水库设计洪水与风险管理

顾艳平　白雪峰

摘 要：随着我国社会和农业的快速发展，我国水利工程业也得到了迅速发展。水利工程涵盖了比较广泛的内容，其中水库建设和管理是重要的内容，在水库运行管理中，水库设计洪水与风险管理很重要，本研究综述了水库设计洪水概述、水库设计洪水与风险管理的关系分析、水库风险管理的措施研究等内容。目的在于给水库运行管理提供新思路。

关键词：水库；设计洪水；风险管理；措施

国科技的不断地发展给水利工程业的发展带来了极大的契机。但是，近些年来受多方面因素的影响，包括能源资源和经济结构的改变。这些因素在很大程度上制约了水利工程的发展。水库运行管理是水利工程发展的关键环节，由于水文事件发生、发展的各个方面都存在不确定性，设计洪水过程也存在不确定性。设计洪水计算方法主要是可能最大降雨和水文频率法，水库的运行管理也是一种风险管理，总目标是降低或者分散风险进而提高工程运行效率。

1 水库设计洪水与风险概述

1.1 设计洪水与风险

设计洪水在水库建设和运行管理中是至关重要的，它是水库设计和运行管理的重要的依据，同时也是水库设计人员和管理人员共同关注的问题。我国在设计洪水时主要采用两种计算方法，一种是通过流量资料推出设计洪水，这种方法比较直接；而另一种方法是根据雨量资料推求出设计洪水，这种方法是一种间接的方法。在工程设计过程中往往采用前一种方法，这种方法准确度比较高，因为这种计算方法依据的资料都是实测的，中间的环节相对比较少。

在水库设计洪水过程中，影响水库安全的风险因素很多，主要有降雨引起的暴雨洪水、水库工程质量的可靠性、还有其它一些自然或非自然的因素。在水库设计中，人们通过不同的安全标准体现自然现象的不确定性，同时根据不同区域的水文性质和安全要求进行不同的设计洪水，所以可以把设计洪水定义为它是在给定工程安全标准情况下某个典型洪水过程。在实际的水库运行过程中出现同一程度的洪水工程的可能基本为零，同时设计洪水要依据国家所规定的标准。

1.2 设计洪水的特性

设计洪水一个比较典型的特征就是不确定性，这是由于水文事件的发生和发展都存在着很大的不确定性造成的，另外，在计算设计洪水的很多方法中，采用的资料、参数等大都存在不确定性因素，比如说降雨的强度、垫面的透水效果、历史资料的准确性等，这些问题都存在着不确定性。导致这种不确定的因素有很多，其中包括资料的不完整，自然规律的不确定性，管理人员的意识差等。水文的不确定性决定了它是不肯能被准确地描述的，在设计中所列的参数只能作为实际风险的一种表征，也只是体现实际工程中风险环境和人们的冒险程度，人们在长期的设计实践中慢慢地意识到工程的标准是不可能无限地提高，人们是不可避免地要承担一定的风险。

1.3 设计洪水技术处理方法

我国在水库的设计洪水过程中，主要采用了两种方法，它们分别是最大降雨法和水文频率法，两种方法还是存在着一定的区别的，最大降雨法主要从洪水发生原因方面考虑的；而水文频率法则是从水文事件发生的概率方面考虑的。虽然两种方法存在着一定的差异，但是它们关于最终成果只是在特定条件下的一种事件的可能性，由此作出的设计决策仍然具有风险特征的认识是一致的，设计洪水方法的使用体现了水库工作人员对洪水的随机性的认识。而我国的设计洪水的主要思想是：多种途径、综合性分析、合理地选定。

另外，我国在进行设计洪水的具体计算时主要采用了年最大法，这种方法最大程度地考虑了自然规律的不确定性，而国外一些国家在进行设计洪水时主要采用了三种方法，包含了能最大洪水、由大坝工程本身安全要求出发提出允许的大坝安全标准、直接通过定量洪水风险分析，确定稀遇洪水事件的概率与相应洪水灾害损失的关系。无论如何，所有的设计洪水计算方法都是出于对水库安全的考虑，在设计洪水计算方法要遵循几个原则：第一，采用的方法是不是随着时间系列的变化而发生较大的改变；需要资料的可能性和分析过程的复杂性是否可接受，采用一种方法必须考虑自己的目标可达性；第三，所采用方法得出的结论是否能为大家所接受。

2 水库设计洪水与风险管理的关系分析

水库的设计洪水仍然是一种风险概念，所以提高水库安全管理就不能过分地依赖设计洪水的成果，而水库的运行管理可以看作是一种风险管理，工程设计的最终目标就是不断地降低风险，不断地提高水库运行效率。在水库运行管理中不能单一的依靠设计洪水成果，特别是遇到一些罕见的洪水事件，要根据实际情况采取综合管理措施。设计洪水过程只不过是设计阶段简单地根据已有的资料和对水文现象的认识水平，对于根据设计洪水所确定的一些水库控制参数，它实际上只是一种水库工程安全范畴的标准框架。实际的运行管理必须根据具体是自然情况和工程情况，再以设计洪水为基础进行动态管理，只有这样才能更好地降低水库安全风险，才能保证水库的高效运行。

3 水库风险管理的措施研究

3.1 针对水库设计洪水抗风险措施

在水库风险管理中，首要的问题是要考虑到遭遇洪水时应该如何抵制险情，防止水库发生崩裂泄洪，尽可能地减轻洪水带来的损失。因此，在工程设计时要充分地考虑到设计洪水的风险性和不确定性，尽可能采取一些工程或非工程手段来保证水库的安全。在水库运行调度过程中要考虑到设计洪水的应急措施，一定要做好极限事件的预警和应急措施，最终可以最大程度地保证水库安全，减少水库险情。

3.2 不同频率洪水事件的水库特征水位动态控制

在水库运行管理过程中，不同程度的洪水事件是水库调度中经常遇到的问题，这种情况会很大程度地影响水库效益，长时间的资料积累和现代科技对洪水事件把握比较准确，所以传统方法得到的数据的准确性还是比较高的，可以作为水库运行管理的依据。在水库的运行管理中，很多条件都是在不断地变化着，所以设计时候的数据只是一种假定状态下的参考值，而实际运行过程中要根据具体的情况进行适当的调整。

3.3 水库设计洪水中的风险分析

水库设计的根本目标是要保证水库安全，让水库得以发挥最大的效益，这完全符合风险管理的基本概念。所以，在水库设计洪水时完全可能采用风险分析这种方法。虽然目前条件还不够成熟，工程运用中的资料和设计洪水成果都不充足，但是在水库设计洪水中采用风险分析的理论还是很有必要的，在不断地实践中，最终可以探索出合理的工程风险设计方法，这样就可以不断地提高水库的安全风险管理水平。

我国水库的风险管理应该按照不同的洪水事件采取相对应的管理措施，在工程的运行中应该高度地重视应急风险的管理。水库设计和管理中要重视洪水预测和预警，制定出完善地应急方案，一定要确保工程和防洪对象安全，最终进行科学的调度和水资源利用。

4 结束语

总而言之，设计洪水在水库建设和运行管理中是至关重要的，它是水库设计和运行管理的重要的依据，而设计洪水计算方法的选择也是非常重要的，在选择时要综合考虑各种影响因素，最终不断地提高水库的安全风险管理水平，进而发挥水库最大的工程效益。

参考文献

[1]梅亚东，谈广鸣.大坝防洪安全评价的风险标准[J].水电能源科学，2002（4）.

[2]梅亚东，谈广鸣.大坝防洪安全的风险分析[J].武汉大学学报（工学版），2002（6）.

[3]程晓陶，李帅杰，王珊.城市型水灾害及其应对方略[J].中国水利，2010（13）.