水庫設計洪水與風險管理

顧艷平　白雪峰

摘 要：隨著我國社會和農業的快速發展，我國水利工程業也得到了迅速發展。水利工程涵蓋了比較廣泛的內容，其中水庫建設和管理是重要的內容，在水庫運行管理中，水庫設計洪水與風險管理很重要，本研究綜述了水庫設計洪水概述、水庫設計洪水與風險管理的關系分析、水庫風險管理的措施研究等內容。目的在于給水庫運行管理提供新思路。

關鍵詞：水庫；設計洪水；風險管理；措施

國科技的不斷地發展給水利工程業的發展帶來了極大的契機。但是，近些年來受多方面因素的影響，包括能源資源和經濟結構的改變。這些因素在很大程度上制約了水利工程的發展。水庫運行管理是水利工程發展的關鍵環節，由于水文事件發生、發展的各個方面都存在不確定性，設計洪水過程也存在不確定性。設計洪水計算方法主要是可能最大降雨和水文頻率法，水庫的運行管理也是一種風險管理，總目標是降低或者分散風險進而提高工程運行效率。

1 水庫設計洪水與風險概述

1.1 設計洪水與風險

設計洪水在水庫建設和運行管理中是至關重要的，它是水庫設計和運行管理的重要的依據，同時也是水庫設計人員和管理人員共同關注的問題。我國在設計洪水時主要采用兩種計算方法，一種是通過流量資料推出設計洪水，這種方法比較直接；而另一種方法是根據雨量資料推求出設計洪水，這種方法是一種間接的方法。在工程設計過程中往往采用前一種方法，這種方法準確度比較高，因為這種計算方法依據的資料都是實測的，中間的環節相對比較少。

在水庫設計洪水過程中，影響水庫安全的風險因素很多，主要有降雨引起的暴雨洪水、水庫工程質量的可靠性、還有其它一些自然或非自然的因素。在水庫設計中，人們通過不同的安全標準體現自然現象的不確定性，同時根據不同區域的水文性質和安全要求進行不同的設計洪水，所以可以把設計洪水定義為它是在給定工程安全標準情況下某個典型洪水過程。在實際的水庫運行過程中出現同一程度的洪水工程的可能基本為零，同時設計洪水要依據國家所規定的標準。

1.2 設計洪水的特性

設計洪水一個比較典型的特征就是不確定性，這是由于水文事件的發生和發展都存在著很大的不確定性造成的，另外，在計算設計洪水的很多方法中，采用的資料、參數等大都存在不確定性因素，比如說降雨的強度、墊面的透水效果、歷史資料的準確性等，這些問題都存在著不確定性。導致這種不確定的因素有很多，其中包括資料的不完整，自然規律的不確定性，管理人員的意識差等。水文的不確定性決定了它是不肯能被準確地描述的，在設計中所列的參數只能作為實際風險的一種表征，也只是體現實際工程中風險環境和人們的冒險程度，人們在長期的設計實踐中慢慢地意識到工程的標準是不可能無限地提高，人們是不可避免地要承擔一定的風險。

1.3 設計洪水技術處理方法

我國在水庫的設計洪水過程中，主要采用了兩種方法，它們分別是最大降雨法和水文頻率法，兩種方法還是存在著一定的區別的，最大降雨法主要從洪水發生原因方面考慮的；而水文頻率法則是從水文事件發生的概率方面考慮的。雖然兩種方法存在著一定的差異，但是它們關于最終成果只是在特定條件下的一種事件的可能性，由此作出的設計決策仍然具有風險特征的認識是一致的，設計洪水方法的使用體現了水庫工作人員對洪水的隨機性的認識。而我國的設計洪水的主要思想是：多種途徑、綜合性分析、合理地選定。

另外，我國在進行設計洪水的具體計算時主要采用了年最大法，這種方法最大程度地考慮了自然規律的不確定性，而國外一些國家在進行設計洪水時主要采用了三種方法，包含了能最大洪水、由大壩工程本身安全要求出發提出允許的大壩安全標準、直接通過定量洪水風險分析，確定稀遇洪水事件的概率與相應洪水災害損失的關系。無論如何，所有的設計洪水計算方法都是出于對水庫安全的考慮，在設計洪水計算方法要遵循幾個原則：第一，采用的方法是不是隨著時間系列的變化而發生較大的改變；需要資料的可能性和分析過程的復雜性是否可接受，采用一種方法必須考慮自己的目標可達性；第三，所采用方法得出的結論是否能為大家所接受。

2 水庫設計洪水與風險管理的關系分析

水庫的設計洪水仍然是一種風險概念，所以提高水庫安全管理就不能過分地依賴設計洪水的成果，而水庫的運行管理可以看作是一種風險管理，工程設計的最終目標就是不斷地降低風險，不斷地提高水庫運行效率。在水庫運行管理中不能單一的依靠設計洪水成果，特別是遇到一些罕見的洪水事件，要根據實際情況采取綜合管理措施。設計洪水過程只不過是設計階段簡單地根據已有的資料和對水文現象的認識水平，對于根據設計洪水所確定的一些水庫控制參數，它實際上只是一種水庫工程安全范疇的標準框架。實際的運行管理必須根據具體是自然情況和工程情況，再以設計洪水為基礎進行動態管理，只有這樣才能更好地降低水庫安全風險，才能保證水庫的高效運行。

3 水庫風險管理的措施研究

3.1 針對水庫設計洪水抗風險措施

在水庫風險管理中，首要的問題是要考慮到遭遇洪水時應該如何抵制險情，防止水庫發生崩裂泄洪，盡可能地減輕洪水帶來的損失。因此，在工程設計時要充分地考慮到設計洪水的風險性和不確定性，盡可能采取一些工程或非工程手段來保證水庫的安全。在水庫運行調度過程中要考慮到設計洪水的應急措施，一定要做好極限事件的預警和應急措施，最終可以最大程度地保證水庫安全，減少水庫險情。

3.2 不同頻率洪水事件的水庫特征水位動態控制

在水庫運行管理過程中，不同程度的洪水事件是水庫調度中經常遇到的問題，這種情況會很大程度地影響水庫效益，長時間的資料積累和現代科技對洪水事件把握比較準確，所以傳統方法得到的數據的準確性還是比較高的，可以作為水庫運行管理的依據。在水庫的運行管理中，很多條件都是在不斷地變化著，所以設計時候的數據只是一種假定狀態下的參考值，而實際運行過程中要根據具體的情況進行適當的調整。

3.3 水庫設計洪水中的風險分析

水庫設計的根本目標是要保證水庫安全，讓水庫得以發揮最大的效益，這完全符合風險管理的基本概念。所以，在水庫設計洪水時完全可能采用風險分析這種方法。雖然目前條件還不夠成熟，工程運用中的資料和設計洪水成果都不充足，但是在水庫設計洪水中采用風險分析的理論還是很有必要的，在不斷地實踐中，最終可以探索出合理的工程風險設計方法，這樣就可以不斷地提高水庫的安全風險管理水平。

我國水庫的風險管理應該按照不同的洪水事件采取相對應的管理措施，在工程的運行中應該高度地重視應急風險的管理。水庫設計和管理中要重視洪水預測和預警，制定出完善地應急方案，一定要確保工程和防洪對象安全，最終進行科學的調度和水資源利用。

4 結束語

總而言之，設計洪水在水庫建設和運行管理中是至關重要的，它是水庫設計和運行管理的重要的依據，而設計洪水計算方法的選擇也是非常重要的，在選擇時要綜合考慮各種影響因素，最終不斷地提高水庫的安全風險管理水平，進而發揮水庫最大的工程效益。

參考文獻

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