漫坝风险分析在水库防洪中的应用

一、引言
　　随着工农业的发展和人口的增长，我国某些地区，特别是华北地区，日益感到水资源的不足，对非病险水库，在汛期把洪水作为宝贵的水资源尽可能多地加以存蓄，则可解决旱的问题。但是，水库尽量多蓄水，就有人担心会不会发生土石坝漫顶溢流的情况。的确，这种担心是可以理解的。不过，我们可以通过一种科学计算，即漫坝风险分析计算，取得土石坝对抗洪水与风浪联合作用下的漫坝风险的定量数据来消除这个担心，并且给水库科学合理的蓄水提供99.999%以上的漫坝安全可靠度。如此，我们想任何一级决策部门都会比较放心的。
　　二、漫坝风险分析理论简介
　　漫坝是指坝前水位超过坝顶、水流漫过坝顶溢流而下。风险是指水库发生漫坝的概率。漫坝风险就是指在分析期内，坝前水位超过坝顶的概率。引起漫坝的主要风险因素来自入库洪水、风浪、库容和泄水能力四个方面的不确定性。对于入库洪水，大家都承认它有随机性，不再赘述。对于泄水能力，尽管在传统的水库设计中，把泄水建筑物包括溢洪道和泄水孔　的泄水能力，当作确定量来处理，但严格地讲，泄水能力是具有不确定性的。其不确定性源于对真实的三维水流简化为一维水流模型而致的不确定性、糙率取值的不确定性、模型试验的缩尺效应以及各种几何尺寸在施工方面的容许误差，等等。作者认为，所有这些影响泄流能力的随机因素，可以通过把泄水建筑物的流量系数视为一定范围内的随机变量加以处理。在传统的水库计算中，是把库容或库面积视为确定性的。但事实上，它们是有不确定性的。人们测出的库区等高线图，存在着测量的随机误差；利用等高线图计算库容按梯形法或辛普森法　时，存在着计算简化误差；库区每年要经受洪水，不可避免地产生冲淤，而限于人力、物力条件不能每年都对库区进行水下地形的精确测量，因此冲淤也会引起库容的不确定性。风，在什么时间刮，从什么方向刮，　风速多大，风力多少级，仍是随机的。对于土坝来说，因风引起的水面壅高ｅ和风浪沿斜坡坝面的爬高Ｒｐ，自然也是随机的。应予指出，在一般库水位情况下，一般的风所引起的水面壅高和风浪爬高是不会引起漫坝的。只有当洪水来临，使库水位升到一定值时，风浪的作用才有可能配合洪水推波助澜而导致漫坝风险。因此，统计风系列的前提，本应是统计各场洪水发生时的风，但因当前往往缺乏这方面的资料，为安全起见，一般采用汛期最大风系列。对漫坝风险而言，只有吹向坝体的风才对漫坝失事起作用，故而对漫坝风险而言，其有效风应为汛期吹向坝体的最大风系列。
　　严格地讲，坝顶高程也存在不确定性。它来源于测量误差和坝顶的沉降，但对于已建成的工程，其离散性微乎其微，可以把它视为常数，这并不影响计算精度。
　　这样一来，水库调洪过程是一随机过程，其调洪演算方程，是随机微分方程，我们不仅须求其各随机变量的均值，而且还须求其方差的值。在以校核或设计）洪水为其上限的洪水系列与汛期吹向坝体的有效风系列联合作用下，土石坝漫坝风险须逐时段进行数值积分来求得。计算时，控制高程取在坝顶Zc1和防浪墙顶高程Zc2时，针对相应的迎汛水位，将分别得出相应的漫坝风险值。用1减去算得的漫坝风险值，就得出该坝在给定的迎汛水位条件下，对校核或设计　洪水系列与汛期有效风系列联合作用下的漫坝安全可靠度。具体的漫坝风险模型及其解算方法，限于篇幅，不再详述，可参见有关文献。目前，尚缺乏漫坝安全可靠度方面的国家或行业标准，经过分析国内外漫坝、垮坝统计资料，我们提出可接受的漫坝风险为10-6数量级这相当于人力无法抗拒的地震风险数量级　，或即可接受漫坝安全可靠度达99.999%以上。进行漫坝风险的研究与实践，也为今后制订漫坝安全可靠度规范，奠定了科学基础。针对设计规定的水库汛限水位，采用上述风险分析方法和取值标准，便可对土坝进行漫坝安全评价。若其安全可靠度达不到99.999%，则须及早采取措施确保安全；若可靠度远大于99.999%，则表明仍有蓄水能力，对于坝体坚固、管理人员素质良好，且最好还有洪水预报系统的大型水库，以及中型偏上的水库，则可考虑抬高其汛限水位，在确保漫坝安全可靠度高达99.999%的前提下尽可能多地拦蓄洪水，以便减轻下游的防洪压力，又可存留宝贵的水资源，做到兴利与除害并举。
　　三、工程实例
　　下表列举上述方法在陡河、清河等水库的成功应用。对各水库进行漫坝风险分析时，安全控制用的临界高程Zc有两种：第一种是取土坝坝顶高程Zc1，只对抗洪水和风浪壅水高度；第二种是取防浪墙顶高程Zc2，对抗洪水、风壅高度和风浪爬高。当然，采用不同的临界高程，其计算所得的漫坝风险是不同的。其漫坝风险值分别为R1和R2，如表。
　　四、释疑
　　也许有人要问：这样一来，安全超高不是没有了吗就此问题，我们作以下两点说明：
　　第一，在传统水库调度计算中，除了洪水是具有某种频率性质的随机事件外，把水库库容、库面积、汛期的风情和泄水建筑物的泄流能力等都当作确定量处理，且洪水频率一经给定，洪水过程线也成为确定量。在此条件下，人们采用安全超高，即在水库演算中最高水位上再加一高度作为安全超高以策安全，实质上是把确定量所未考虑的那些不确定性都囊括在内。反过来，当我们把洪水、风壅高度和爬高、库容和库面积、泄水能力都看成是随机量并将洪水调度过程看成是随机过程时，已把这些不确定性考虑进去了，因而无需再采用安全超高。
　　第二，退一步说，即使是按国外习用的潜在公害分级法可视为高公害的大坝，上述分析方法也是适用的，只是此时临界高程Zc可选在坝顶或防浪墙顶部以下某一位置，则此高程距坝顶或防浪墙顶之高差，就相当于赘余安全超高。不过，此时漫坝风险是否还要维持在10-6量级上，还有待于进一步研究。笔者看来，似乎没有必要一定维持如此高的标准。
漫坝风险值表
水库名称 陡河 清河 岳城 朱庄
主坝坝型 土坝 土坝 土坝 浆砌石与混凝土混合坝
坝顶高程(m) 44 　 　 　
防浪墙顶高程(m) 45.3 　 　 　
设计洪水频率 0.1% 　 　 　
校核洪水频率 PMF 　 　 　
副坝 有 无 有 无
泄水建筑物 溢洪道+输水闸 溢洪道+泄洪洞 溢洪道+泄洪洞 溢洪道+泄流底孔
设计汛限水位及相应漫坝风险 Z0=32m
1<1×10-8
2<2×10-8 Z0=127m
1=0
2=0 Z0=132m
1<0.4×10-7
2=0 Z0=237.1m
1<0.7×10-9
2<0.16×10-13
建议汛限水位及相应漫坝风险 Z0=34m
1=8×10-8
2=6×10-8 Z0=129m
1=0.3398×10-6
2=0.6292×-22 Z0=137.6m
1=0.2117×10-6
2=0.1496×10-20 Z0=241.2m
1=0.1713×10-7
2=0.8581×10-6
建议汛限水位时的漫坝安全可靠度 R>99.9999% R>99.999% R>99.999% R>99.999%
汛限水位抬高量及相应库容 Z0-Z0=2m
△V=3300×104m3 Z0-Z0=2m
△V=7850×104m3 Z0-Z0=5.6m
△V=8500×104m3 Z0-Z0=4.1m
△V=3300×104m3
组织鉴定单位 河北省水利厅 辽宁省水利厅 海河水利委员会 河北省水利厅
批准实施情况 已实施 已实施 截至1998年,因副坝除险加固未竣工,迄未实施 已实施
备注 　 先制定四库联合调度的最终方案,再行漫坝风险分析 　 大坝为浆砌石与混凝土混合型重力坝,并不害怕漫坝,分析目的在于抬高汛限水位,提高水库兴利效益

　　五、结论
　　1 通过全面考虑洪水、风浪、库容和泄水能力的不确定性而建立起来的漫坝风险理论，已成功地应用于国内几座大型水库上，对各坝的漫坝安全可靠性进行评定，同时在确保大坝安全度汛的前提下，对水库防洪调度提供了切实可行的建议，使水库既充分发挥其防洪功能，又尽可能多地蓄水，使宝贵的水资源得到充分地利用，提高了兴利效益。这一点，对于水资源紧张的地区，例如华北地区，尤为重要。仅以表中已实施抬高汛限水位的3项工程而言，共可多蓄水1.445亿ｍ3，防洪兴利效益十分显著。
　　可以相信，此法一旦推广应用于我国众多的坝体坚实的高土石坝，能为领导机关及管理部门制定水库防洪减灾运用计划提供漫坝安全可靠度的定量科学依据，其社会效益与经济效益将极为显著，可视为防洪减灾的一个辅助策略。
　　2 应当指出的是，上述方法的具体应用条件，首先要求水库不是病险库，其防渗措施有效，水库管理处于先进水平，最好水库拥有洪水预报的软、硬件措施，以便能提前预报即将入库的洪水，必要时提前预泄迎洪。
　　3 不难看出，漫坝风险分析是一种非工程防洪措施。它无需投入巨额的工程资金，便可在条件具备时，挖掘出水库的蓄水潜力(3座水库就达上亿ｍ3)，从而对宝贵的水资源进行更加有效的管理。对缺水地区的水利事业可持续发展来说，漫坝风险分析是一项极具推广前景的高新技术。

堤防稳定渗流形成条件初探
堤防稳定渗流计算是堤防工程设计的重要组成部分，依据《堤防工程设计规范》条文说明8.1.2、8.1.3“大江大湖堤防，汛期挡水时间长，能形成稳定渗流浸润线，海堤及有些江湖堤防挡水时间短，在汛期往往未能形成稳定渗流，因此，应根据实际情况按稳定渗流或不稳定渗流计算浸润线及渗流稳定性”。如何判断堤防能否形成稳定渗流，笔者就这一问题提出初步思路，以供探讨。
1.影响稳定渗流形成因素分析
1.1设计洪水过程
我国河流众多，其所处地理、气候条件差异很大，各次洪水成因及特性亦不相同。暴雨形成的洪水过程常为峰高、量大、涨水急剧、落水缓慢。而冰雪融化所造成的洪水，流量涨落较缓慢。此外，洪水过程线形状与流域产汇流条件密切相关，山区河流因坡陡流急，多出现峰高、量小、暴涨暴落的洪水，而大江大河多出现涨落平缓、历时很长的洪水。
在堤防断面形成稳定渗流的洪水，往往需要一定的历时（T=L/V，T为堤防断面某一特征水位形成稳定渗流所需时间，V为渗流速度，L为渗径），因此，能够在堤防断面形成稳定渗流的洪水，需要长历时、高水位的洪水过程，相应设计洪水过程线要选取相对峰型稍胖、峰值较高的过程。一般来说，大江大河的堤防工程易形成稳定渗流，山区河流堤防相对不易形成稳定渗流，另外蓄滞洪区堤防在大洪水期挡水时间较长，也容易形成稳定渗流。
另外，对于设计洪水过程，其水位—历时呈反比函数关系，水位越大，历时越短，对于能够形成稳定渗流的堤防，由于所采用设计水位为峰值水位，持续时间很短，不易形成稳定渗流，而只有持续时间足够长的某一腰值水位及其以下水位，才会在堤防断面形成稳定渗流，设计时应考虑最不利情况，以能形成稳定渗流的最高水位最为计算水位，进行稳定渗流分析，当然，对《堤防工程设计规范》中另有规定的大江大湖的堤防或中小河湖重要堤段应按设计洪水位稳定渗流计算。
1.2堤基及堤防填筑料
一般来说，形成稳定渗流主要与堤基及堤防填筑材料的渗透系数ks有关，此外受孔隙率等条件影响，这些因素直接决定堤防渗流速度，依据达西定律（V=ks*J ， ks----渗透系数， J---水力坡降），渗透系数越大，越容易形成稳定渗流。因此，对于由砂土、砂壤土等渗透系数较大的材料构筑的堤防，较粘土、壤土构筑的堤防形成稳定渗流容易，强透水性堤基较弱透水堤基易形成稳定渗流。
1.3堤防断面形式
堤防断面形式直接影响稳定渗流的形成。①堤顶宽度越大，比降越缓，渗径越长，越不容易形成稳定渗流；而堤防高度越大，说明该处地面较低，相应堤脚以上水位持续时间较长，形成稳定渗流的可能越大。②堤防上游坡的防渗情况亦很大程度决定着稳定渗流的形成，上游坡如果有良好的防渗措施，如防渗土工布铺设、粘土斜墙、基础截渗墙等，通过对水头的削减降低平均流速，使稳定渗流不易形成。
2.稳定渗流计算水位的确定
2.1设计洪水与设计洪水过程线
设计洪水一般以设计洪峰流量、设计时段洪水总量、设计洪水过程线来表达，设计洪水的洪峰、洪量计算通过特大洪水重现期调查、系列频率分析、合理性检查确定，与水库等水利工程相同。而稳定渗流计算时，其设计洪水过程的选择原则应有所不同1]典型洪水过程应具有代表性，应在汛期大洪水中选取。洪水的历时、峰量关系、主峰位置均能代表汛期流域较大洪水特性的实测洪水过程。2）尽量选择高水位、长历时的洪水过程，设计洪水过程线要选取相对峰型稍胖、峰值较高的过程。主峰位置偏后的洪水，更为危险。因前面的洪水已经形成一定的浸润线，又来了洪水主峰，浸润线的叠加使稳定渗流更易形成，因此是最不利的典型，而水库工程典型洪水过程的选取一般是以“峰高量大、主峰位置偏后”为原则。
日本国土开发技术研究中心编著出版的《河流土工手册》中指出“在堤防设计时，如果设计洪水位低、洪水历时短，可以认为安全上没有什么特殊问题。对于设计洪水位高、洪水历时长的区间要充分考虑地基和堤体的条件、背后地的条件及河流特性（设计洪水位和洪水持续时间，确定堤身稳定度。”从另一方面说明，应以高水位、长历时作为典型洪水过程的选取原则。
按照上述条件可以选择一个或多个典型洪水过程线，经分时段同频率放大后作为设计洪水过程，供计算选用。
设计洪水过程确定后，分别在腰值选定一组水位，求出其持续时间，在坐标纸上点绘其不同时间对应水位，绘制一组设计洪水水位—历时曲线。
典型洪水过程只发生在某水文站断面处的洪水，但往往能代表该段河段的洪水过程，河道其它断面处洪水可采取等量移植法，认为其涨水降水速度是相等的。
2.2渗流水位—历时关系的推求
选择堤防代表断面，拟定不同水位进行稳定渗流分析计算，反算所需要的渗流时间，首先经试算确定不同水位在堤防断面形成的渗流浸润线（可采用原能源部、水利部水利水电规划设计总院1990年推广采用的（DQB）土石坝二向稳定及非稳定渗流计算程序计算），求出不同水位的稳定渗流比降J，根据达西定律V=ks*J，计算假想平均流速，则其所需相应渗流历时T=L/V，得到一组渗流水位—历时关系。
2.3计算水位的确定
将设计洪水过程所确定的洪水水位—历时关系及稳定渗流水位—历时关系绘制于同一张坐标纸上，其交点对应水位即为所求计算水位，如果有几组洪水过程的水位—历时曲线都与渗流水位—历时关系曲线相交，其交点对应水位最高的水位为所要求计算水位，如果不能相交，则该堤防断面不能形成稳定渗流。
附：应用实例
本方法在陕西省渭河中游防洪工 程规划及可研中得到采用，以渭右125+976.5断面为例（堤高6m，堤宽7m，临水坡1：2，背水坡1：2.5，ks=0.02cm/s）,选取“54”型洪水作为典型洪水过程，进行稳定渗流分析，试算其渗流水位—历时关系如下：
水位高程 511.0 512.0 513.0 514.0
渗径L（m） 26 28 30 32
V=Ks*J（cm/s） 0.00308 0.00214 0.00133 0.000625
T（历时，天） 9.77 15.14 26.05 59.26

而该断面的设计洪水水位历时关系如下：
水位高程 514.0 513.0 512.0 511.0
历时（小时） 0 6 15 50
历时（天） 0 0.25 0.625 2.1

点绘曲线图如下：

两曲线无交点，故不形成稳定渗流，另外，对其他段代表断面进行分析表明，洪水在堤脚处持续时间最长不过3—4天，而形成稳定渗流最短时间需要7.5天，故陕西省渭河中游全段不形成稳定渗流，应按不稳定渗流计算浸润线及渗流稳定性，但宝鸡，咸阳段堤防作为重要堤段按《堤防工程设计规范》E.1.2规定，按设计洪水位稳定渗流计算浸润线及渗流稳定性。
参考文献：
1.钱家欢《土力学》 河海大学出版社 1985
2.《河流土工手册》（日.国土开发技术研究中心） 黄河水利出版社 1999.10
3. 《堤防工程设计规范》 中华人民共和国国家标准GB50286—98
Abstraction
the form of steady seepage in embankment is attribute to length of period and high flood peak floodwater build material of the embankment and so on .and the selection of flood process is different from that in dam project. a method of determining whether the steady seepage in embankment is formed is presented here.

考虑洪水过程不确定的施工导流风险计算

王卓甫
(河海大学管理工程系)

摘　要　本文根据水利水电工程施工导流特点，建立了施工导流风险计算的数学模型，把施工导流风险定义为导流泄水建筑物的最大泄水流量超过其设计最大泄水能力的概率.在该模型中，可考虑到天然来(洪)水的洪峰流量、洪水总量和洪水过程线的不确定性.在此基础上，探讨了确定施工导流最大泄水流量概率密度函数的方法，并提出了用Mone-Carlo法计算施工导流风险的步骤和用简化近似法计算施工导流风险的公式.
关键词　施工导流，洪水过程，风险.

　　施工导流风险分析计算历来为水利工程界所关注，它关系到施工导流建筑物的安全和主体工程建设的投资和工期.
　　施工导流中存在着许多不确定因素，如水文的不确定性、水力的不确定性、数据的不确定性和计算中的不确定性等［1］. 正是这些不确定因素的影响，导致了施工导流过程中存在着风险.
　　近几年来，国内外许多学者致力于施工导流风险分析计算和用风险决策方法选择施工导流方案的研究［1—4］，但这些研究中，在考虑水文不确定性时，仅把设计洪水三个要素中的洪峰流量作为不确定量，而未能考虑设计洪水三要素中的另两要素：洪水总量和洪水过程线的不确定性对施工导流风险的影响.显然，这是不够全面的.因此，在计算施工导流风险时，忽视洪水总量和洪水过程线的不确定性必然会导致其计算结果存在较大的偏差.
　　本文将探讨全面考虑水文不确定性的施工导流风险计算问题.
1　施工导流风险的定义
　　施工导流风险可定义为：在规定的时间内，天然来(洪)水超过水库的调蓄和导流泄水建筑物泄水能力的概率［1］. 施工导流设计中调洪计算原理如图1所示.




图1　调洪计算示意

该图中Q—t和q—t分别是天然来(洪)水流量过程线和导流建筑物泄水流量过程线，其中，q—t在导流泄水建筑物一定时，仅和库水位有关.qm为泄水建筑物最大下泄流量，对某水库和确定的导流建筑物，qm决定于Q—t.这里不考虑泄水建筑物的水力不确定性.于是，施工导流风险可转化定义为：在规定时间内，导流建筑物的最大下泄流量超过其设计最大泄水能力的概率，其风险Pr的数学表达式为：

　　　　　　　　　　(1)

式(1)中，q设为导流泄水建筑物设计最大泄水流量，它和泄水建筑物型式、布置、设计尺寸和围堰前的设计水位有关，可通过水力计算确定.导流泄水建筑物最大下泄流量qm，需根据天然来(洪)水过程、设计围堰的挡水水位、导流泄水建筑物布置型式和尺寸，通过调洪计算确定［5］. f(qm)为导流泄水建筑物最大泄水流量的概率密度分布函数.
2　施工导流风险计算模式
　　由式(1)直接计算施工导流风险Pr有一定的困难，因为在施工导流建筑物设计施工中无法得到qm的实测资料.但在具体工程和导流建筑物具体尺寸的情况下，可以借助于导流时段内天然来(洪)水最大流量所对应的流量过程资料，通过调洪计算，得到qm，采用概率组合的方法间接估算施工导流风险.若导流泄水建筑物最大下泄流量qm和导流时段内天然来(洪)水的洪峰流量Qm的概率联合分布为f(qm,Qm)，则有［6］

　　　　　　　　　　(2)

式(2)中，f(qm｜Qm)为具体Qm下qm的条件概率密度函数：f0(Qm)为导流时段内天然来(洪)水最大洪峰流量的概率密度分布函数.利用全概率公式［6］，有

　　　　　　　(3)

考虑到Qm＞0， 可将式(3)变为

　　　　　　　(3′)

　　将式(3′)代入式(1)就可以求施工导流风险Pr，即有：

　　　(4)

　　显然，计算Pr，首先还是要确定式(4)中的f(qm｜Qm)和f0(Qm).
　　对导流时段内天然来(洪)水最大洪峰流量概率密度分布函数f0(Qm)，在我国一般采用P-Ⅲ分布，其表达式为［5，6］

(5)

式(5)中， 其中，E(Qm)为最大洪峰流量系列的均值；Cv为变差系数；Cs为偏态系数.
　　对于具体Qm下qm的条件概率密度函数f(qm｜Qm)，主要决定于两方面［7］：(Ⅰ) qm的条件期望值m(Qm)=E(qm｜Qm)，它决定于qm到Qm的转换关系；(Ⅱ) 在具体Qm情况下，qm在m(Qm)附近的离散情况.
　　对于(Ⅰ)，条件期望值的计算公式为

　　　　(6)

可利用逐年的Qm和通过调洪计算所得的qm的相关关系来确定m(Qm)，并将其表达为

　　　　　　　　　(7)

　　对于(Ⅱ)，因f(qm｜Qm)除了由客观的洪水过程不确定性引起外，还有许多主观不确定因素在起作用.例如收集数据、拟合曲线、计算模型等的不确定性.根据中心极限定理［6］， 可认为f(qm｜Qm)服从正态分布，即

　(8)

式(8)中，σq m是具体的Qm下的条件均方差，其计算公式为［6］

　　　　　　　(9)

σqm也应是Qm的函数，从理论上讲，应有大量的资料才能精确计算σqm，而实际工程上，其资料一般有限，因此 ，只能用实际收集到的资料来估算σqm，这难免会给σqm带来一些误差，即不确定性，应该说资料较多时，其不确定性会很小.
3　施工导流风险计算方法
　　利用式(5)和式(8)分别可计算f0(Qm)和f(qm｜Qm)，并将它们代入式(4)就可计算施工导流风险Pr，即



　　(10)

式(10)中，m(Qm)和σqm均是Qm的函数，因此式(10)难以得到解析解，只能寻求用数值方法或简化近拟方法求解.
3.1　数值方法求解　本文具体应用蒙特卡罗方法(Monte-Carlo法，简称MC法)［8］求解式(4). MC法是一种仿真方法，它的基本思想是根据各随机变量的概率模型，进行抽样试验，并用试验结果作为原始问题的近似解.　　




图2　P-Ⅲ型分布抽样

根据上述基本思想， 本文所求解的问题的随机变量有Qm和qm，它们概率模型分别见式(5)和式(8)，但要注意到f(qm｜Qm)是具体Qm下qm的条件概率密度函数.对于Qm和qm， 其分布不同，则抽样方法亦不一样.
　　Qm服从P-Ⅲ型分布，难以得到抽样公式的表达式，但可用舍选抽样法进行抽样［6］， 其抽样框图见图2.
　　具体Qm下的qm服从正态分布，抽样的近似公式为

　　　　　　　(11)

　　用MC方法计算施工导流风险Pr的步骤如下：
　　(1) 根据施工导流具体方案，并经调洪计算，建立Qm和qm的相关关系；
　　(2) 产生伪随机数ri，抽样并计算Qm；
　　(3) 计算qm的条件期望值m(Qm)和条件均方差σqm；
　　(4) 产生伪随机数rj,抽样并计算qm；
　　(5) 计算qm-q设的值；
　　(6) 统计qm-q设＞0的次数，并记为S；
　　(7) 重复(4)—(6)M次，(本文算例取M=5000次，最好取更大)；
　　(8) 重复(2)—(7)N次，(本文算例取N=5000次，最好取更大)；
　　(9) 计算Pr,Pr=S/MN.
　　应该指出，一般MC方法的计算误差为， 其中Χα为和置信度有关的系数，σ为均方差.显然，若固定Χα和σ，则提高精度的办法是增加计算次数，且如果要想提高一位数字的精度，就要增加100倍的计算工作量.本文实质上嵌套使用了MC法，因此，若要提高精度，则增加的计算工作量要更多.
3.2　简化近似解　设最大洪峰流量系列的可能最大值为QmPMF，qm的最大值为m(Qm)+4σqm. 考虑到Qm落在(QmPMF，∞)及qm落在(4σqm,∞)内的概率均已很小，因此式(4)可简化近似表达为

　　(12)

对式(12)可采用离散叠加的方法计算，其叠加公式为

　　　　　　(13)

式(13)中，ΔF0(mi)为洪峰流量频率曲线节i段区间频率；ΔF(qm｜Qmi)为给定mi时，泄水建筑物最大下泄流量的条件频率曲线节j段中大于泄水建筑物设计下泄流量的频率.
4　算例及成果分析
　　某水电工程，截流后第一个枯水期施工导流采用全段土石围堰挡水，门洞型导流隧洞泄水；此后采用坝体临时断面挡水，仍由导流隧洞泄水.根据实测洪水过程所得的Qm和通过调洪演算得到的qm，得到它们的相关关系如图3所示.图3的相关线呈直线关系，并得到其数学表达式

m(Qm)=0.741Qm+92.59.

　　对σqm是Qm的函数，照理应按式(9)计算，此处资料不是足够多，因此，根据已有资料，将数据点绘在图上，根据如图4点子来估计σqm的值.从图4可见，可取σqm=39m3/s.　　


　　

图3　qm-Qm关系　　　　　　　　　图4　σqm-Qm关系

用MC法计算，仅考虑洪峰流量不确定性的施工导流风险见表1中Pr1；既考虑洪峰流量不确定性，又考虑洪水总量和过程线不确定性的施工导流风险见表1中Pr2； 考虑洪峰流量、洪水总量和洪水过程不确定性，用简化近似计算式计算的施工导流风险见表1中Pr3.Pr2/Pr1和Pr3/Pr2的值列入表1.
　　表1中计算结果表明，考虑洪水过程不确定性时的施工导流风险值要比仅考虑洪峰流量不确定性的风险值平均增大8.7%左右.因此，实际工程中不能忽视洪水过程不确定性的影响.
　　从表1也可见，用MC法和简化近似公式计算所得的 施工导流的风险值比较接近，最多还没有超过5%.因此近似计算公式具有使用价值.　　

表1　施工导流风险计算结果


围堰(坝)高/m 34 45 68 86 96
导流标准 5% 1% 1% 1% 1%
Pr1 0.0504 0.0102 0.0088 0.0048 0.0020
Pr2 0.0546 0.0110 0.0906 0.0052 0.0022
Pr3 0.0540 0.0108 0.0901 0.0050 0.0021
Pr2/Pr1 1.0833 1.0784 1.0909 1.0833 1.1000
Pr3/Pr2 0.9890 0.9818 0.9945 0.9615 0.9545

　　对于σqm，实际数据较多时，例如数据超过50个，则可用式(9)计算，所得值较精确；当数据较少时，可用本例的办法估算，这样会有一些误差，即不确定性，但这种不确定性一般而言对计算结果影响不会很大.
5　结　语
　　水文的不确定性表现为洪水过程的不确定性.在计算施工导流风险时，仅考虑洪峰流量的不确定性则是不全面的，而本文所提出的计算施工导流风险的模型考虑到了洪水过程的不确定性，因此比较符合实际.算例也表明，当考虑洪水过程不确定性时所计算得到的施工导流风险比仅考虑洪峰流量不确定性时所计算得到的施工导流风险大.
　　本文在计算施工导流风险时，仅考虑了水文的不确定性，而水力不确定性及数据收集和处理的不确定性没有考虑.施工导流全面风险的计算有待进一步探讨.

参考文献

1　王卓甫.施工导流风险分析.水利学报，1992,(5)：65～71.
2　肖焕雄.论施工导流标准.水力发电学报，1987,(3)：90～98.
3　姜树海.随机微分方程在泄洪风险分析中的应用.水利学报，1994,(3)：1～9.
4　王卓甫.用风险决策方法选择施工导流方案.水利学报，1989,(11):28～33.
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7　Yen B C. Stochastic and Risk Analysis in Hydraulic Engineering. USA,1986.
8 朱本仁.蒙特卡罗方法引论.济南：山东大学出版社，1987.

Calcuation of diversion risk during construction with
the consideration of random process of flood

Wang Zhuofu
(Hohai University)

Abstract In this paper, a mathematical model for risk calculation of diversion during construction is developed. The diversion risk is defined as the probability of the maximum discharge higher than the maximum design flood. In this model, the peak discharge of flood, flood total outflow and flood process are to be considered. The method for calculating probability density function of maximum discharge during construction is discussed and calculating program with Monte-Calo method and a simplified formula for calculating diversion risk are suggested
Key words construction diversion, flood process, risk.

从大坝设计和风险分析看大坝安全
摘要：经过一百年大坝实践 ,据统计世界大坝溃坝率已从 2 0世纪初的 4？ 1 0 ？至世纪未的约 0 . 2 ？小于 ) ,而从坝的可靠度设计理论可控制其失效概率在 0 . 0 1 ？下 ,可见两者的差距很大 ,说明目前大坝的实际安全度还应设法提高。

关键词：大坝 设计 风险分析 安全

　　经过一百年大坝实践 ,据统计世界大坝溃坝率已从 2 0世纪初的 4%～ 1 0 %降至世纪未的约 0 . 2 %(或小于 ) ,而从坝的可靠度设计理论可控制其失效概率在 0 . 0 1 %以下 ,可见两者的差距很大 ,说明目前大坝的实际安全度还应设法提高。在完善大坝设计中 ,还要注意对大坝可能出现的风险因素进行深入论证 ,同时还应做好风险管理以及为预防产生风险做好大坝安全监测工作。我国坝工建设已有约 3 0 0 0年历史 ,但现代大坝从上世纪末叶或本世纪初才逐渐兴起。本文从近百年来已建成大坝的实际情况和统计资料说明世界及我国大坝安全状况 :溃坝率从本世纪初的 4%已降低至世纪末的约 0 . 2 %以下。通过百年努力 ,由于设计、施工、运行技术的提高 ,溃坝率已有长足的降低 ,但溃坝率 0 . 2 %仍是相当惊人的。为了提高坝的安全度简单地提高大坝设计的安全系数是无济于事的。近年来各种工业民用建筑已逐渐推行了可靠度设计 ,要求达到的可靠指标 β值应在 4. 2～ 3 . 2之间 ,这样其失效概率一般应在 (3～1 0 )× 1 0 - 5。此值比前述溃坝率 0 . 2 %还有很大差距 (小数十倍 )。这说明推行可靠度设计以后可规范工程在设计时应该达到的可靠度指标 ,使工程设计趋于完善。从目前大坝溃坝或失事率看 ,大坝的安全还有待进一步提高 ,还应从各工程的特殊情况或途径考虑。据查考 ,过去大坝溃决或失事大多由于各工程特殊原因造成 ,主要有 :1洪水漫坝 ,或由于超标准洪水 ,或由于泄洪设施突然失控 ; 2坝体质量及基础问题 ; 3其他管理等问题。当今投资兴建工程 ,往往要求进行风险分析 ,对大坝中可能出现的风险因素进行分析论证 ,在技术上和经济上进行风险评估 ,为工程决策者提供依据 ,同时对有关风险提出抑制措施或对策。
1 大坝安全状况
　　我国坝工建设发展较快 ,迄今已建 8万余座 ,其中包括高、中、低坝 ,大部分质量较好 ,但也有一些质量较差的病坝或险坝 ,一些老坝年久失修 ,已开始老化。建坝后下游工农业发展 ,人口增加 ,供水发电效益显著 ,但由于种种原因 ,坝的溃决 (特别是中小坝 )时有发生 ,溃坝后果特别严重 ,主要反映在两个方面 :1巨大的防洪、供水、发电效益毁于一旦 ; 2对下游人民的生命财产及国民经济造成极大损失。迄至 1 980年统计 ,我国总溃坝率高达 3 %左右 ,但 3 2 6座大型水库中仅 2座失事 ,其溃坝率亦达 0 . 6%,而中小型溃坝较多 ,约在 4%左右。这些中小型坝绝大部分都在大跃进年代中修建 ,工程规模较小 ,施工质量差 ,且管理不善。
　　国外大坝情况 , 1 967年 N. V. Schnitter统计 ,美国 1 90 0～ 1 959年 60年中建坝共 1 650座 ,垮坝 3 0座 ,占 1 . 8%。其中 1 90 0～ 1 91 0年占 9%,以后逐年减少 ,到 1 950～ 1 959年已降为 0 . 4%。据 1 982年第 1 4届世界大坝会议报道认为世界大坝溃坝率 1 90 0年以前一般大于 4%,到 1 90 0年曾一度大于 1 0 %,以后逐渐减少 ,迄至 1 980年只有约 0 . 2 %。从以上看溃坝率是很高的。据我国统计总溃坝中因洪水漫坝的约占一半 ,因坝体及地基等质量问题的约占 40 %,管理及其他方面的占 1 0 %。从国外资料分析 ,各家观点不一 ,总的认为以基础原因或以洪水过大而失事居多。本文不拟在溃坝的数量及原因上多加阐述 ,只是说明国内外已建成大坝的失事率还很高 ,应设法改善。
　　大坝溃坝统计材料较少 ,不易精确统计。从以上初略统计资料看 ,按不同地区统计出入很大 ,但总的趋势相近 ,故可以这样认为 ,溃坝率从世界宏观看 ,已从本世纪初的 4%到1 0 %,至世纪末已降到 0 . 2 %或以下。经过这 1 0 0年溃坝率已降低很多 ,但 0 . 2 %还是较大的。

2 大坝设计

2 大坝设计
　　世界坝工历史悠久 ,但据称第一座按照极粗浅的稳定和应力要求设计的高 6 0 m的丹佛重力坝仅开始于百余年前。1 9世纪末叶波特兰水泥问世以后才正式出现了混凝土坝和以水泥为胶凝材料的浆砌石坝 ,而近 50 m高的土石坝亦开始于1 9世纪末叶。由于坝工及其他工程的长期实践 ,人们的认识逐渐提高。本世纪开始 ,材料力学、结构力学、水力学、土壤力学以及坝工学等逐渐兴起 ,坝的设计及施工才慢慢地趋于完善。可以认为现代大坝的设计及施工主要是在最近一个世纪内进行的。通过精心设计 ,大坝结构逐渐趋于完善 ,坝的安全也逐渐得到改善。正如前节中所述 ,此期间大坝的溃坝率已从世纪初的 4%降至世纪末的 0 . 2 %以下。大坝安全虽然已取得了明显的改善 ,但溃坝率仍相当高。由于溃坝影响太大 ,故溃坝率还应尽量降低。当然主观愿望希望能建一座绝不会垮的坝 ,但从统计原理 ,其可靠指标不能达到 1 0 0 %,只能做到99. 99%或 99. 999%等 ,相应地失效概率为 0 . 0 1 %到0 . 0 0 1 %。到底多少合理 ,就要改变过去安全系数设计方法为可靠度设计方法。我国已颁布了《工程结构可靠度设计统一标准》,工民建等方面已按这个标准实行。水利水电方面亦已颁布了《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》,同时还相应地颁发了钢筋混凝土及重力坝等规范。其设计可靠指标β值对 、 、 级坝规定为 4. 2、 3 . 7和 3 . 2 ,亦即可靠指标为99. 99%至 99. 997%,失效概率相应为 (3～ 1 0 )× 1 0 - 5。这说明仅仅从结构设计 ,从荷载 (作用 )和材料强度 (抗力 )变异性 (或不均匀性 )及其他不定因素经统计分析可能出现的失效概率 ,至于施工、运行中出现的异常情况尚无法估计在内。目前将推行的可靠度设计还是一种渐近的和近似的以分项系数为实用方法的设计。除前述作用及材料系数可以通过统计分析确定外 ,其余结构系数、结构重要性系数、结构状况系数凭经验按 1 . 2～ 1 . 3及 1 . 1～ 0 . 9来选定。这种可靠度设计虽还不够完善 ,但朝正确地选定工程的可靠度方面向前进了一步。
3 风险分析
　　当今投资兴建工程 ,往往除设计外还要求进行风险分析 ,对可能出现的风险在技术上和经济上 (甚至包括政治、社会等方面 )进行评估。本文主要就工程技术方面的风险进行论述。如第 1节中所述 ,我国中小坝溃决较多 ,有时每年多至数座 ,而从世界范围看每年约有一起到几起严重的大坝事故。究其原因 ,或由于洪水漫坝 ,或由于基础失稳 ,或由于大坝质量 ,或由于其他管理因素 ,故在大坝设计时应抓住其主要风险因素进行分析。由于大坝枢纽工程首先应对水文地质情况 ,大坝、厂房、输泄水设施以及机电设施等进行风险识别 ,明确主
　　要风险因素 ,对主要的风险提出抑制或处理措施。对风险发生的可能性和产生的后果要进行分析论证。通过风险分析发现的主要风险 ,或设计存在的主要问题 ,如 :1当发现某工程水文、洪水复杂 ,对某工程可能是关键 (或称风险 ) ,就应在设计中补充阐述 ,必要时进行 PMF或其他有效分析并采取必要的工程措施 ; 2如地震作用是关键 ,就应进行地震危险性分析以确定地震加速度等参数。必要时对地震风险进行破坏分析或模型试验 ,以确定地震时可能出现的破坏情况 ; 3如发现风险可能来自闸门未能及时启闭 ,就应增设或加强电源的可
　　靠性或其他临时非常的启闭办法 ; 4如发现地基存在缺陷 ,可能成为运行中的隐患 ,应尽量提出加固措施或其他大坝安全监测及预警等措施。以上对各种风险从技术上进行分析 ,采取抑制、减免等技术措施。此外 ,必要时还应对风险一旦出现后带来的损失进行估算。如遇超标准洪水漫坝导致大坝溃决 ,视工程的重要性应对大坝溃决后对下游造成的淹没范围和经济损失进行溃坝计算和分析。从大坝及泄洪工程的型式、结构等进行综合论证。如为了减少大坝漫溢造成的风险 ,采用混凝土坝较土石坝更为有利。其他如地震等自然灾害 ,战争等特殊灾害 ,以及常易出现的火灾等亦应予以考虑。以上风险经考虑论证后 ,在工程上采取切实有效的措施使风险出现的可能性尽量减小 ,并对其影响范围予以限制。除在工程上采用技术措施对风险的出现予以有效的抑制外 ,也可采取近代工程风险的管理办法 ,使不利风险得以回避、抑制、转移 ,必要时可采用保险等经济措施 ,在风险发生后能够得到补偿。

4 提高大坝安全
　　国内外溃坝率已从本世纪初的高峰降至目前的 0 . 2 %左右或稍低 ,百年来大坝的安全已大有改进 ,但目前大坝安全还有待进一步提高。从大坝可靠度分析 ,以作用及抗力等的不定性分析 ,大坝失效概率应在 0 . 0 0 3 %～ 0 . 0 1 %,较上述 0 . 2 %小得多 ,说明大坝的安全尚有潜力。如前所述 ,大坝设计逐步向可靠度设计过渡 ,同时应对工程存在的风险隐患给予高度重视 ,这对提高大坝安全是有益的。现对提高大坝安全提出以
下建议 :
(1 )完善坝的设计和施工。简单地提高大坝的安全系数 ,并不一定能达到提高大坝安全的目的。安全系数失之过高或过低都是不妥的。可靠度设计通过作用和抗力的不均匀性及其他不定因素 ,以统计概率理论进行计算 ,要求满足一定的可靠度指标 ,这样确定的大坝可靠度是较为合适的。要重视地质勘测、水文气象及规划设计工作。合理选定作用及抗力的各种参数 ,对可能对大坝构成风险隐患的地方 ,在设计中应给予特别重视 ,进行专门分析和论证 ,如洪水的峰和量 ,大坝枢纽的调洪泄洪能力 ,大坝及各种建筑物抗御各种自然及特殊灾害的能力以及大坝地基抗滑抗渗稳定等等。总之在上节 3中述及的各种风险均应在设计中认真进行研究并提出对策 ,在大坝设计中排除各种风险的产生是十分重要的。一个好的设计还必须有一个好的施工质量来保证。目前设计施工中对材料抗力的选择和控制都是遵循统计概率理论 ,以离差系数 CV和保证率 P为判定标准。故设计施工必须配套。
(2 )做好大坝管理。施工及运行期间管理都十分重要 ,当然一个好的施工管理 ,对工程的影响极大 ,往往会建造成一座高质量的大坝。需要提出的是施工期间对工程各种质量检查和大坝监测的观测十分重要 ,特别是大坝蓄水前的观测初始值尤为重要。这些资料对今后大坝的查考、分析和研究是非常重要的 ,甚至对大坝的安危也是至关重要的。
近年来对现代大坝提出要进行风险管理。即针对工程施工及运行过程中可能出现的各种风险进行识别、研究、评估和处理。对风险的可能性和产生的后果进行综合评价。不仅要在技术上提出措施 ,在财务上亦应提出对策 ,如确定投保范围和限额等。做好各种大坝管理和风险管理有助于大坝安全。
(3 )加强大坝安全监测。要按照规定经常对大坝安全进行监测 ,定期进行安全检查和鉴定。对观测资料及时进行整理和分析。大坝监测具有长期性、连续性 ,必须持之以恒 ,同时它还具有一定的特殊性和突发性等。故大坝观测资料整理分析必须及时 ,发现异常情况必须及时处理 ,否则会延误时机 ,酿成大祸。据悉国外有的工程 ,设有预警装置 ,一旦观测分析知有险情 ,当即发出警报 ,必要时通知下游居民转移 ,这些经验值得我们借鉴。近年来我国大坝原型观测进展较快 ,观测资料分析除统计模型外 ,在反分析的基础上又发展了确定性模型 ,这样可以预测在今后高水位或其他特殊情况下大坝的性态 ,以判断大坝的实际安全度。如发现异常迹象 ,可及时进行加固或处理 ,以保证大坝安全。大坝的及时监测分析和及时维护处理对提高大坝安全具有重要的现实意义。
5　结　语
　　经过这一百年大坝实践 ,据统计大坝溃坝率已从 2 0世纪初的 4%～ 1 0 %降至世纪末的约 0 . 2 %(或小于 ) ,而坝的可靠度设计理论上可控制其失效概率在 0 . 0 1 %以下。上述两者差距很大 ,说明目前大坝的实际的安全度还应设法提高。提高大坝安全 ,关键在于第 4节所述 3点即完善大坝设计和施工、做好大坝管理和加强大坝安全监测。应该强调指出 ,在完善大坝设计中还要注意对大坝可能出现的风险因素进行深入论证 ,在做好一般施工及运行管理的同时还应做好风险管理 ,以及预防风险产生做好大坝安全监测工作。


参　考　文　献
1　N. J. Schniffer. A Short History of Dam Engineering. Water Power& Dam Comstraction Apr. 1967
2　曹楚生 .从坝的可靠度分析和设计看大坝安全 .大坝观测及土工测试 , 1993 (1 )
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4　 G. Marinier. Safety of Dams in Operation. 14届国际大坝会议 ,1982

大中小
水工程是指在江河、湖泊和地下水源上开发、利用、控制、调配和保护水资源的各类工程。水工程比水利工程具有更广泛的内涵，它不仅包括为发展农业灌溉、向城乡供水、跨流域调水、利用水力发电和改善江河、湖泊航运条件等修建的兴利工程，而且包括防治洪涝灾害和防治水土流失的防治水害工程，甚至还包括防治水污染和改善水环境的治污工程。当前我国面临着洪涝灾害、干旱缺水、水土流失和水污染严重等四大水问题，修建必要的水工程，无疑是解决这四大水问题的重要的工程措施。

为了确保水工程结构安全、泄流与渗流安全以及防火、抗震、抗冰冻安全等所制定的标准，一般统称为水工程安全标准，其内容则是国家水行政主管部门所主管的水利技术标准中的核心部分。因此，水工程安全标准体系则是水利技术标准体系的重要组成部分。按照水利技术标准体系框架结构分类，水工程安全标准体系主要由水利工程安全标准、防洪治涝工程安全标准、供水排水工程安全标准等标准门类构成，而每一标准门类又包括规划、勘测、设计、施工、管理等标准序列。

我国的水工程安全标准体系，经历了一个从无到有、从不成体系到初步形成体系的过程。截至目前为止，在400余项现行有效标准中，与水工程安全密切有关或通篇为水工程安全内容的标准有100余项，约占现行有效标准总数的30%～40%。这些标准主要是水利工程安全标准、防洪治涝工程安全标准、供水排水工程安全标准等专业门类标准。这些标准在水利工程设计、施工和运行管理中发挥了巨大作用。但随着经济的发展和技术进步，对水利工程提出了更高的要求，如在抗震设计标准中对安全做出新的规定，有的需新增标准，对水工程的安全做出规定，如抗震试验等；一些先进成熟的理念和方法应及时纳入现行标准体系中来，如土石坝风险设计等。另外，现行技术标准的一些条款之间存在交叉或不一致的情况；与国际通用标准之间有比较大的差异。对这些问题需要进行专项研究，提出相应的对策建议。科技部和水利部掌握这些情况，在启动“水资源可持续利用技术标准体系研究”时把“水工程安全标准研究”作为一个课题进行研究非常必要及时。该课题包括两个专题，即“水工程安全标准体系框架”和“土石坝工程风险设计标准研究”。第一个专题主要是在对现有水工程标准总结分析的基础上，分析各项技术标准内所存在的问题与不足，提出修订建议和要解决的关键技术问题。同时，针对我国水利工程建设需求，提出要编纂的标准及主要内容，完善标准体系框架。第二个专题主要是在对国外技术进行总结的基础上，结合我国土石坝工程安全评价的实际技术需求，形成我国土石坝工程风险设计标准的基本框架和所应涵盖的技术内容，指出应加强研究的关键技术问题。

在项目研究过程中，对美国联邦能源管理委员会大坝安全检查处编制的《水电项目工程审查咨询导则》进行了翻译，对我国现行水工程安全标准中的设计安全标准进行了评述。通过分析相关技术条款，比对相同或差异之处，提出了制定与修订、合并和新增技术标准的建议。在此基础上，对水利水电勘测设计标准体系进行了研究，编制了《水利水电勘测设计技术标准体系》。

在土石坝工程风险设计标准研究方面，对领域内所取得的进展进行了详细分析，结合传统的确定性分析方法，提出了一系列用于可靠度计算的土石坝失效的功能函数，如水力学问题和渗流、结构的静动力反应、边坡稳定性等。通过这些功能函数的建立，并结合有效的可靠度计算方法，可以计算某些破坏模式下土石坝的可靠度。本研究还提出应尝试应用事件树方法，通过建立合理的事件树模型，能够得出由某一激发事件引起的失效概率。

本课题研究报告分上下两篇，上篇在对当前有关技术标准进行评述的基础上，提出了修订建议和要解决的关键技术问题。同时，针对我国水利工程建设需求，提出要编纂的标准，完善了水利水电勘测设计技术标准体系框架。下篇主要对有关土石坝风险设计标准方面的技术内容进行了论述，提出了风险设计标准的概念，给出了土石坝漫顶、边坡失稳、渗透失稳等概率的计算方法，对今后相关标准的 提出了建议。

中国洪水管理战略研究进展
信息来源：防洪减灾所　程晓陶 发布日期：2006-8-31


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洪水管理战略研究项目组[1]

1对洪水的再认识
1.1 洪水的基本特性
洪水既有其灾害特性，亦有其资源特性与环境特性，三者之间存在着复杂的交互影响与转化关系（参见图2-1）。全面理解洪水的灾害特性、资源特性与环境特性及其相互之间的作用转换关系，将为科学制定洪水管理战略奠定认识的基础。



值得注意的是，洪水的利害两重性与其转换关系因区域、因洪水规模量级而异。不同气候地理条件下，洪水表现出的利害关系会有显著的不同，而同一区域遭受不同规模的洪水时，洪水的利害转换关系也有明显的差异。因此，人类治水活动的成败，关键是如何顺应自然，遵循规律，因势利导，因地制宜，趋利避害，化害为利，既满足发展的需求，又保障可持续的发展。

1.2 洪水的风险
洪水风险，是当代治水活动中新兴的一个理念。对洪水风险的探讨，首先应该强调的是寻求一种更加合理的治水理念，一种更为有效的治水模式。探讨的目的是协调处理好人与洪水之间、人与人之间基于洪水风险的利害关系，以利于解决沿袭传统治水理念与方法已经难以处理的治水新问题。

以往所言“洪水风险”， 通常是指发生由洪水造成损失与伤害的可能性。然而，从洪水管理战略的角度来看，洪水事件不仅会造成损失与伤害，也同时带来获利的机遇；而局部地区一味消除风险，又难免以邻为壑之嫌。洪水风险往往涉及到客观存在于人与自然之间、人与人之间基于洪水风险的利害关系。

传统防洪减灾活动，通常强调的是将“水灾损失”降到最低。然而在现代社会，使水灾损失最小的治水方略，未必能够产生最为有利的“影响”。无数事实与教训表明：①局部地区若将洪水风险降低到最低，则往往意味着风险向其他地区的转移；②如果政府在“确保安全”方面承诺过高，使民众产生不切实际的安全保障期望，反而可能有损政府的威信；③要完全消除水灾的风险，不仅会付出过大的代价，而且不利于从洪水资源化与洪泛区土地合理利用中获取保障发展所需的经济效益；④将居民从洪水高风险区中全部迁出，虽然有利于保障“防洪安全”，但是却未必有利于维护“社会的安定”与“经济的发展”；⑤不断提高防洪工程的标准，力图使洪水不再泛滥成灾，不仅投入过大，而且可能对生态环境产生长期不利的影响。诸如此类的例子还可以举出许多。因此，使水灾损失最小的治水方略未必是最合理的。今后更应看重的是利用洪水风险的可管理性，通过综合治水，争取在政治、经济、社会与生态环境等各个方面获得积极有利的“影响”，而这正是洪水管理战略研究需要解决的问题（图2-2）。



2 洪水管理