（风险管理）流域洪水风
险分析与定量评估
（2）对于缺乏资料或年代较为久远的洪水，可以通过调查考证的途径[1]分析洪水发生时的
淹没情况。调查考证的内容包括对沿洪水路径洪痕调查，查阅有关洪涝灾情的历史文献记载，
走访洪泛区居民等。
（3）洪水径流是塑造地貌的重要外力，洪流的侵蚀、搬运和堆积作用形成的洪水地貌包括
废河道、天然冲积堤、冲积扇（洪积平原）、河漫滩（冲积平原）、沼泽地、三角洲等[2]。
通过对洪水地貌分析，可以大致上分析出洪水径流的强度、范围和水深，作为分析淹没实况
的依据。
（4）对于河流早已改道远古时代发生的大洪水，可以通过水文地质地貌分析并结合水力学
方法估计古洪水的水位和流量，近似推算古洪水重现时的淹没情况。
实际洪水分析途径主要适合于天然流域，一般不能估计流域城市化、防洪工程和防洪措施的
效应。
水文学和水力学方法
水文学和水力学方法是根据流域现状或规划条件下土地利用特征和工程条件，采用水文学和
水力学方法分析推求流域洪水泛滥后的淹没状况。目前国内外流行的水文学和水力学方法和
模型众多，采用何种方法和模型应该针对流域水文地理特征、工程调度方式、资料条件以及
计算精度来选择应用。
（1）由设计暴雨推求设计洪峰或设计洪水过程线可以采用水文学方法，如推理方法、径流
系数折算法、先损后损法、下渗曲线法、降雨径流相关图法、蓄满产流模型、超渗产流模型
[5]等。
（2）由设计洪峰推求河道洪水位，可采用水面曲线法、回水曲线法、经验公式等。位于河
道洪水位以下的区域可作为可能的洪水淹没区域作进一步分析。
（3）由设计洪水过程线推求水位过程线，常用的水文学方法包括单位线法、等流时线法、
抵偿河长法、马斯京根法、调蓄演算法[3]等。
（4）对于河网汇流或坡面漫流计算采用水力学方法比较合适，如一维非恒定流和二维非恒
定流方法[4]，以及它们的简化形式等。采用水力学方法可以根据分析要求推求河道或流域
水深、流量、蓄水量的时空分布。
水文学和水力学方法计算结果频率概念明确，可以分析和模拟土地利用、工程建设、调度方
式、边界条件变化情况下的洪水状态，在洪水风险分析中应用较为广泛。
3洪灾损失统计评估
流域社会和经济特征统计
对流域的社会和经济数据应分门别类进行统计或估算。各种资料来源应尽可能，可以采用当
年或上年度本地区社会和经济统计年鉴。在有条件情况下，应该直接去当地收集最新和更详
细的资料，以满足洪灾损失估算的要求。需统计的基本资料包括：
（1）城镇和村乡人口、土地利用情况、耕地面积；
（2）各工矿企业固定资产和工业产值；
（3）农、林、牧、副、渔业产值及固定资产；
（4）单位和居民固定资产；
（5）服务和社会性行业产值和固定资产；
（6）公路、铁路、通信、供水、供气等各类生命线的分布；
（7）参加洪水保险的企业、居民数和保险金额。
洪灾损失评估
一般，洪灾损失评估内容包括这样几个方面：
（1）灾害影响的范围和强度。范围用面积或区域表示；灾害强度定性为若干级，如特大、
重大、大、中、小等；
（2）造成的经济损失。按工业损失、农业损失、商业损失、居民损失、其它行业损失等分
类统计，也可以分地区统计；
（3）生命线受害统计。所谓生命线系指交通系统、供电系统、供水系统、供气系统、邮电
系统等，一般可按系统中断时间计；
（4）人员伤亡数目；
（5）环境污染及疾病传播情况；
（6）社会影响。
经济损失评估是灾情评估的主要内容，但人员伤亡、水源污染、疾病流行、社会不安定、生
命线受损影响等是无法用货币表示的无形损失，在评估过程中须单列考虑。
洪水灾害所造成的经济损失包括直接损失和间接损失。直接损失主要是由于洪水直接淹没所
造成的集体及个人财产损失；间接损失指由于洪水期交通、电力中断，厂房、设备受损等造
成的产品成本增加及停产、误工损失，以及合同无法按期完成的违约损失等，还包括防洪抢
险、灾民撤离、疾病防治、灾后恢复等费用。由于对间接损失的详细分析和精确估计是很困
难的，一般是根据典型实例的调查结果或经验估计得出间接损失占直接损失的百分数来作为
间接洪灾损失估算的依据。
对于不同灾区，由于地形地貌、经济状况、季节、淹没程度、抢救措施的差别，洪灾损失是
不同的。但对于确定地区，洪灾损失的影响因素主要是淹没程度。如果资料充足，能够分区
分类建立洪灾损失与淹没水深、淹没历时之间的相关系，则灾情损失评估结果更为方便和可
靠。
4洪水风险图绘制
针对某一风险的洪水，根据分析和计算洪水淹没的范围、深度及相应的经济损失，按一定的
规格描绘和标明在流域地形图上，便得出洪水风险图。
洪水风险图采用大比例尺地形素图勾绘而成，比例尺大小可根据流域面积、洪水频率、淹没
范围、资料条件以及精度要求而定。在勾绘洪水淹没范围的边界时，要考虑洪水的可能路径，
结合地形情况，由比较熟悉当地地形且有经验的技术人员绘制，最好在实地查勘后进行。对
可能淹没区域，应设置彩色编码区，其颜色及深浅可以表示淹没深度的变化。风险图上应标
注重要部门和单位，如政府机关、大型厂矿企业、学校、医院、金融机构、居民区、村镇，
以及重要设施，水利工程，交通枢纽，通讯线路等。另外，图上应明确标明紧急情况下人员
转移、疏散的路线及地点。图的下方有专门说明框，简要说明洪水风险图的基本特性，包括
暴雨洪水频率、淹没区域、淹没水深、淹没历时、流域社会经济主要特征值、淹没区经济损
失评估结果等。另外还需说明风险图上各种标记、代号的含义。
洪水风险图绘制完成后，应出具一份编制说明，内容主要包括：
（1）流域水文、气象和地理特征，排水系统和水利工程概况，历史上典型洪涝灾害特点及
后果；
（2）流域社会经济特征统计；
（3）分区域阐述风险图上洪水灾害的特点和性质，灾害后果和经济损失；
（4）洪水风险图的制作依据、方法和存在问题；
（5）洪水风险发生时的应急措施；
（6）洪水风险图的应用范畴；
（7）其它说明事项。
5结语
流域洪水风险图可以定量和直观地描绘遭受洪水淹没风险的区域和洪灾造成的损失，属流域
非工程防洪措施之一。通过洪水风险图提高了全民防洪意识，为各级政府指挥抗洪提供了决
策依据，具有现实的社会效益和经济效益。
本文简要论述和分析了适合于流域洪水风险图编制的一些方法，侧重讨论了推求洪水淹没状
态的若干途径以及洪灾损失统计评估的内容。虽然其中的一些理论和方法还不够成熟和完善，
但出发点是希望有助于流域洪水风险图编制工作的深入开展。今后将在洪水风险分析领域作
进一步的研究工作。
水库防洪调度风险分析研究进展与发展趋势
• 简介：水库防洪调度风险分析是极其复杂的多目标风险评价问题。在前人研究工作
的基础上，阐述了水库防洪调度风险分析的含义，从水库调度风险分析的特点、范
围、对象和规模上对其在国内研究进展进行分析，进而对水库防洪调度风险分析发
展趋势进行展望。
• 关键字：水库,调度,防洪,风险分析
由于洪水设计计算、洪水预报、水库调度等诸方面存在众多不确定性因素，在汛限水位抬高
后，有可能导致水库防洪运用过程中出现风险。为了实现兴利效益与防洪目标的最佳结合，
需对不同汛限水位相应的防洪风险进行分析，为防汛限制水位的正确选择提供科学依据。
一、水库防洪调度风险分析的含义
1．风险的含义
风险包括两方面的含义：一是指风险意味着出现了损失，或者是未实现预期的目标值。二是
指这种损失出现与否是一种不确定性现象，它可用概率表示出现的可能程度，而不能对出现
与否做出确定性判断。
2．水库防洪调度风险的含义
有关水库防洪调度风险的定义较多，概括起来，泛指在特定时空环境条件下，水库防洪调度
运用过程中所发生的非期望事件。
3．水库防洪调度风险分析的含义
水库防洪调度风险分析是指对水库防洪调度中存在的各种风险进行识别、估计、评价，并在
此基础上优化组合各种风险管理技术，作出风险决策。
二、水库调度风险分析在国内的研究现状
20世纪 80年代初，水库运用风险问题在我国已经引起重视，经过 20多年的研究，取得了一
些成果。根据水库防洪调度风险分析的特点、范围、对象和规模的不同，可分以下几个类型。
1．水库来水预报风险分析
宋榜科等以柴河水库为例，详细地介绍了水库雨情自动测报系统的风险分析方法，首次将“重
现期法”“安全系数法”引进到水库雨情自动测报系统的风险分析中。徐玉英等将改进的一
次二阶矩法应用于水库洪水预报子系统的风险分析中，对水库洪水预报子系统的风险做了定
义和描述，并对风险率进行了定量计算。王本德等将标准风险评估方法应用到水库洪水标准
的风险分析中，并以柴河水库为例说明水库洪水标准的风险分析方法是可行的。
2．水库调度风险分析
田峰巍等结合黄河干流水库调度，对实施运用中的径流用水预报值、误差修正、风险决策等
几个关键问题进行了研究。冯平等根据风险决策理论，通过概率组合方法估算了水库的实际
防洪能力，然后与水库的设计防洪标准进行比较，判断水库提高汛限水位的可能性，并通过
风险效益的分析定量给出合理的汛限水位。黄强等针对水库调度风险问题，着重探讨了定量
风险分析方法中的概率与数理统计分析法、模拟分析法、马尔柯夫过程分析法和模糊数学分
析法，引入了不同的风险决策方法。傅湘等以三峡水库为研究对象，采用系统分析方法建立
了水库汛期限制水位的风险分析模型，帮助决策者作出符合科学原则的风险决策。
3．水库防洪泄洪能力风险分析
徐祖信等提出了开敞式溢洪道水力设计中风险的计算模式，将 JC法用于泄洪风险。郑管平
等综合考虑了水文和水工方面的不确定因素对溢流坝泄洪能力的影响。姜树海用 JC方法进
行了泄水构件免空化概率极限设计的计算和分析。金明系统研究了水力不确定性在防洪泄洪
系统风险分析中的作用。储祥元以 FOSM法进行参数估计，以 MC法结合拟优选择的办法求得
泄流能力的最佳概率模型。姜树海推导了调洪演算 Ito方程，求解了与泄洪风险率紧密相关
的库水位过程的概率密度分布。朱元牲等就水库安全设计与垮坝风险问题进行了研究，认为
设计标准应因地而异和因时而异。杨白银等研究了单一和梯级水库两种泄洪风险分析模式，
将 JC法引入水库泄洪风险分析计算中。王长新等对泄洪消能风险计算的 JC法和 MC法进行
了对比。姜树海建立了漫坝失事的随机模糊风险分析模型。熊明提出了大坝防洪安全风险计
算的原则、方法及适用条件等。
4．水库多目标风险分析
王本德等建立了水库防洪实时风险调度模型，该模型考虑了水库下游防洪效益与水库风险两
个目标。1991年，国内专家选用某水利工程防洪、发电、航运、建设投资和移民费用等作为
该水利枢纽经济风险分析的基本风险变量，采用三角形分布求得基本风险变量的概率分布，
然后用蒙特卡洛法推求该工程总体经济效益的概率分布。1995年，针对期望值方法的不足，
将分区多目标风险分析方法应用到防洪系统的最优规模决策之中，充分考虑了防洪安全、经
济发展和洪灾风险之间的关系，以利于正确优选防洪体系和相应的规模。1998年结合水电工
程的实际，建立了经济评价多目标风险分析模型，提出利用风险概念，结合改进后的 ELECTRE-
2方法，同时利用随机优选法结合线性分配法来求解上述模型，然后再用集结技术进行方案
的最后排序，以利于好中取优。
三、存在的不足及发展趋势
经过 20多年的努力，水库防洪调度风险分析研究取得了许多可喜的成果，但由于水库调度
系统结构复杂，涉及面广，影响因素众多，无论在理论、方法上，还是在应用上都尚未达到
完善的地步。
1．对多目标、多因素重视和研究不够
目前水库防洪调度风险分析只考虑单目标或单因素，造成水库防洪调度风险分析的结果缺少
客观实用性。因此，今后在水库防洪调度风险分析中，应综合考虑多目标、多风险因素下对
水库防洪调度的影响，使风险分析的结果更好的指导水库的实际运用。
2．未充分考虑主观人为因素
在水库防洪调度风险分析主要风险因素的识别中，只重视客观因素，未充分考虑主观的人为
因素，造成分析结果不合理，不能合理有效地利用水资源。在众多风险因素中，主观人为因
素是不可忽视的。因此，今后应充分研究主观人为因素在风险分析中的概率分布，使主观估
计的量化更贴近实际，从而使风险分析更加全面、合理。
3．新的风险分析理论和方法应用不多
水库防洪调度的风险分析方法一般分为定性分析法和定量分析法。定性分析法主要用于风险
可测度很小的风险主体，常用的方法有调查法、矩阵分析法和德尔菲法。这类方法主要是借
助于有关专家的知识、经验和判断来对风险加以估计和分析。但在水库调度中有些不确定性
因素难以分析、计算，如调度决策和实施的不确定性等。定量风险分析方法是借助数学工具
研究风险主体中的数量特征关系和变化，确定其风险率(或风险度)的方法。定量风险分析方
法有许多，但归纳起来可分为概率论与数理统计方法、随机模拟方法、马尔柯夫过程方法、
模糊数学方法等。这些方法应用于水库调度系统时受到一定的限制。随着科学技术的进步，
各学科相互渗透，应把别的学科的科学成果引用过来，如人工神经网络——蒙特卡罗法、结
构分析法、耦合理论等，这些方法对于随机现象、互相关联、非线性等风险分析问题充分显
示了优越性。在水库防洪调度风险分析中应用这些新的理论和方法，不仅能促进这些方法本
身的实际应用，同时也是对风险分析理论和实践的有益探索。
感谢阅读
