PPP模式下水庫群大壩建設(shè)風(fēng)險防控與風(fēng)險分擔(dān)模型研究

曾小芳

(撫州市水電勘測設(shè)計院，江西 撫州 344000)

水利工程是國家重要的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，政府頒布相關(guān)規(guī)定規(guī)范了水利PPP模式項目的運作，推動著PPP模式在我國水利行業(yè)的發(fā)展。我國在水庫大壩建設(shè)數(shù)量和工程技術(shù)方面均位于世界前列，大壩的建設(shè)可以在防洪、供水、灌溉、發(fā)電、養(yǎng)殖、旅游等多方面產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，但水庫群大壩在建設(shè)過程中存在投入資金大，施工質(zhì)量高，工期長，作業(yè)條件差等各種建設(shè)風(fēng)險，如何整合建設(shè)資源優(yōu)勢實現(xiàn)對水庫大壩建設(shè)風(fēng)險的合理分擔(dān)顯得至關(guān)重要，關(guān)系到整個項目方案的合理設(shè)計、安全施工以及風(fēng)險防控，因此對水庫群大壩建設(shè)風(fēng)險分擔(dān)問題進(jìn)行研究具有重要意義。

目前國內(nèi)學(xué)者在對PPP項目風(fēng)險分擔(dān)問題研究方面理論方法較多，但在風(fēng)險分擔(dān)決策的模糊性和隨機(jī)性方面考慮不多，結(jié)合水庫群大壩建設(shè)工程的PPP項目風(fēng)險分擔(dān)研究也不夠完善，本文以某大壩建設(shè)施工為例，在充分分析其建設(shè)風(fēng)險的基礎(chǔ)上，利用模糊綜合分析法建立風(fēng)險分擔(dān)評價模型，進(jìn)行大壩規(guī)劃建設(shè)模糊綜合評價，以為類似工程建設(shè)提供參考。

1 水庫群大壩建設(shè)風(fēng)險指標(biāo)分析

水庫群大壩建設(shè)工程規(guī)模大，實施過程中按照PPP 模式引入社會資本方參與項目的建設(shè)、管理、運營與移交等工作。由于項目地質(zhì)條件復(fù)雜，作業(yè)人員和機(jī)械密集，交叉作業(yè)多，協(xié)同作業(yè)困難，這些因素都會導(dǎo)致水庫大壩在建設(shè)過程中誘發(fā)各種風(fēng)險。對各種風(fēng)險進(jìn)行分析總結(jié)得出影響水庫群大壩建設(shè)風(fēng)險因素可分為三類，即成本工期風(fēng)險，組織管理風(fēng)險和防洪度汛風(fēng)險。引發(fā)成本工期風(fēng)險的原因主要有地質(zhì)設(shè)計變更，工程設(shè)計變更，業(yè)主支付進(jìn)度款緩慢從而引發(fā)工程變更，承包商施工計劃不合理發(fā)生財務(wù)困難，監(jiān)理公司檢查計算失誤，材料短缺或者質(zhì)量差引發(fā)施工變更，勞動工人和技術(shù)人員技能欠缺，機(jī)械設(shè)備故障等；引發(fā)組織管理風(fēng)險的原因主要為各方關(guān)系不協(xié)調(diào)以及其他不確定性而引發(fā)，具體有項目人員管理能力不強(qiáng)，合同條款明確不清，工人組織不力，機(jī)械施工安排不當(dāng)，管理機(jī)構(gòu)效率低下等；引發(fā)防洪度汛風(fēng)險的原因主要是指大壩施工期間安全度過汛期的防汛規(guī)劃及其實施措施風(fēng)險，由于水庫大壩建設(shè)地理位置的特殊性，汛期時的暴雨若不能及時疏通，將導(dǎo)致工地受災(zāi)，其不具備恒定的施工條件，而且還受到許多不確定因素的干擾，使得整體防洪情況有較大的隨機(jī)以及可變性，使其一直存有防洪風(fēng)險。

通過以上分析，對水庫群大壩建設(shè)綜合評價主要從成本工期、組織管理和防洪度汛 3 個方面進(jìn)行風(fēng)險分析評價，對其進(jìn)行分析確定出合適決策指標(biāo)，具體層次結(jié)構(gòu)見圖1所示，各指標(biāo)之間遵循全面整體性和相對獨立性原則。

圖1 水庫群大壩建設(shè)風(fēng)險指標(biāo)評價體系

2 構(gòu)建對應(yīng)的風(fēng)險分擔(dān)模型

2.1 模糊綜合分析評價模型

模糊綜合分析方法作為一種決策的方法，其具備多準(zhǔn)則的性質(zhì)，在面對問題時，該方法能夠?qū)⑤^為復(fù)雜的問題進(jìn)行簡化，形成較為層次分明的遞階結(jié)構(gòu)，在決策問題時，能夠通過明顯的兩兩對比來進(jìn)行，在此過程中能夠?qū)栴}進(jìn)行定性分析的同時也可進(jìn)行定量分析。使用此方法對問題進(jìn)行處理的思路能夠匹配決策者的思維程序，將面對復(fù)雜問題時的歸納以及演繹法進(jìn)行綜合，使得面對項目風(fēng)險時，管理人員能夠較為深層次的形成認(rèn)知，而且為其認(rèn)知過程提出了較為靈活簡便的方法。面對繁多的評價指標(biāo)以及模糊性的評價方案，使用模糊層次分析法，最終得出較為滿意而且較為完善的結(jié)果。模糊綜合分析評價模型權(quán)重計算方法如下：

結(jié)合遞階層次結(jié)構(gòu)，將屬于上一層的元素U設(shè)定為準(zhǔn)則，針對U的權(quán)重，也就是重要性，可用其支配的下一層當(dāng)中的元素u1，u2，…，un表示。一般情況下，可以分成兩種狀況：首先，u1，u2，…，un對于U來說的權(quán)重能夠用定量的數(shù)值表示，比如能夠用貨幣以及重量等等來衡量，那么能夠較為直接的對權(quán)重的大小進(jìn)行明確。其次，假如面對較復(fù)雜的問題，u1，u2，…，un對于U的權(quán)重，不能較為直接性的進(jìn)行定量，其只能夠進(jìn)行定性，進(jìn)行權(quán)重的確定只能夠采用兩兩對比的方式進(jìn)行。u1，u2，…，un這樣的n個元素相對U組成判斷矩陣列為A，那么就可以得出u1，u2，…，un相對準(zhǔn)則U的權(quán)重，將其列為向量也就是：

(1)和法。首先可以把矩陣A中的n個行向量進(jìn)行歸一化，得出算數(shù)平均值，將其看做權(quán)重向量，具體的計算分步如下：

第一步：將A的n個元素按照行進(jìn)行歸一化處理；

第二步：歸一化結(jié)束之后，將所有行進(jìn)行累加；

第三步：累加之后得出的向量，與n進(jìn)行相除，最終得出權(quán)重向量。

(2)方根法(也就是幾何平均法)。對A中不同的行向量先做幾何性質(zhì)的平均，其次進(jìn)行歸一化處理，最終得出行向量，此行向量就可視作權(quán)重向量。具體的計算分步如下：

第一步：將A的元素按列進(jìn)行相乘，最終形成新的向量；

第二步：得出新向量之后，對所有的分量進(jìn)行開n次方處理；

第三步：上述得出的向量進(jìn)行歸一化，得出權(quán)重向量。

(3)特征根法。以判斷矩陣A為基礎(chǔ)，解出其特征根，BW=λmaxW中，可以得出，B的最大特征根是λmax，其中對應(yīng)的特征向量是W，所對應(yīng)的元素的單排序的權(quán)重值就是W的分量Wi。

(4)對數(shù)最小二乘法。在權(quán)重向量確定時，采用擬合方法，這就能夠使得殘差平方和達(dá)到最小。

(5)最小二乘法。權(quán)重向量進(jìn)行進(jìn)一步的確定，得到的殘差平方和為最小。

2.2 建立遞階層次模型

通過分析影響水庫群大壩建設(shè)風(fēng)險因素，得出了構(gòu)成影響水庫群大壩建設(shè)風(fēng)險指標(biāo)的集合，以此為基礎(chǔ)，經(jīng)過研究之后，將較為完善的決策指標(biāo)進(jìn)行確定，具體的指標(biāo)示意圖可見圖1。

在圖中，列出的層次有四個，其分別是：目標(biāo)層A，準(zhǔn)則層B，子準(zhǔn)則層C，方案層D。

(1)目標(biāo)層表示對大壩建設(shè)風(fēng)險評價的目標(biāo)，是以“建設(shè)風(fēng)險度”為總目標(biāo)；

(2)準(zhǔn)則層表示對風(fēng)險評價進(jìn)行選擇的準(zhǔn)則，包括成本工期、組織管理、防洪度汛等三個方面；

(3)子準(zhǔn)則層是對準(zhǔn)則層因素的詳細(xì)分解；

(4)方案層表示不同風(fēng)險因素的對策方案。

2.3 構(gòu)造模糊互補矩陣

在綜合考慮水庫群大壩建設(shè)風(fēng)險的影響因素后，以層次分析評價模型為基礎(chǔ)，結(jié)合了決策者的整體分析以及業(yè)內(nèi)專家對于大壩建設(shè)的評價指標(biāo)，通過其重要程度的不同，最終能夠形成不同層的判斷矩陣，對判斷矩陣的一致性進(jìn)一步驗證，采用判斷矩陣的特征值以及特征向量的辦法，驗證能夠滿足要求，那么求出的特征向量中的分量的數(shù)值就是不同層中評價指標(biāo)的權(quán)重值。設(shè)大壩建設(shè)評價指標(biāo)體系某層有所屬上一級n個不同指標(biāo)，通過排列組合的方法，對所有的指標(biāo)做對應(yīng)的比較，將各個指標(biāo)對其余指標(biāo)的重要程度進(jìn)行明確，然后采用較為合理的數(shù)值表示，表示為ija，那么就能夠利用這些系數(shù)，列出得到判斷矩陣A，此矩陣為n×n階。

2.4 確立不同層的評價指標(biāo)權(quán)重

在模糊綜合評價體系中較為重要的是確定各個級評價指標(biāo)的權(quán)重，對目標(biāo)層以及上級隸屬指標(biāo)來說，各級的指標(biāo)重要性標(biāo)識程度就是指標(biāo)權(quán)重，權(quán)重的數(shù)值越大就表示指標(biāo)越重要。針對模糊綜合評價模型來說，評價指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行取值時，采用的方法是：客觀和主觀以及主客觀結(jié)合的辦法，決策者經(jīng)過研究自行確定的以及聘請專家輔助進(jìn)行確定的就是主觀的方法，此方法進(jìn)行取值有比較大的不確定性，實際的工程進(jìn)行之中，不贊成使用此種方法，德爾菲法是比較常見的客觀取值的辦法，這種方法的使用，主要面對的是沒有較多的評價指標(biāo)、有著較為明確的分成結(jié)果以及明了的指標(biāo)之間的邏輯關(guān)系的評價指標(biāo)體系，使用此種方法能夠在實際中起到較大的作用。

3 案例分析

3.1 工程概況

在貴州省沿河縣城上游 7 km 左右，建造有烏江沙沱水電站。在其水電站上游建造有思林水電站，在其下游建造有彭水水電站。以烏江沙沱水電站樞紐工程規(guī)模來看，此工程是Ⅱ等大(2) 型，其中的泄洪系統(tǒng)、引水發(fā)電系統(tǒng)以及攔河大壩都是2級建筑物。其攔河大壩的結(jié)構(gòu)是：全斷面碾壓混凝土重力壩，有 371 m高的壩頂高程，壩高的最大數(shù)值達(dá)到101 m，高程270 m的河床最低建基面，從左至右含有的壩段有16個，從左至右壩段的排布是：左岸擋水、取水、溢流、右岸通航以及右岸擋水。在工程的建設(shè)中，采用的是礁灘作縱向圍堰，在前期，采用的方式是左岸明渠導(dǎo)流，在中期以及后期，采用的方式改為壩體之內(nèi)提前留下導(dǎo)流底孔以及缺口，在汛期時，洪水泄洪時，可以采用導(dǎo)流底孔和缺口來進(jìn)行。

3.2 模糊評價

根據(jù)建立的評價指標(biāo)模型，對烏江沙沱水電站大壩建設(shè)過程中風(fēng)險進(jìn)行分析。通過上文建立的構(gòu)造模糊互補矩陣，由專家和經(jīng)驗豐富的工程人員對評價指標(biāo)兩兩進(jìn)行比較之后進(jìn)行打分，以此來較好的對各個層次的因素對于支配其的上層因素的優(yōu)先程度或者是重要程度做出判斷。對其做確定的先后排序，同時對其進(jìn)行排序權(quán)值的明確。進(jìn)行指標(biāo)比較時，指標(biāo)1代表指標(biāo)相對重要，0代表指標(biāo)相對不重要。

將各模糊互補矩陣轉(zhuǎn)化為模糊一致矩陣，根據(jù)模糊一致矩陣計算出模糊權(quán)值，列表如下：

表1 模糊矩陣指標(biāo)因素計算表

對準(zhǔn)則層(成本工期風(fēng)險，組織管理風(fēng)險，防洪度汛風(fēng)險)和方案層進(jìn)行層次排序，其權(quán)值依次為：(0.402，0.340，0.258)Τ，(0.454，0.334，0.212)Τ，(0.383，0.311，0.306)T，對目標(biāo)層A和方案層D進(jìn)行層次總排序，3個方案對實現(xiàn)總目標(biāo)，“大壩建設(shè)風(fēng)險評價體系”的權(quán)重為：(0.391，0.332，0.277)Τ。

從不同層次單排序的結(jié)果中，成本工期風(fēng)險(0.391)和組織管理風(fēng)險(0.332)的權(quán)重相對較大，說明在大壩建設(shè)綜合評價分析時，建設(shè)成本和工期承擔(dān)的風(fēng)險最大，組織管理風(fēng)險次之，防洪度汛承擔(dān)風(fēng)險最低。因此在大壩工程項目編制成本計劃和施工組織計劃時，必須對項目資源計劃開展?jié)撛陲L(fēng)險識別和評價，制定相應(yīng)的風(fēng)險管理措施，保證施工組織程序合理有序，成本節(jié)約利潤最大化。

4 結(jié) 語

在對水庫群大壩建設(shè)風(fēng)險分析的基礎(chǔ)上，利用模糊層次分析法建立了水庫大壩風(fēng)險評價和分擔(dān)模型，模型的基本步驟為確立評價目標(biāo)，建立評語集及影響因素、建立因素集確定指標(biāo)體系，得出主控因素等。最后具體以某大壩實際規(guī)劃建設(shè)為例，構(gòu)建評價模型、計算評價矩陣、進(jìn)行大壩規(guī)劃建設(shè)風(fēng)險模糊綜合評價。評價得出對于風(fēng)險分析中的眾多因素，綜合分析建設(shè)成本和工期承擔(dān)的風(fēng)險最大，因此在大壩工程項目編制成本計劃和施工組織計劃時，應(yīng)重點對施工成本和工期進(jìn)行風(fēng)險控制管理，以將其帶來的損失降到最低，節(jié)約工程成本，取得利潤最大化。