水庫調度管理中風險的運用方法

陶首奇

摘 要：水庫調度所涉及的領域是非常復雜的，在實際開展水庫調度時，需要對各方面的情況進行有效掌握，根據(jù)實際情況來進行科學的水庫調度管理。水庫調度過程中會受到許多因素的影響，這些因素的不確定性比較強，會對水庫的實際運行帶來一定的風險。合理應用水庫調度過程中存在的風險，在水庫調度的過程中考慮風險，將風險理念融入到水庫調度中，可以實現(xiàn)對水庫的入庫徑流進行有效分配。進而，本文對水庫調度管理中風險的運用方法進行了探究。

關鍵詞：水庫調度；風險分析；運用

一、水庫調度研究進展

水庫調度是一個涉及水利、電力、環(huán)保等部門，與政治、經濟和社會可持續(xù)發(fā)展密切相關的，復雜決策、運行和管理的大系統(tǒng)問題。因此，開展水庫調度必須結合實際情況，應用系統(tǒng)科學和計算機高新技術，解決生產實際問題，才具有生命力。水庫調度研究發(fā)展至今已經取得了眾多成果，初步形成了一套完整的研究體系和理論方法，并成為水資源系統(tǒng)研究的重要方向之一。對水庫調度期面臨時段而言，調度風險主要來自于入庫徑流的不確定性。由于時段入庫徑流的不確定性，導致決策結果的不確定性。目前得到較多應用的水文預報模型，預報制作單位都把它們視作確定性的，作為它們輸出的預報值一般以確定值的形式發(fā)布給用戶。然而，水文過程的發(fā)生與發(fā)展取決于氣象因素和地理因素，是一個復雜的動態(tài)過程；水文預報模型接受水文、氣象等多種輸入，運用概化的模型參數(shù)，只是客觀水文過程的仿真。這些復雜的因素導致了水文預報必然存在不確定性。

二、風險分析及其在水庫調度中的應用

在上個世紀中期，水庫水資源管理部門就了解到風險在水庫調度管理的重要作用。風險管理的主要內容就是對水庫運行過程中存在的風險進行研究，找出水庫在實際運行中可能遇到的風險，根據(jù)實際情況進行科學的管理，并制定出合理的解決辦法。風險管理還沒有實際應用在水庫的運行中，許多理念還需要進行相關的研究。在目前的水庫運營過程中，技術人員主要是對承擔的風險進行研究，結合風險來設置簡單管理模式，想要將完整的風險管理體系應用在水庫運行中，還需要進行不斷的完善優(yōu)化，掌握實際應用中的經驗，對所涉及的各個理論知識進行深入研究。在科研人員不斷研究的過程中，有些研究人員提出了風險調度概念，這為風險管理的實際應用提供了新的研究方向。水庫風險調度只是一個新的研究課題，沒有得到太多研究人員的注意，研究的進程是非常緩慢的，所以還有許多問題有待去解決。想要提高水庫調度工作的效率，對該項工作進行優(yōu)化，這是一個非常艱難的過程中，并且在這個過程中存在著許多的不確定因素影響著水庫調庫實際工作質量，所以，水庫調度工作是存在著許多風險的。

三、風險分析與計算方法

風險分析，是指對人類社會中存在的各種風險進行風險識別、風險估計和風險評價，并在此基礎上采用各種風險管理技術作出風險處理與決策，對風險實施有效的控制和妥善處理所致?lián)p失的后果，期望以最小的成本獲得最大的安全保障。其數(shù)學定義為，風險 R 是事故發(fā)生概率 P 與事故造成的環(huán)境（或健康）后果 c 的乘積，即：R[危害/單位時間]=P[事故/單位時間]×C[危害/事故]水庫調度的風險分析方法可以分為定性分析法和定量分析法。定性分析法主要用于風險可測度很小的風險主體，常用的方法有調查法、矩陣分析法、德爾菲法、安全系數(shù)法和可靠性指標法等。這類方法主要是借助于有關專家的知識、經驗和判斷來對風險加以估計和分析。在水庫調度中有些不確定性因素難以分析、計算，因此該方法在水庫調度領域具有實用價值。定量風險分析方法是借助數(shù)學工具研究風險主體中的數(shù)量特征關系和變化，確定其風險率（或風險度）的方法。定量風險分析方法有許多，但歸納起來可分為概率論與數(shù)理統(tǒng)計方法、隨機模擬方法、基于馬爾柯夫過程的風險分析法、模糊數(shù)學方法、最大熵法等。對大中型水庫而言其不僅承擔著防洪灌溉的任務，同時通過水力發(fā)電，向企業(yè)和城鎮(zhèn)供水，提高水庫自身的經濟效益，促進當?shù)亟洕l(fā)展。對非病險水庫在一次大的降水影響過程中，把洪水作為寶貴的水資源盡可能多地加以存蓄，不僅可減輕水庫下游的抗洪壓力，而且可解決以后的用水問題，增加水庫的經濟效益。

四、影響水壓調度預報服務的風險要素

水庫調度的預報工作主要是根據(jù)各方面的信息并結合水庫目前的實際情況，預測出后來水庫水位的情況，根據(jù)預測的結果提前對水庫水位進行調整，以此來保證降水后水庫水位的安全。預報服務的預報結果是直接提供給相關管理部門的，由管理部門作出水庫水位調整的最終決定。在這一過程中，存在著一定的風險。如果預測的結果是水庫不用提前進行放水操作，而實際的降水量要多于預計的降水量，這就會出現(xiàn)水庫水位超過安全標準的現(xiàn)象；如果預測的結果是水庫需要提前進行放水操作，而實際降水量比較少，水庫又提前進行了放水工作，這就會出現(xiàn)水庫水位達不到標準水位的現(xiàn)象。這兩種情況都會對水庫的正常運行造成影響。水庫的預報服務在實際應用的過程中主要考慮的問題有兩個，一是對實際降水量進行預測和分析，二是對水庫的實際承受能力進行分析。

1、降水量預測分析

在一次降水過程中，水庫承受的洪水主要來自水庫集雨區(qū)域的降水量。因此，在做降水量預測時，預測集雨區(qū)域各級降水量（RRt-1，RR1）和它的出現(xiàn)概率（PRt+1）并列表。

2、水庫承受降水能力

水庫承受降水的能力與水庫最高允許水位和實際水位之差及徑流量密切相關。

（1）水庫水位

一個水庫在建庫時，通過測量，形成一張水庫水位與蓄水量關系表，通過該表可將水庫水位的變化轉換成水庫蓄水量的變化. 用水庫當前實際水位、最高允許水位查表得到水庫當前實際蓄水量、最高允許蓄水量，從而得出一次降水過程中，水庫允許增加的最大蓄水量，SM=最高允許蓄水量-當前實際蓄水量+出庫流量，由公式：蓄水量=初始蓄水量+徑流量-出庫流量+上游水庫排水量，把水庫蓄水量的變化轉換成徑流量的變化。

（2）徑流量

徑流量（M）=集雨面積（s）×降水量（RR）X 徑流系數(shù)（a），上式中，一個水庫的集雨面積是確定的，降水量為降水量預報值或水庫集雨區(qū)域雨量站的實測值。徑流系數(shù) a 是水庫集雨區(qū)域土壤表層結構、植被、土壤含水量、降雨強度等因素的非線性函數(shù)。天氣過程的多樣性、土壤表層結構和植被年際間變化，使得計算徑流量時所采用的徑流系數(shù)存在一定的誤差，因此分析調度預報服務的風險時需分析徑流系數(shù)估算值偏差造成的風險。

結語：對水庫調度預報服務進行風險分析，可提高水庫調度預報服務和調度決策的科學性。要加強水庫集雨區(qū)域降水量預報研究，不僅要開展降水過程總雨量預報，還要開展降水強度變化的預報，從而提高徑流系數(shù)估算值的準確率。為了穩(wěn)定徑流系數(shù)，要保護水庫集雨區(qū)域生態(tài)平衡，增加和保護森林植被面積，嚴禁水庫集雨區(qū)域開墾。

參考文獻：

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