水庫除險加固投資風險分析

摘 要：該文以水庫除險加固為探討對象，概述了中小型水庫的病險成因和常見病險類型，并給出了水庫出險加固投資的經濟評價主要內容，最后給出了以隨機模擬等手段來建立投資風險的計算步驟。

關鍵詞：水庫 出險加固 風險 隨機模擬

中圖分類號：TV697.3；F426.91 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）05（c）-0208-01

自新中國建國以來，修建了大量水庫，共有大小水庫8萬多座。在這些數量龐大的水庫中，中小型占據了絕大多數。這些水庫在過去的幾十年的經濟建設中發揮了巨大作用，已經成為了國民經濟中的重要組成部分。但由于歷史原因，很多水庫在設計時所采用的標準偏低，施工質量受當時的技術條件限制，經過多年的運行后，往往會存在各種各樣的病險問題。在已經發生事故的水庫中，多數是中小水庫。水庫一旦發生事故，其后果往往都比較嚴重。對于大型水庫，其加固除險問題往往都需要通過特定的技術途徑來確定。從普遍適用性的角度，研究中小型水庫的加固除險問題具有很強的普遍意義，因此該文將就中小型水庫的出險加固為出發點進行探討。但由于中小型水庫的規模問題，進行除險加固時就需要依據一定的約束條件，因不同的加固形式所伴隨的經濟代價和潛在的風險也同的，因此需要在滿足水庫功能和安全性得到保障的前提下，研究進行水庫加固時的投資及風險。

1 水庫病險成因分析

造成水庫出現病險情的原因是多種多樣的，大多和原設計不合理、長時間運行后工程材料老化失修等關系密切。主要體現在以下幾個方面：（1）水庫設計標準方面的問題我國多數的中小型水庫都是20世紀60年代前后修建的，由于當時的水工結構設計規范等還很不完善，水工建筑物強度、材料使用等標準已經不能滿足水庫現今的使用需求。尤其在具有防洪任務水庫，由于流域水文條件的改變，防洪標準偏低方面的問題更加嚴重。（2）勘察設計方面的問題。由于時代技術水平限制和經費等問題，中小型水庫在興建時對壩區地質狀況的勘測往往不是很徹底，設計時靠工程經驗的成分較多。特別是對于流域資料缺乏的地區，對流域水文資料等的經驗估計會對工程防洪能力造成較大偏差，其集中表現就是工程的實際防洪能力不足，威脅到水庫安全。例如由于對水庫實際入庫洪水估計的不足，造成水庫泄洪設施不合理，缺乏專門的溢洪道造成泄洪能力不足，或是由于對地質勘探不足，造成建筑物沉降量過大或不均勻造成壩體開裂等。（3）施工方面的問題。水庫大壩由于其體積龐大，對施工中各個工序的質量要求較高，如果施工中質量管控不到位，容易造成諸如混凝土拌合時的不均勻、混凝土開裂、土石壩碾壓強度不滿足要求等。這些都和施工時的施工單位的技術能力和時代技術水平所限制。

2 中小水庫常見病險

鑒于以上幾類病險成因，在出現病險情的水庫主要表現為以下幾個方面：（1）由于設計標準方面的問題，水庫的防洪標準偏低，大壩高度已經不能滿足防洪要求。這是多數水庫面臨的共同問題。造成這一問題原因除了設計時防洪標準偏低外，還和水庫建成以來由于人類活動等影響造成的流域水文條件發生改變有關。（2）水工建筑物抗震標準偏低 由于水庫失事的后果嚴重性，現在對水庫的抗震要求已經比較重視，根據有關調查數據，由《中國地震動參數區劃圖》中來復核的水工建筑物抗震標準，很多水庫都無法滿足這一要求。（3）水工建筑物老化帶來的問題 這方面的問題主要表現為壩體塌陷、結構裂縫、滲漏、排水系統失效、抗滑穩定下降、混凝土炭化、壩下泄洪設施沖刷嚴重、泄洪道氣蝕嚴重等。（4）機電設備方面的問題。這方面的問題主要是管理上的問題，由于對水庫調度相關的閘門、機電設備等的管理、維護不力，設備老化銹蝕、止水片老化、閘門啟閉設備失效等。

3 病險水庫加固后的經濟評價內容

根據中小型水庫所承擔的的主要功能看，除險加固的主要目的是鞏固提高其防洪能力，在保障安全的前提下充分發揮其其他社會功效。該文中在對除險加固行為進行經濟評價時，主要依據《水利建設項目經濟評價規范》中的有關要求，來對水庫出險加固工程的社會經濟效益進行評價，以動態分析方法，對費用效益以有無該項目的增量分析法來進行討論。主要涉及的評價項目包括：（1）工程投資按影子價格調整工程投資；（2）年運行費用主要涉及的項目為對水庫進行出險加固后，所產生的管理費用、維護費用等，含大壩防滲加固、泄洪設施修復、日常養護費用、工人工資等。（3）增量效益。主要考慮的項目為對水庫加固后所獲得的防洪、漁業、灌溉、供水等效益。其中防洪效益以頻率法計算，按加固后水庫所能獲得防洪效益與水庫平均防洪效益之差來衡量。灌溉效益以完成水庫加固后可多供灌溉水量所形成的糧食增產量折算成貨幣單位來衡量。供水效益以水庫加固后增加供水人口用水量折算成貨幣單位衡量。養殖效益以增加的可養殖水面乘以單產收入的形式衡量。在國民經濟評價指標方面，以經濟內部收益率、凈現值和益本比的形式計算。（4）財務評價方面，需計算財務支出、供水成本（主要考慮固定資產形成率、年折舊費率、工程年折舊費和工程年運行費）、財務收入（含水費收入、水產養殖收入等）。（5）敏感性分析在水庫加固這類項目中，一般只進行項目國民經濟狀況做敏感性分析，可相對簡單以固定比例增加固定資產投資和減小效益的方式考察工程的凈現值、內部收益率和益本比。

4 水庫除險加固經濟評價的風險分析方法

水庫除險加固所能夠帶來的各類效益中，最重要的效益之一就是提高了水庫的防洪安全水平，也提高了下游保護對象的安全程度。因此在水庫除險加固的經濟評價風險分析中，應重點針對防洪方案的經濟效果評價及其風險。在計算水庫的防洪效益通常情況下會選用多年平均洪災損失以及工程的支出費用來建立防洪效益的函數表達式。但這類方法只能給出靜態值，不能計算防洪效益的經濟評價風險。為了建立防洪效益和風險之間的相關關系，本文中采取如下步驟來進行：（1）模擬徑流系列利用經典的蒙特卡洛隨機模擬法來隨機模擬徑流系列，對于流量較大的徑流系列則形成洪水過程，此時可計算該場洪水下的防洪效益，該場洪水的發生概率即對應于該防洪效益的概率。通過若干次模擬后便可繪制防洪效益和洪水概率之間的相關曲線；（2）同樣采取隨機模擬法，模擬水庫在經濟使用期內水產養殖效益值，并以對數正態分布來擬合該系列的模擬數據。（3）采用隨機模擬法，認為工程年維修費服從正態分布，以對數正態分布來擬合該組模擬數據。（4）按照風險分析有關理論，建立起如下的加固工程凈效益的極限狀態方程：，其中為防洪效益、水產養殖效益以及工程年維修費的函數，為其他投資，為其他收益，為項目決策指標。（5）由于防洪效益、水產養殖效益和工程年費用均已建立起風險關系曲線和函數表達式，故可通過求解，使之大于零，即可得到工程投資風險的臨界值。

參考文獻

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[2]蔡守華.基于AHP-TOPSIS的小型水庫除險加固優化排序方法[J].揚州大學學報，2009（12）：1.