水利水电工程洪水风险探讨

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0引言

现代大型工程通常具有投资规模大、参与建设的主体多元化、组织结构复杂、施工周期较长、施工环节多。存在许多不确定性等特征，这些不确定性构成了工程建设中的风险。在基础设施建设中，主要存在的风险因素包括水文因素、水力因素、结构因素、环境因素和经济因素等，这些因素使工程项目取得的实际结果往往同预期结果存在一定的偏差，不仅对基础设施建设的投资、效益和工程安全等领域带来影响，甚至会对地区经济发展、环境保护和生态平衡造成影响。水利水电项目的特点与现代大型工程类似，所以有必要对水利水电工程项目展开风险分析。

1概述

进行防洪工程设计需要对洪水进行调解，对设计断面上游工程的设计，包括水库工程、分洪工程和滞洪工程等，这些设计使天然洪水的状况得到改变，也使得设计断面下游的洪水状况得到改变。所以，对设计断面所处地区构成展开分析，在流域开发、水库等对下游所产生的防洪功能，开展梯级水库及水库群之间的联合洪水调度等方面都具有重要价值。目前，对洪水地区的组成进行设计所采用的方法通常包括“地区组成法”(其中包括典型年组成法和同频率组成法)、“频率组合法”及“随机模拟法”等。“地区组成法”中的“典型年组成法”做洪量分配当依据的是典型洪水当中的固定比率;“同频率组成法”分配洪量依据的是各组成部分的相同频率或相应频率。但是，上述两种方法存在的问题是，设计洪水过程中可能遗漏的最不利的组成状况，对防洪产生不利影响;而“频率组合法”，采用的是依据天然洪水的频率曲线推算下游断面在产生影响之后的频率曲线与设计值，这一推算过程对频率曲线有相当高的精度要求。“随机模拟法”则是采取随机生成的技术获取足量的系列数据资料，进行调洪推算直至下游断面，以推算出洪水过程线，存在的问题是人工生成的数据要通过繁杂的计算存在较大的误差。上述几种方法对洪水过程存在的较强随机性和设计洪水地区组成存在的风险也缺少考虑。

2洪水地区组成的JC法模型

洪水风险设计，其含义是以上游水系为基础，进行概率分布断面设计，其权值大于设计值。JC法是计算工程结构可靠度的一种方法，并被广泛使用于其它领域，如大坝的水力设计、水库泄洪的安全设计等。见图1。X表示上游水库控制周期t内的实际库Wt，间隔λ;Y表示在t时间(实际控制时间)内的最大洪水Wt;Z表示设计控制期内的价值。

3示例

某设计断面其防洪标准为百年一遇。X部分为水库上游施工中，对频率(P=1%)及洪水过程的设计分析，依据对历史数据做出的实际分析与具体计算得出每个部设计断面洪水开展实测包括1963、1964、1967、1964和1981年等年份。1964年7月份的洪水体现出的特点是峰型较细;1963、1967、1981年9月出现了峰型肥胖的洪水峰值。分析设计中实际Z值，某些区域上游水库的15d最大值，15d间隔对应于实际的构成。Z中可知，上游水库构成其部分主因，洪水间隔则只构成其小部分。水年状况分析不包括1981年，其余年份的每项流入都较大。1963、1964年尤甚，属超频洪水。故经对各类因素分析之后，确定1964年为洪水典型年，15d为其实际控制面积注水期。设计的最大时间平均流量是4450m3/s，这当中的最大区间所对应的时间平均流量是200m3/s。当中的放大系数对1964年出现的典型洪水进行放大，同时把放大后的入库流量依据调洪规则进行推算，在推算至设计断面同区间洪水相同时段时进行叠加，以推算出设计频率的洪水过程线。结果是设计断面最大时段与区间相应最大时段的平均流量分别是4450m3/s和200m3/s。考虑到上游水库的最大下泄通常在4250m3/s以内，故仅把区间乘以1．32(换算系数)，即可推算出瞬时最大流量，设计断面的最大流量是4520m3/s。上游水库下降至4520m3/s，受其影响而下降1150m3/s。洪水为百年一遇，上游水库将降低2170m3/s左右，与一般性规律相符。下游部分设计风险是0．3318%，显示出设计具有安全性。

4洪水保险方案设计

4．1“国家洪水保险计划”

作为一种特殊险种，洪水保险存在高风险性，在发生较大洪灾时，洪水经过地区的民众迫切需要大规模投资进行灾后的恢复建设，但是，灾区所积累的洪水保险基金数额通常无法满足恢复性建设的需求。我国的地理特点是地域辽阔，而七大流域所发生的洪水体现出显著的地域特点，几大流域在同一时间出现洪灾的机率微乎其微，即便是一至两个流域出现洪灾，就全国地域来说，也属于局部性洪灾。所以，编制“国家洪水保险计划”可有效分散较大洪水在时间方面及地域方面存在的风险，同时还可加强对洪灾地区的援助，有效节约财政开支。

4．2组建洪水保险的组织机构

作为一种特殊的保险品种，洪水保险的特点是，若出现较大洪灾，洪水保险赔付对象占全部投保客户的比例较高。因此，在某一区域开展的洪水保险业务或规模较小的保险公司通常无法承担起大量的理赔费用，在国内推广洪水保险，应组建国家级保险机构，由政府负责管理，组成人员以水利专家和保险行业专业人士组成。洪水保险机构至少设立国家和省(直辖市、自治区)两级组织，对全国及本区域内的保险业务负责管理。

4．3建立健全洪水保险法律法规体系

国内的洪水保险事业起步较晚，至今仍未建立起完整的法律法规体系。我国的《关于蓄滞洪区安全与实施指导纲要》中规定，在蓄滞洪区将逐渐开展洪水保险业务，《防洪法》也规定，对洪水保险采取“国家鼓励和扶持”的政策，但在洪水保险的具体实施方面还缺乏明确的法律法规，使得洪水保险在实际当中难以推行。美国有《联邦洪水保险法》、《全国洪水保险法》和《洪水灾害防御法》等完整法律法规体系支撑起洪水保险业务的有效开展。我国要有效推行洪水保险，就必须完善立法工作，在法律层面对洪水保险提供支持。完善相关的法律法规，对洪水区的各类组织和居民参与洪水保险做出明确规定，同时，在出现洪灾时各类组织和居民可依照法律法规得到洪灾损失理赔金，为灾后恢复性建设提供资金支持。综上所述，进行洪水保险涉及面极广，需要做大量工作，技术十分复杂，要建立符合国情的洪水保险体系是一项十分具有挑战性的任务，而洪水保险作为一项防洪减灾的重要防御措施，对完善国内的防洪管理体制，促进经济社会和谐发展都具有重要作用，所以政府机构需设计洪水保险战略规划，并开展完善与国情相符的洪水保险系统并完善洪水保险政策法规是一项十分紧迫的任务。

作者：徐雷 单位：白城市水利勘测设计院