关于洪水资源利用多目标风险决策分析

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1、关于洪水资源利用多目标风险决策分析摘要：洪水作为水资源的一种特殊组成部分，具有兴利、水害的双重性质，如何有效利用过境洪水资源成为缓解流域水资源才盾的重要措施之一。既能合理安全的利用过境洪水，乂不增加防洪压力是解决洪水利用问题的关键。本文对我国北方某流域卜•游地区进行过境洪水资源利用风险因素识别，针对大坝泄洪量和安全风险进行了评估，综合考虑了风险损火与经济效益之间的关系，构造过境洪水资源风险决策模型，并将模型的最优解作为水库水位调整的参考，使过境水资源得到综合利用，效益达到最人值。最后结合具体工程实例的研究，为相关过境水资源利

2、用捉供了决策依据。关键词：过境洪水；风险评估；决策模型；综合利用中图分类号文献标识码引言在流域下游，过境洪水大多都是从主干河道直接排入人海，在此过程小并没有得到有效的利用。在我国，对于洪水资源利用的研究主要侧重于水库汛限水位、洪水保险、风险决策及洪泛区管理等方向。涉及空间和时间相结合的风险评估，确定最佳蓄水位的研究并不深入。木文针对上述问题，结合具体工程背景，构造了过境洪水资源综合利用模型，将模型计算得到的综合效益值与水库汛限水位相结合，利用最优效益值调整水库汛限水位。1•洪水资源利用风险识别风险因素是风险管理的重要影响因素

3、。利用层次分析法，可以构造洪水资源利用风险因素指标系统，确定影响洪水利用的主耍风险因子和关键风险因子。针对流域下游的社会因素、工程因素以及水文地质特点，构造洪水资源利川风险识别系统。经相关分析论证，通过层次分析法将风险因素识别系统分为3个层级，指标层，准则层和目标层。识别系统包括六人因索：本地洪水不确定风险因索、水质不确定风险因素、洪水调度管理风险因索、不利生态环境管理风险因素、水岸上游來水不确定性风险因素、抬高水库汛限不确定风险因素。利用层次分析法进行风险因素识别，确定其中主要的风险因素。2•洪水资源利用风险评估依据己有的

4、统计洪水资料计算水库不同汛限水位的风险率，在根据汛限水位的最高库水位计算超过设计标准的风险率。通过上述方法计算水库汛限水位调敕后下泄流量风险率和人坝安全风险率。大坝安全风险率是指水库在原有的泄洪措施下，对水库汛限水位进行调整，调整后水席水位超过设计标准水位的概率。见公式1。n~NV(1)式中，爪HJ表示水库汛限水位；•表示超过设计标准水位风险率；N为资料各系列洪水总数；n为汛限水位为时，超过水库设计水位的频数。下游安全泄流量有一个安全值，当泄洪量超过这个值时，就会对下游产生危险，流量越大，造成的后果越严重。利用模糊数学方法

5、计算下泄流量风险率，见公式2和公式3。二工如"0)5%)⑵A=0/Vj+0.05/v2+0.2/v3+0.8/v44-0.95/v5+1/v6(3)式中，.心(HJ表示当汛限水位为H,•时下游河道安全泄流量风险；匕为下泄流量隶属度区间。公式3为区间隶属度表达式。3洪水资源利用风险决策模型3.1构造风险决策模型在建立洪水资源利用风险决策模型后，对流域下游地区水库汛限水位进行有效调整，确定汛限水位的最佳调整方案。全面分析洪水资源利用效益以及产生的风险损失，利用线性代数方法将两者的线性组合值作为有效汛限水位的指标，以达到效益最大化

6、为调整冃标。对水库进行汛限水位调整的时候，还要分析増加的蓄水量产生的经济效益和水库水位抬高后产生的风险损失。洪水资源利用的效益分析包括工业供水、农业供水、城镇生活供水以及第三产业供水。风险决策模型的构造全而分析了经济效益与风险损失的动态关系，在分析洪水资源利用中找到最佳的汛限水位以及综合效益的最大值。3.2模型计算水库汛限水位风险1=1标函数包括兴利效益风险目标和防洪效益风险目标，其屮，风险损失可用经济量的损失计算，模型目标是达到总风险效益最大化。模型目标见公式4。")=口(0)-工M)(4);=1;=1式中，S,(HJ为风

7、险效益值，Lj(HJ为风险损失值。4实例应用以我国北方某市某流域为例，该流域河网发达，冇近四十条地方骨干河道，承担了上游近7万平方千米的泄洪任务，该市水库校核洪水位为28.21m,相应洪峰流量为9850m3/s,设计洪水位27.05m,相应洪峰流量为7411m3/so在计算人坝安全风险率屮，取设计水位27.05m为设计标准水位，在进行调洪演算过程屮，不同频率的洪水以超过或接近设计标准水位为准，并将其作为大坝安全风险率进行计算。在计算下游泄流安全风险时，以不超水库安全泄流量为准,该水库安全泄流量取1900m3/so根据相关资料

8、统计，洪水资源利用的经济效益包含四个方面：工业、农业、城镇生活和第三产业,所占比重分别为18%、65%、12%、5%；用水分摊系数为0.1、0.5、0.3、0.3。根据当地的统计年鉴可知人均可支配收入为1.2万元；恩格尔系数e为0.4；人均年用水量为580m3o根据以上参数计算洪水资源利用