解析小型水庫安全運行風險的不確定性因素

【摘要】我國河流湖泊眾多，因此小型水庫的數量較多。但是目前小型水庫運行存在諸多問題，如安全性較差，缺乏有效的安全監管機制，管理水平相對低下。一直以來，我國水庫的安全評定機制為定性評估，這種評估機制缺乏對病險水庫風險及其下游危害程度的評估。因此亟需一種全新的風險評估機制，評估小型水庫存在的運行風險。此次研究主要探討小型水庫運行中存在的風險及其評估機制。

【關鍵詞】小型水庫；運行風險；風險評估

1、運行風險分析

對小型水庫的運行風險進行分析就是對可能導致水庫運行安全的因素進行全面系統的分析，對風險的水平及狀況進行評估，具體來說包括三個方面的內容：

1.1 風險識別

在風險事故發生之前，應該綜合運用各種方法對小型水庫運行面臨的風險及可能存在的風險進行全面系統的評估，分析風險發生的原因，并作好準備工作。在運行風險分析過程中，風險識別是最基礎的工作，包括以下幾個步驟，見圖1.

就小型水庫而言，影響其安全運行的風險因素較多，但歸納起來主要有以下幾種：

（1）防洪標準較低。隨著河流湖泊水文條件的變化，當初修建水庫時的防洪標準與現在的防洪標準相比較低。由于小型水庫的泄洪通道的不規整，導致通道變窄，致使泄洪能力不足，在遇到加到的水位時可能會造成小型水庫的潰壩。

（2）水庫質量較差。我國大多數小型水庫均建于上世紀的五六十年代，水庫修建時技術人員較少，施工設備落后，水庫的質量控制存在一定的缺陷，由此造成小型水庫的整體質量較差，使水庫的安全運行存在較大風險。

（3）滲漏。滲漏是小型水庫常見的風險因素，包括繞壩滲漏壩基滲漏和壩體滲漏三種。小型水庫一旦發生滲漏就會造成壩體浸潤線的抬升，會降低壩體填充材料的性能，會增加水庫壩體、壩基滑動的發生風險，嚴重者會造成水庫大壩的倒塌。

（4）滑坡。滑坡也是小型水庫運行的風險因素，，一旦發生滑坡，大壩的安全結構就會發生一定的變化，影響水庫大壩的安全性；另一方面，滑坡還會導致水庫泄洪通道的阻塞，增加水流對水庫大壩的沖擊力，增加水庫大壩倒塌的發生率。

（5）管理手段落后。小型水庫管理手段落后，運行管理滯后是其常見的風險因素，已經造成了諸多危害，因此加強小型水庫的管理已經成為必然的選擇，運營管理手段落后造成的風險因素往往是最致命的。

（6）不可抗拒因素，一些大的自然災害如地震、火山活動等也是小型水庫運行的風險因素，但是這些風險因素發生概率較低，但一旦發生將是致命的打擊，因此應當做好一定的防護工作。

1.2 風險評估

風險評估的主要目的是根據事件可能存在的風險因素測算出事件的發生率，另外，事后損失程度的測算也是風險評估的主要內容。以小型水庫為例，其存在的最大事件為潰壩，而造成潰壩的風險因素又是多種并存在，風險評估要做的就是測算每一風險因素的發生概率及其時候小型水庫的損失程度。

根據事件掌握程度的不同，風險可以分為確定型、不確定型和隨機型三種，確定型的風險的發生率為1（即100%），其損失程度也可以進行詳細的評估；隨機型風險是指發生率已知的風險因素；不確定型風險是指發生率不可知的風險因素，而小型水庫的潰壩的風險也就屬于此種類型的風險。

1.3 風險評價

風險評價即是一種決策，在風險識別和風險評估的基礎上，認定已確認的風險是否可以忍受，已實施的風險控制策略是否得當，將采取何種措施降低風險的發生率。小型水庫的安全運行的風險因素不僅包括小型水庫本身存在的風險因素，還包括社會、經濟等其他風險因素。現有專家已經提出我國小型水庫安全運行風險因素的風險標準。見表1.

2、灰色-隨機風險評價方法

2.1 灰色-隨機風險分析

通過上述的風險識別的分析可知小型水庫的安全運行存在的風險因素為六種，即防洪標準較低，水庫質量較差，滲漏，滑坡，管理手段落后，不可抗拒因素。一般而言，六種風險因素并不是單一作用于小型水庫，而是綜合作用的結果，個別風險因素之間還存在一定的關聯性，此次研究中將其關聯性排除在外。

在這里我們將小型水庫設定為一個灰色的系統，其中每一個影響安全運行的風險因素即是其中的一個變量，則向量表示為=（，，……，）。這些變量均符合灰色理論灰色概率分布的函數關系，將小型水庫失事狀態設定為g（）=0，因此小型水庫失事的風險因素的發生概率g（）<0。

從幾何意義上來講，g（）=0，表示一個臨街面，由于風險因素向量的特殊的灰色性質，整個小型水庫的灰色系統就存在個臨界面，臨界面到原點的距離以t表示，則t=（，），距離遠點的距離即表示風險因素發生率的，距離愈遠，表示風險因素的發生率愈小。因此水庫安全運行風險因素的最小距離的最大值和最小值分別表示為[max（t），min（t）]，因此水庫的失事風險因素的發生率為：

= /g（）<0（）t

在上述公式中，（）為的聯合概率函數。

2.2 灰色-隨機風險概率計算

水庫的失事風險因素的發生率的公式的測算方法有許多種，但是由于小型水庫的機構相對簡單，水庫的各項資料的搜集存在一定的困難，因此推薦使用一次二階矩法。

將水庫的失事風險因素的發生率的公式轉換為一般的隨機風險概率公式，隨后按照一次二階矩法計算，求得各風險因素的灰色的概率空間。另外根據變量的變化情況，測算的變化情況。將計算得出各種風險因素進行一階、二階取值的，取值后進行組合，其中一組風險因素的發生的最小概率，另一組風險因素發生的最大概率，則水庫的失事風險因素的發生率的公式為：

=[，]=[min（P{g（）<0}），max（P{g（）<0}）]

參考文獻：

[1]喻蔚然.小型水庫安全運行風險的不確定性分析[J].南水北調與水利科技， 2014，1（1）：131-134.

[2]姚艷杰.水庫除險加固效益的風險評估[D].青島：中國海洋大學，2010.

作者簡介：姜子南（1981年11月），男，大學本科，黑龍江省哈爾濱人，工程師，水利工程建設質量與安全監督。