陶首奇

摘 要：水庫(kù)調(diào)度所涉及的領(lǐng)域是非常復(fù)雜的，在實(shí)際開展水庫(kù)調(diào)度時(shí)，需要對(duì)各方面的情況進(jìn)行有效掌握，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行科學(xué)的水庫(kù)調(diào)度管理。水庫(kù)調(diào)度過(guò)程中會(huì)受到許多因素的影響，這些因素的不確定性比較強(qiáng)，會(huì)對(duì)水庫(kù)的實(shí)際運(yùn)行帶來(lái)一定的風(fēng)險(xiǎn)。合理應(yīng)用水庫(kù)調(diào)度過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)，在水庫(kù)調(diào)度的過(guò)程中考慮風(fēng)險(xiǎn)，將風(fēng)險(xiǎn)理念融入到水庫(kù)調(diào)度中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水庫(kù)的入庫(kù)徑流進(jìn)行有效分配。進(jìn)而，本文對(duì)水庫(kù)調(diào)度管理中風(fēng)險(xiǎn)的運(yùn)用方法進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：水庫(kù)調(diào)度；風(fēng)險(xiǎn)分析；運(yùn)用

一、水庫(kù)調(diào)度研究進(jìn)展

水庫(kù)調(diào)度是一個(gè)涉及水利、電力、環(huán)保等部門，與政治、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)的，復(fù)雜決策、運(yùn)行和管理的大系統(tǒng)問(wèn)題。因此，開展水庫(kù)調(diào)度必須結(jié)合實(shí)際情況，應(yīng)用系統(tǒng)科學(xué)和計(jì)算機(jī)高新技術(shù)，解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題，才具有生命力。水庫(kù)調(diào)度研究發(fā)展至今已經(jīng)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(duì)水庫(kù)調(diào)度期面臨時(shí)段而言，調(diào)度風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)自于入庫(kù)徑流的不確定性。由于時(shí)段入庫(kù)徑流的不確定性，導(dǎo)致決策結(jié)果的不確定性。目前得到較多應(yīng)用的水文預(yù)報(bào)模型，預(yù)報(bào)制作單位都把它們視作確定性的，作為它們輸出的預(yù)報(bào)值一般以確定值的形式發(fā)布給用戶。然而，水文過(guò)程的發(fā)生與發(fā)展取決于氣象因素和地理因素，是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過(guò)程；水文預(yù)報(bào)模型接受水文、氣象等多種輸入，運(yùn)用概化的模型參數(shù)，只是客觀水文過(guò)程的仿真。這些復(fù)雜的因素導(dǎo)致了水文預(yù)報(bào)必然存在不確定性。

二、風(fēng)險(xiǎn)分析及其在水庫(kù)調(diào)度中的應(yīng)用

在上個(gè)世紀(jì)中期，水庫(kù)水資源管理部門就了解到風(fēng)險(xiǎn)在水庫(kù)調(diào)度管理的重要作用。風(fēng)險(xiǎn)管理的主要內(nèi)容就是對(duì)水庫(kù)運(yùn)行過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行研究，找出水庫(kù)在實(shí)際運(yùn)行中可能遇到的風(fēng)險(xiǎn)，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)的管理，并制定出合理的解決辦法。風(fēng)險(xiǎn)管理還沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用在水庫(kù)的運(yùn)行中，許多理念還需要進(jìn)行相關(guān)的研究。在目前的水庫(kù)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，技術(shù)人員主要是對(duì)承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行研究，結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)來(lái)設(shè)置簡(jiǎn)單管理模式，想要將完整的風(fēng)險(xiǎn)管理體系應(yīng)用在水庫(kù)運(yùn)行中，還需要進(jìn)行不斷的完善優(yōu)化，掌握實(shí)際應(yīng)用中的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)所涉及的各個(gè)理論知識(shí)進(jìn)行深入研究。在科研人員不斷研究的過(guò)程中，有些研究人員提出了風(fēng)險(xiǎn)調(diào)度概念，這為風(fēng)險(xiǎn)管理的實(shí)際應(yīng)用提供了新的研究方向。水庫(kù)風(fēng)險(xiǎn)調(diào)度只是一個(gè)新的研究課題，沒(méi)有得到太多研究人員的注意，研究的進(jìn)程是非常緩慢的，所以還有許多問(wèn)題有待去解決。想要提高水庫(kù)調(diào)度工作的效率，對(duì)該項(xiàng)工作進(jìn)行優(yōu)化，這是一個(gè)非常艱難的過(guò)程中，并且在這個(gè)過(guò)程中存在著許多的不確定因素影響著水庫(kù)調(diào)庫(kù)實(shí)際工作質(zhì)量，所以，水庫(kù)調(diào)度工作是存在著許多風(fēng)險(xiǎn)的。

三、風(fēng)險(xiǎn)分析與計(jì)算方法

風(fēng)險(xiǎn)分析，是指對(duì)人類社會(huì)中存在的各種風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，并在此基礎(chǔ)上采用各種風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)作出風(fēng)險(xiǎn)處理與決策，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)實(shí)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(xué)定義為，風(fēng)險(xiǎn) 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(shí)間]=P[事故/單位時(shí)間]×C[危害/事故]水庫(kù)調(diào)度的風(fēng)險(xiǎn)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(fēng)險(xiǎn)可測(cè)度很小的風(fēng)險(xiǎn)主體，常用的方法有調(diào)查法、矩陣分析法、德爾菲法、安全系數(shù)法和可靠性指標(biāo)法等。這類方法主要是借助于有關(guān)專家的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和判斷來(lái)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)加以估計(jì)和分析。在水庫(kù)調(diào)度中有些不確定性因素難以分析、計(jì)算，因此該方法在水庫(kù)調(diào)度領(lǐng)域具有實(shí)用價(jià)值。定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法是借助數(shù)學(xué)工具研究風(fēng)險(xiǎn)主體中的數(shù)量特征關(guān)系和變化，確定其風(fēng)險(xiǎn)率（或風(fēng)險(xiǎn)度）的方法。定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法有許多，但歸納起來(lái)可分為概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法、隨機(jī)模擬方法、基于馬爾柯夫過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)分析法、模糊數(shù)學(xué)方法、最大熵法等。對(duì)大中型水庫(kù)而言其不僅承擔(dān)著防洪灌溉的任務(wù)，同時(shí)通過(guò)水力發(fā)電，向企業(yè)和城鎮(zhèn)供水，提高水庫(kù)自身的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。對(duì)非病險(xiǎn)水庫(kù)在一次大的降水影響過(guò)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(kù)下游的抗洪壓力，而且可解決以后的用水問(wèn)題，增加水庫(kù)的經(jīng)濟(jì)效益。

四、影響水壓調(diào)度預(yù)報(bào)服務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)要素

水庫(kù)調(diào)度的預(yù)報(bào)工作主要是根據(jù)各方面的信息并結(jié)合水庫(kù)目前的實(shí)際情況，預(yù)測(cè)出后來(lái)水庫(kù)水位的情況，根據(jù)預(yù)測(cè)的結(jié)果提前對(duì)水庫(kù)水位進(jìn)行調(diào)整，以此來(lái)保證降水后水庫(kù)水位的安全。預(yù)報(bào)服務(wù)的預(yù)報(bào)結(jié)果是直接提供給相關(guān)管理部門的，由管理部門作出水庫(kù)水位調(diào)整的最終決定。在這一過(guò)程中，存在著一定的風(fēng)險(xiǎn)。如果預(yù)測(cè)的結(jié)果是水庫(kù)不用提前進(jìn)行放水操作，而實(shí)際的降水量要多于預(yù)計(jì)的降水量，這就會(huì)出現(xiàn)水庫(kù)水位超過(guò)安全標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象；如果預(yù)測(cè)的結(jié)果是水庫(kù)需要提前進(jìn)行放水操作，而實(shí)際降水量比較少，水庫(kù)又提前進(jìn)行了放水工作，這就會(huì)出現(xiàn)水庫(kù)水位達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)水位的現(xiàn)象。這兩種情況都會(huì)對(duì)水庫(kù)的正常運(yùn)行造成影響。水庫(kù)的預(yù)報(bào)服務(wù)在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中主要考慮的問(wèn)題有兩個(gè)，一是對(duì)實(shí)際降水量進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析，二是對(duì)水庫(kù)的實(shí)際承受能力進(jìn)行分析。

1、降水量預(yù)測(cè)分析

在一次降水過(guò)程中，水庫(kù)承受的洪水主要來(lái)自水庫(kù)集雨區(qū)域的降水量。因此，在做降水量預(yù)測(cè)時(shí)，預(yù)測(cè)集雨區(qū)域各級(jí)降水量（RRt-1，RR1）和它的出現(xiàn)概率（PRt+1）并列表。

2、水庫(kù)承受降水能力

水庫(kù)承受降水的能力與水庫(kù)最高允許水位和實(shí)際水位之差及徑流量密切相關(guān)。

（1）水庫(kù)水位

一個(gè)水庫(kù)在建庫(kù)時(shí)，通過(guò)測(cè)量，形成一張水庫(kù)水位與蓄水量關(guān)系表，通過(guò)該表可將水庫(kù)水位的變化轉(zhuǎn)換成水庫(kù)蓄水量的變化. 用水庫(kù)當(dāng)前實(shí)際水位、最高允許水位查表得到水庫(kù)當(dāng)前實(shí)際蓄水量、最高允許蓄水量，從而得出一次降水過(guò)程中，水庫(kù)允許增加的最大蓄水量，SM=最高允許蓄水量-當(dāng)前實(shí)際蓄水量+出庫(kù)流量，由公式：蓄水量=初始蓄水量+徑流量-出庫(kù)流量+上游水庫(kù)排水量，把水庫(kù)蓄水量的變化轉(zhuǎn)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(gè)水庫(kù)的集雨面積是確定的，降水量為降水量預(yù)報(bào)值或水庫(kù)集雨區(qū)域雨量站的實(shí)測(cè)值。徑流系數(shù) a 是水庫(kù)集雨區(qū)域土壤表層結(jié)構(gòu)、植被、土壤含水量、降雨強(qiáng)度等因素的非線性函數(shù)。天氣過(guò)程的多樣性、土壤表層結(jié)構(gòu)和植被年際間變化，使得計(jì)算徑流量時(shí)所采用的徑流系數(shù)存在一定的誤差，因此分析調(diào)度預(yù)報(bào)服務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)需分析徑流系數(shù)估算值偏差造成的風(fēng)險(xiǎn)。

結(jié)語(yǔ)：對(duì)水庫(kù)調(diào)度預(yù)報(bào)服務(wù)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，可提高水庫(kù)調(diào)度預(yù)報(bào)服務(wù)和調(diào)度決策的科學(xué)性。要加強(qiáng)水庫(kù)集雨區(qū)域降水量預(yù)報(bào)研究，不僅要開展降水過(guò)程總雨量預(yù)報(bào)，還要開展降水強(qiáng)度變化的預(yù)報(bào)，從而提高徑流系數(shù)估算值的準(zhǔn)確率。為了穩(wěn)定徑流系數(shù)，要保護(hù)水庫(kù)集雨區(qū)域生態(tài)平衡，增加和保護(hù)森林植被面積，嚴(yán)禁水庫(kù)集雨區(qū)域開墾。

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