摘要：當(dāng)前的堤防風(fēng)險(xiǎn)分析主要以定性分析為主或僅針對滲流、決口等單一風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行研究，且風(fēng)險(xiǎn)類別只針對工程本身，對外部環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)影響的考慮較少，為此，以海河潮白河右堤梭草村險(xiǎn)工段為例，采用風(fēng)險(xiǎn)矩陣法，對該段堤防的自然災(zāi)害類風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析與研究。結(jié)果表明：梭草村險(xiǎn)工段存在氣象、地質(zhì)、水旱、地震、其他等5個(gè)大類、16個(gè)子類的自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)源。其中，梭草村險(xiǎn)工段的自然災(zāi)害類風(fēng)險(xiǎn)以一般風(fēng)險(xiǎn)為主，占比75%；低風(fēng)險(xiǎn)占比25%，均為氣象類風(fēng)險(xiǎn)；無較大、重大風(fēng)險(xiǎn)。研究成果可為堤防工程綜合風(fēng)險(xiǎn)分析提供參考，也可為堤防安全管理和堤防規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：堤防工程； 風(fēng)險(xiǎn)分析； 風(fēng)險(xiǎn)矩陣法； 潮白河

中圖法分類號：TV871.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.15974/j.cnki.slsdkb.2025.04.007 文章編號：1006-0081（2025）04-0035-06

0 引 言

為有效應(yīng)對各種自然災(zāi)害，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全和國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，有必要開展堤防工程風(fēng)險(xiǎn)分析研究。堤防風(fēng)險(xiǎn)評估通常運(yùn)用系統(tǒng)工程和概率統(tǒng)計(jì)理論方法，對影響堤防工程安全的各種風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行辨識、分析、評價(jià)、預(yù)測與控制，使風(fēng)險(xiǎn)處于可接受的范圍內(nèi)［1-3］。風(fēng)險(xiǎn)分析分為定性、定量與半定量分析［4-6］。

定性風(fēng)險(xiǎn)分析方法包括頭腦風(fēng)暴法、德爾菲法、情景分析與檢查表法等。楊志海［7］選用德爾菲法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識別，建立風(fēng)險(xiǎn)因素表，使用專家打分法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，得出了各類風(fēng)險(xiǎn)等級。陳聯(lián)村等［8］借助情景分析法進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)源識別，并采用風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)法對風(fēng)險(xiǎn)后果進(jìn)行綜合評判。定性分析往往依賴于主觀判斷和經(jīng)驗(yàn)，缺乏客觀性和準(zhǔn)確性，無法對風(fēng)險(xiǎn)大小進(jìn)行定量化判斷，其可能忽略風(fēng)險(xiǎn)的概率和潛在影響的具體量化，從而影響分析的可靠性。

定量風(fēng)險(xiǎn)分析需要構(gòu)建結(jié)構(gòu)方程，其偏理論化，運(yùn)用難度較高，存在與工程項(xiàng)目管理適配性不佳的矛盾。魏明華等［9］運(yùn)用層次分析法建立了農(nóng)業(yè)水利工程建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)三層結(jié)構(gòu)體系，對農(nóng)業(yè)水利工程的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行模擬與分析。Wang等［10］采用層次分析法建立了適合滑坡誘發(fā)風(fēng)暴潮災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模型，并對三峽庫區(qū)紅巖子滑坡風(fēng)暴潮災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評價(jià)。劉楨義等［11］結(jié)合層次分析法構(gòu)建了小型水庫土石壩安全評價(jià)指標(biāo)體系，并以浙江省杭州市康門大壩為例進(jìn)行驗(yàn)證，計(jì)算邏輯清晰，評價(jià)等級符合工程實(shí)際。鐘登華等［12］把層次分析法運(yùn)用于工程項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)分析，在風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)時(shí)同時(shí)考慮多個(gè)準(zhǔn)則，納入了一些傳統(tǒng)概率方法中不易考慮到的準(zhǔn)則，并給出了應(yīng)用實(shí)際分析風(fēng)險(xiǎn)因素排序。唐洋博等［13］基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建立了地面塌陷風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)方法，并通過邏輯回歸算法預(yù)測管網(wǎng)管周地面塌陷風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生率。定量風(fēng)險(xiǎn)分析依賴于大量的數(shù)據(jù)和精確的模型，這在實(shí)際應(yīng)用中可能難以完全實(shí)現(xiàn)。水利工程涉及的因素眾多，包括自然環(huán)境、工程技術(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等多個(gè)方面，這些因素的數(shù)據(jù)獲取和整合難度較大。此外，模型的建立也需要基于一定的假設(shè)和簡化，這可能導(dǎo)致分析結(jié)果與實(shí)際情況存在偏差。

鑒于定性風(fēng)險(xiǎn)分析的主觀判斷特性以及定量風(fēng)險(xiǎn)分析的理論化傾向，引入半定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法。半定量風(fēng)險(xiǎn)分析包括風(fēng)險(xiǎn)矩陣法、事件樹分析等。王智源等［14］提出一種基于事件樹分析法的油庫安全風(fēng)險(xiǎn)評估方法，通過構(gòu)造油庫作業(yè)事件樹，計(jì)算出各后果事件的發(fā)生概率及嚴(yán)重程度，并劃分風(fēng)險(xiǎn)等級。事件樹分析法則比較耗費(fèi)人力、物力，并且建樹過程復(fù)雜，人為影響較大。王偉等［15］采用加權(quán)風(fēng)險(xiǎn)矩陣法分析泵站的運(yùn)行危險(xiǎn)源，評定風(fēng)險(xiǎn)等級并進(jìn)行分級管控。孫長飛等［16］運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)矩陣法研究物流外包風(fēng)險(xiǎn)，建立物流外包風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系，并結(jié)合實(shí)例給出了定量與定性的結(jié)果，為企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管理提供決策支持。

相對來說，風(fēng)險(xiǎn)矩陣法能夠依據(jù)事故發(fā)生的可能性和發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的嚴(yán)重性，針對不同層面的危險(xiǎn)源進(jìn)行分析，評定風(fēng)險(xiǎn)等級。該方法便于理解與應(yīng)用，方便后期不同評估主體的使用，且便于操作，各項(xiàng)輸入指標(biāo)易于獲得，同時(shí)結(jié)果可視化強(qiáng)。然而，目前利用風(fēng)險(xiǎn)矩陣法對堤防工程自然災(zāi)害類風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析的研究相對較少。本文采用風(fēng)險(xiǎn)矩陣法，對海河潮白河右堤梭草村險(xiǎn)工段進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，提出評估指標(biāo)及分級標(biāo)準(zhǔn)，分析自然災(zāi)害類風(fēng)險(xiǎn)對該堤防段的影響，以為堤防工程的風(fēng)險(xiǎn)管理、運(yùn)行安全提供參考，為北京市開展水利工程綜合風(fēng)險(xiǎn)評估工作提供技術(shù)支撐。

1 風(fēng)險(xiǎn)矩陣法

風(fēng)險(xiǎn)矩陣法是一種將定性或半定量的風(fēng)險(xiǎn)大小發(fā)生可能性與后果嚴(yán)重性結(jié)合起來的技術(shù)方法［17］。該方法將風(fēng)險(xiǎn)識別的類型、風(fēng)險(xiǎn)的危害程度與風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率可視化［18-19］，既能識別關(guān)鍵風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，還能評估風(fēng)險(xiǎn)水平［20］。風(fēng)險(xiǎn)矩陣法計(jì)算公式如下［21］：

R=L×S （1）

式中：R為風(fēng)險(xiǎn)值；L為可能性等級；S為嚴(yán)重性等級。

1.1 可能性等級評判標(biāo)準(zhǔn)

風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性水平按照從高到低通常分為A、B、C、D、E共5級，分別對應(yīng)幾乎肯定、很可能、可能、較不可能、基本不可能，對應(yīng)分?jǐn)?shù)分別為5，4，3，2，1分。

風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性通常取決于安全風(fēng)險(xiǎn)源的固有屬性和運(yùn)營管理單位對安全風(fēng)險(xiǎn)的管控能力。體現(xiàn)在安全狀況、使用情況、管控措施設(shè)置和執(zhí)行情況、現(xiàn)有人員資質(zhì)技能、災(zāi)害發(fā)生概率等5個(gè)方面，但對于自然災(zāi)害類風(fēng)險(xiǎn)，還要考慮災(zāi)害自身可能發(fā)生的概率、工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等因素。風(fēng)險(xiǎn)的可能性分析等級計(jì)算公式如下：

L=Max（L1，L2，L3，L4，L5） （2）

式中：L為可能性等級；L1為安全現(xiàn)狀；L2為使用情況；L3為管控措施設(shè)置和執(zhí)行情況；L4為現(xiàn)有人員資質(zhì)技能情況；L5為災(zāi)害發(fā)生概率。具體的評判標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.2 嚴(yán)重性等級評判標(biāo)準(zhǔn)

風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生后的嚴(yán)重程度按照從高到低分別為特別重大、重大、較大、一般、很小，對應(yīng)分?jǐn)?shù)分別為5，4，3，2，1分。

嚴(yán)重性分析從可能造成傷亡人數(shù)、直接經(jīng)濟(jì)損失、安全故障影響、環(huán)境及社會(huì)影響4個(gè)方面考慮，設(shè)置4個(gè)影響因子。風(fēng)險(xiǎn)的嚴(yán)重性分析等級計(jì)算公式：

S=Max（S1，S2，S3，S4） （3）

式中：S為嚴(yán)重性等級；S1為可能造成傷亡人數(shù)；S2為直接經(jīng)濟(jì)損失；S3為安全

故障影響；S4為環(huán)境及社會(huì)影響。具體的評判標(biāo)準(zhǔn)見表2。

1.3 風(fēng)險(xiǎn)等級

風(fēng)險(xiǎn)等級應(yīng)按照公式（1），由可能性等級和嚴(yán)重性等級的乘積所確定的風(fēng)險(xiǎn)值（R）來確定。風(fēng)險(xiǎn)等級從高到低劃分為重大、風(fēng)險(xiǎn)、風(fēng)險(xiǎn)、低風(fēng)險(xiǎn)，分別用紅、橙、黃、藍(lán)4種顏色標(biāo)示，見表3。

2 實(shí)踐應(yīng)用

2.1 工程概況

潮白河是海河五大水系之一，也是北京市第二大河，該河流經(jīng)京、津、冀三省市，于天津北塘附近匯入渤海，河道全長467 km，總流域面積19 354 km2。該區(qū)屬大陸季風(fēng)性氣候，春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季秋高氣爽，冬季寒冷干燥。多年平均降水量為633.59 mm。

潮白河右堤梭草村險(xiǎn)工段（16+560～16+800）屬于潮白河中上游，潮白河工程等別為Ⅱ等，堤防工程級別為2級。潮白河干流匯合口至蘇莊閘以上堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇超高1.5 m。堤頂路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為公路四級，地震荷載按Ⅷ度計(jì)取。

北京地區(qū)位于華北平原北部邊緣，北部、西部為山區(qū)，屬于燕山和太行山余脈。大地構(gòu)造位置位于祁呂賀蘭山字型構(gòu)造東翼反射弧南翼，新華夏系第二沉降帶與第二隆起帶之間，構(gòu)造主要受新華夏系控制。構(gòu)造總體走向以北東方向?yàn)橹?。本場區(qū)處于中朝準(zhǔn)地臺、燕山臺褶帶（Ⅱ1）、密（云）懷（來）中隆斷（Ⅲ2）、昌（平）懷（柔）中穹斷（Ⅳ5）的東北部。

潮白河右堤梭草村東段為填土堤，河堤兩側(cè)場地地形起伏較大，為沖洪積堆積地形，地勢西南部高、東北部低，堤外側(cè)植被茂密。堤頂高出河底平均12.5 m，高出外堤腳外沙坑底平均14.5 m。內(nèi)外堤坡均為土質(zhì)邊坡，內(nèi)堤坡坡度平均1∶3，外堤坡坡度平均1∶2.5。堤頂寬10.5 m，堤頂瀝青混凝土路面寬7 m。

2.2 風(fēng)險(xiǎn)識別與分析

潮白河右堤梭草村險(xiǎn)工段的自然災(zāi)害類風(fēng)險(xiǎn)，按工程可能會(huì)遭受的自然災(zāi)害類型進(jìn)行分類分析，包括氣象災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害、水旱災(zāi)害、地震災(zāi)害、其他災(zāi)害等五大類風(fēng)險(xiǎn)，具體包括：寒潮，暴雨，雪災(zāi)，大風(fēng)，高溫，低溫，雷電，冰雹，大霧、霾、沙塵，地面塌陷，地面沉降，地裂縫，洪澇，地震，生物，地下水位、水質(zhì)變化等16類子風(fēng)險(xiǎn)源。

以暴雨風(fēng)險(xiǎn)為例，工程區(qū)屬大陸季風(fēng)性氣候，春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季秋高氣爽，冬季寒冷干燥。附近懷柔水庫雨量站多年平均年降水量643 mm（1956～2016年）。降水量具有年際變化大、年內(nèi)分配不均、暴雨比較集中等特點(diǎn)。年最大降水量1 118 mm（1969年），為年最小降水量342 mm（1962年）的3倍多，汛期（6～9月）降水占全年的80%以上，且汛期降水的70%集中在7、8兩月，且多以暴雨形式出現(xiàn)。如遇暴雨、強(qiáng)降雨，雨水不能迅速宣泄、土壤水分過度飽和，會(huì)導(dǎo)致堤防潰決。

潮白河干流匯合口至蘇莊閘以上堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)為50 a一遇（洪水頻率2%），暴雨發(fā)生的概率依照建筑物的防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，即設(shè)計(jì)洪水頻率P來確定，見表4。根據(jù)以上描述，按照表1的評判標(biāo)準(zhǔn)分析出暴雨風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能性等級為C（可能）。

考慮堤防自身的防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，一般情況下標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的暴雨洪水不會(huì)對堤防造成危害，但暴雨的發(fā)生具有偶然性、不可控性和高危害性。暴雨洪水可能會(huì)沖刷堤防，導(dǎo)致堤防潰決，工程安全影響較大，影響堤防保護(hù)區(qū)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。按照表2的評判標(biāo)準(zhǔn)分析出暴雨風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生后的嚴(yán)重性等級為一般。按照同樣的程序，分析其他各子類風(fēng)險(xiǎn)的等級大小，結(jié)果見表5。

2.3 風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)

通過風(fēng)險(xiǎn)矩陣法，對潮白河右堤梭草村險(xiǎn)工段的自然災(zāi)害類風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行辨識、分析評價(jià)與管控，共有自然災(zāi)害類風(fēng)險(xiǎn)16項(xiàng)，其中一般風(fēng)險(xiǎn)12項(xiàng)，對應(yīng)“黃色”風(fēng)險(xiǎn)等級；低風(fēng)險(xiǎn)4項(xiàng)，對應(yīng)“藍(lán)色”風(fēng)險(xiǎn)等級；無較大和重大風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 風(fēng)險(xiǎn)控制

為有效應(yīng)對自然災(zāi)害類風(fēng)險(xiǎn)，提出針對性建議與共性措施對各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管控。① 落實(shí)各項(xiàng)防汛責(zé)任。督促巡堤查險(xiǎn)等責(zé)任人及時(shí)上崗到位、履職盡責(zé)，切實(shí)加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，確保各項(xiàng)防御措施落實(shí)到位、發(fā)揮實(shí)效。② 強(qiáng)化監(jiān)測預(yù)報(bào)預(yù)警。密切監(jiān)視雨情水情，滾動(dòng)預(yù)測預(yù)報(bào)和分析研判，努力提高預(yù)報(bào)精度，及時(shí)預(yù)警。③ 抓好工程巡查搶護(hù)。督促管理單位認(rèn)真組織河道堤防巡查，一旦發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情，立即采取搶護(hù)措施，做到險(xiǎn)情早監(jiān)測、早發(fā)現(xiàn)、早處置。及時(shí)向當(dāng)?shù)卣蜕霞壷鞴懿块T報(bào)告，實(shí)現(xiàn)“防”與“抗”的無縫銜接。及時(shí)派出水利專家指導(dǎo)搶險(xiǎn)救援，科學(xué)有效處理險(xiǎn)情［22］。④ 加強(qiáng)人員培訓(xùn)，日常管理要到位，極端天氣工作時(shí)要加強(qiáng)防護(hù)，提高各方人員安全意識，做好應(yīng)急物資儲備，有效應(yīng)對突發(fā)事件。⑤ 針對地質(zhì)災(zāi)害，要加強(qiáng)路面日常養(yǎng)護(hù)，定期檢查路面狀況；備用檢修裝備、應(yīng)急維修裝備配備到位，能夠有效應(yīng)對突發(fā)事件。⑥ 針對地震災(zāi)害，要補(bǔ)充完善地震應(yīng)急預(yù)案，制定行之有效的現(xiàn)場處置方案。⑦ 針對其他災(zāi)害，要加強(qiáng)日常巡視巡查，及時(shí)排查生物危害；定期觀測地下水位、土壤滲透壓力變化。

風(fēng)險(xiǎn)控制后，評估結(jié)果也會(huì)根據(jù)實(shí)際情況動(dòng)態(tài)變化，因此，也需要定期重新評估并確定風(fēng)險(xiǎn)等級，動(dòng)態(tài)監(jiān)管。

3 結(jié)論與討論

（1） 本文提出基于風(fēng)險(xiǎn)矩陣法的堤防自然災(zāi)害類風(fēng)險(xiǎn)分析方法，并以潮白河右堤梭草村險(xiǎn)工段為例，辨識出氣象、地質(zhì)、水旱、地震、其他等五大類、16子類的自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)源。

（2） 梭草村險(xiǎn)工段的自然災(zāi)害類風(fēng)險(xiǎn)以一般風(fēng)險(xiǎn)為主，占比75%；低風(fēng)險(xiǎn)占比25%，均為氣象類風(fēng)險(xiǎn)；無較大、重大風(fēng)險(xiǎn)。

（3） 根據(jù)分析出的各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)等級，從防汛責(zé)任、預(yù)報(bào)預(yù)警、巡查搶護(hù)、人員培訓(xùn)等方面，提出風(fēng)險(xiǎn)管控措施，更好地發(fā)揮預(yù)防的前置性，做好風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

（4） 采用風(fēng)險(xiǎn)矩陣法對潮白河右堤梭草村險(xiǎn)工段進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析發(fā)現(xiàn)，該方法具有較好的實(shí)用性，滿足堤防風(fēng)險(xiǎn)評估的需求且具有可推廣性，具有示范作用。

（5） 堤防受自然災(zāi)害、運(yùn)行管理等因素的影響，無論是因暴雨、洪澇災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害等原因，還是人員管理不當(dāng)造成的操作失誤，最終都可導(dǎo)致堤防漫溢、滲水、管涌、漏洞、滑坡、陷坑、裂縫坍塌、決口等風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生，進(jìn)而造成人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失并產(chǎn)生嚴(yán)重社會(huì)影響。隨著現(xiàn)代化城市發(fā)展，堤防不僅僅要發(fā)揮防洪功能，更要兼顧生態(tài)效益與社會(huì)價(jià)值。因此，要進(jìn)一步從常態(tài)化動(dòng)態(tài)管理、加大后期投入、持續(xù)推進(jìn)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)工作、完善應(yīng)急預(yù)案體系建設(shè)等方面落實(shí)好各類風(fēng)險(xiǎn)的管控，通過風(fēng)險(xiǎn)管控為潮白河綠色生態(tài)發(fā)展帶建設(shè)成為生態(tài)良好、功能完善、經(jīng)濟(jì)繁榮、宜居和諧之區(qū)創(chuàng)造條件。

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（編輯：高小雲(yún)）

Analysis of natural disaster risk in levee project based on risk matrix method

HUANG Yue1，WANG Xiaohui1，WANG Chenggang2，WANG Jianhui1

（1.Beijing Water Science amp; Technology Institute，Beijing 100048，China； 2.Beijing Water Conservancy Project Management Center，Beijing 100038，China）

Abstract： The current risk analysis of levees mainly relies on qualitative analysis or only studies single risk sources such as seepage and breach，and the risk classification only consider the project itself with less consideration of the impact of external environmental risks.Therefore，the dangerous section in Suocao Village of the right embankment of Chaobai River in Haihe River was taken as an example，the risk matrix method was adopted to analyze and study the natural disaster risks of this section.The results showed that there were five major categories in the Suaocao Village dangerous section，including meteorological，geological，water and drought，earthquake，and other risks，and 16 subcategories of natural disaster risk sources.Among them，the natural disaster risks of Suaocao Village dangerous section were mainly general risks，accounting for 75%，and low risks account for 25%，all of which were meteorological risks.There were no relatively large or major risks.The research results can provide a reference for the comprehensive risk analysis of levee projects，and also provide technical support for the safety management and standardized construction of levees.

Key words： levee project； risk analysis； risk matrix method； Chaobai River

收稿日期：2024-04-07

作者簡介：黃 悅，女，碩士，主要從事水利工程安全評估、評價(jià)研究工作。E-mail：2251938562@qq.com

作者簡介：王建慧，男，正高級工程師，博士，主要從事水利工程安全管理研究工作。E-mail：wjh0067@139.com

引用格式：黃悅，王曉慧，王成剛，等.基于風(fēng)險(xiǎn)矩陣法的堤防工程自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析［J］.水利水電快報(bào)，2025，46（4）：35-40.