概率特性，而后，把所有子項(xiàng)目的效益特性組合起來，得到該水利項(xiàng)目的總效益概率特性。該總效益的經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值Yzhj表達(dá)如下：

其中：i表示社會(huì)折現(xiàn)率，n表示經(jīng)濟(jì)計(jì)算期，z1、z2、z3表示通過最大熵風(fēng)險(xiǎn)分析模型計(jì)算得到的防洪、發(fā)電和灌溉經(jīng)濟(jì)效益的期望值，z4表示系統(tǒng)每年費(fèi)用。

通過計(jì)算，得到該水利工程經(jīng)濟(jì)效益凈現(xiàn)值的最大熵概率密度函數(shù)如下：

直接組合：

按照這兩個(gè)概率密度函數(shù)，將概率密度曲線和累積概率分布曲線繪制出來，如圖3和圖4所示。

由圖3得到，采用直接組合方式，得到經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)均值28.284億元，風(fēng)險(xiǎn)度大小為0.213，凈現(xiàn)值小于零的概率為0.01%。由圖4得到，采用風(fēng)險(xiǎn)組合方式，得到的經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值均值28.282億元，風(fēng)險(xiǎn)度大小為0.217，凈現(xiàn)值小于零的概率為0.008%。比較可知，采用兩種組合方式得到的經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值幾乎相同，故而在實(shí)際工程風(fēng)險(xiǎn)分析中，采用這兩種組合方法都可以。由運(yùn)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該水利工程總經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)性很小，經(jīng)濟(jì)性能還是相當(dāng)可靠的。

4.結(jié)束語

本文利用風(fēng)險(xiǎn)概率分布密度函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為風(fēng)險(xiǎn)的分析和決策奠定了基礎(chǔ)，然后根據(jù)系統(tǒng)預(yù)測(cè)建立的模型，結(jié)合水利樞紐的數(shù)據(jù)和資料，計(jì)算出了經(jīng)濟(jì)效益凈現(xiàn)值相關(guān)指標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)特征，然后結(jié)合具體的工程驗(yàn)證了本文建立的風(fēng)險(xiǎn)分析模型的實(shí)用性和有效性，分析了風(fēng)險(xiǎn)度大小、經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)均值、經(jīng)濟(jì)效益費(fèi)用比等信息，在水利工程經(jīng)濟(jì)效益分析方面具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

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