水利工程論文-汛期水庫調(diào)度風(fēng)險(xiǎn)分析研究評述.doc

水利工程論文-汛期水庫調(diào)度風(fēng)險(xiǎn)分析研究評述摘要：風(fēng)險(xiǎn)分析的方法已有多種，它們在考慮因素、輸入信息、計(jì)算量以及適用對象上各有不同，進(jìn)行汛期水庫調(diào)度風(fēng)險(xiǎn)分析時(shí)，應(yīng)結(jié)合本領(lǐng)域本地區(qū)的具體情況、特點(diǎn)，比較和改進(jìn)現(xiàn)有的方法。關(guān)鍵詞：風(fēng)險(xiǎn)分析汛期水庫調(diào)度研究方法1研究進(jìn)展可靠性與風(fēng)險(xiǎn)是兩個(gè)互補(bǔ)概念，前者的研究始于本世紀(jì)3040年代，用概率論研究機(jī)器設(shè)備的維修問題；后者的研究始于50年代，最早是由軍工生產(chǎn)部門提出。到80年代初，可靠性和風(fēng)險(xiǎn)分析理論逐步形成一門內(nèi)容豐富、方法多樣、理論體系較完整的邊緣科學(xué)。在水資源工程中可靠性概念應(yīng)用早于風(fēng)險(xiǎn)，例如在水庫調(diào)度中，人們早就用發(fā)電保證率、灌溉保證率等概念方法評價(jià)水庫運(yùn)行策略的優(yōu)劣。風(fēng)險(xiǎn)分析在70年代后期才滲透到水資源研究領(lǐng)域，并最早在美國水資源開發(fā)中得以應(yīng)用。1984年北大西洋公約組織成立了ASI高級研究所，專門從事水資源工程的可靠性與風(fēng)險(xiǎn)研究，并提出了水資源工程可靠性與風(fēng)險(xiǎn)的研究框架和系統(tǒng)理論、方法及評價(jià)指標(biāo)。目前世界各國對水資源工程中的風(fēng)險(xiǎn)決策以及水資源系統(tǒng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)分析都高度重視，并開展了廣泛的研究2,3。但作為水資源系統(tǒng)研究的一個(gè)重要分支水庫調(diào)度，其風(fēng)險(xiǎn)概念和分析方法80年代才提出，研究剛剛起步。近年來國內(nèi)的許多學(xué)者對此進(jìn)行了研究4。傅湘等用概率組合方法估算了水庫下游防洪區(qū)的洪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)率，用系統(tǒng)分析方法建立了大型水庫汛限水位風(fēng)險(xiǎn)分析模型；馮平等研究了汛限水位對防洪和發(fā)電的影響，通過風(fēng)險(xiǎn)效益比較定量給出了合理的汛限水位；謝崇寶等分析了水庫防洪風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算中水文、水流及水位庫容關(guān)系的不確定性，研究了水庫防洪全面風(fēng)險(xiǎn)率模型應(yīng)用問題；梁川以極差分析法進(jìn)行防洪調(diào)度風(fēng)險(xiǎn)評估；王本德等5建立了水庫防洪實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)調(diào)度模型，該模型考慮了水庫下游防洪效益與水庫風(fēng)險(xiǎn)兩個(gè)目標(biāo)，又在論述水庫預(yù)蓄效益與風(fēng)險(xiǎn)分析的必要性和主要困難的基礎(chǔ)上，首先提出了一種風(fēng)險(xiǎn)率的計(jì)算方法，然后提出一種以經(jīng)濟(jì)效益與風(fēng)險(xiǎn)率為目標(biāo)的水庫預(yù)蓄水位模糊控制模型及求解方法；田峰巍等提出了依據(jù)典型聯(lián)合概率分布函數(shù)的風(fēng)險(xiǎn)決策方法。李國芳和覃愛基采用頻率分析方法，對水利工程經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)分析方面進(jìn)行探討，得出一些有益的結(jié)論。隨著矩分析方法和熵理論的日臻完善，可將信息熵、概率論和風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)結(jié)合起來，建立最大熵風(fēng)險(xiǎn)估計(jì)模型。李繼清等6采用層次分析方法，將水利工程經(jīng)濟(jì)效益系統(tǒng)劃分為防洪、發(fā)電、灌溉(供水)效益子系統(tǒng)，辯識(shí)出風(fēng)險(xiǎn)因子，通過兩種風(fēng)險(xiǎn)組合方式，建立最大熵模型，得到系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益的風(fēng)險(xiǎn)特性。2風(fēng)險(xiǎn)分析的一般方法5102.1靜態(tài)與動(dòng)態(tài)相結(jié)合的調(diào)查方法調(diào)查方法是通過對風(fēng)險(xiǎn)主體進(jìn)行實(shí)際調(diào)查并掌握風(fēng)險(xiǎn)的有關(guān)信息。動(dòng)態(tài)與靜態(tài)結(jié)合是指調(diào)查既要了解主體的現(xiàn)狀，又要了解過去，又要?dú)w納總結(jié)，預(yù)測它的未來。就水資源系統(tǒng)而言采用調(diào)查法對有些問題并不適宜，如水庫調(diào)度風(fēng)險(xiǎn)問題。2.2微觀與宏觀相結(jié)合的系統(tǒng)方法系統(tǒng)方法是現(xiàn)代科學(xué)研究的重要方法。它是從系統(tǒng)整體性出發(fā)，通過研究風(fēng)險(xiǎn)主體內(nèi)部各方面的關(guān)系、風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境諸要素之間的關(guān)系、風(fēng)險(xiǎn)主體同風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境的關(guān)系等，確定風(fēng)險(xiǎn)系統(tǒng)的目標(biāo)，建立系統(tǒng)整體數(shù)學(xué)模型，求解最優(yōu)風(fēng)險(xiǎn)決策，建立風(fēng)險(xiǎn)利益機(jī)制，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制和風(fēng)險(xiǎn)處理。該方法適用廣泛，從理論上講是較科學(xué)、理想，但應(yīng)用難度大。2.3定性和定量相結(jié)合的分析方法2.3.1定性風(fēng)險(xiǎn)分析方法定性風(fēng)險(xiǎn)分析方法主要用于風(fēng)險(xiǎn)可測度很小的風(fēng)險(xiǎn)主體。常用的方法有調(diào)查法、矩陣分析法和德爾菲法。德爾菲法是美國咨詢機(jī)構(gòu)蘭德公司首先提出，主要是借助于有關(guān)專家的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和判斷來對風(fēng)險(xiǎn)加以估計(jì)和分析。在水資源系統(tǒng)中有些不確定性因素難以分析、計(jì)算，因此該法在水庫調(diào)度風(fēng)險(xiǎn)決策中具有實(shí)用價(jià)值。2.3.2定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法定量風(fēng)險(xiǎn)分析方法是借助數(shù)學(xué)工具研究風(fēng)險(xiǎn)主體中的數(shù)量特征關(guān)系和變化，確定其風(fēng)險(xiǎn)率(或度)。（1）基于概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)分析方法概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)是研究水庫調(diào)度中可靠性與風(fēng)險(xiǎn)率的最為有力的工具，如過去對水庫運(yùn)行的發(fā)電保證率和灌溉保證率等的計(jì)算均是建立在該基礎(chǔ)上的。該基礎(chǔ)理論和方法也適宜于解決風(fēng)險(xiǎn)率的計(jì)算。根據(jù)水庫調(diào)度中風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)，以下介紹4種方法：采用典型概率分布函數(shù)計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)率在水庫調(diào)度中，影響風(fēng)險(xiǎn)主體的不確定性風(fēng)險(xiǎn)變量(或隨機(jī)變量)大都服從一些典型的概率分布，如三角形分布、威布爾分布、正態(tài)分布、高斯分布、伽瑪分布、皮爾遜型分布等。因此用概率分布密度函數(shù)的積分便可分析計(jì)算決策指標(biāo)獲取的可靠率或風(fēng)險(xiǎn)率指標(biāo)，該法計(jì)算簡單且精度也可基本滿足要求。依據(jù)貝葉斯原理計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)率設(shè)B1、B2、Bn是一組互斥的完備事件集，即Bi互不相容，則有Bi=,又設(shè)P(Bi)0,則對任一事件A，設(shè)P(A)0，則有：P式中，P(Bi)為先驗(yàn)概率(已知)或事前概率；P(A/Bi)是與先驗(yàn)概率相關(guān)的條件概率(已知)；P(Bi/A)是事件A發(fā)生的條件下，引起B(yǎng)i發(fā)生的概率，為后驗(yàn)概率(未知)。在水庫調(diào)度中當(dāng)Bi為水庫放水，A為影響水庫放水的入庫水量和庫水位，則P(Bi/A)為水庫在已知入庫水量和庫水位的條件下，水庫放水的概率。同理，可對水庫放水的風(fēng)險(xiǎn)率進(jìn)行計(jì)算。風(fēng)險(xiǎn)度分析法用概率分布的數(shù)學(xué)特征如標(biāo)準(zhǔn)差或-半標(biāo)準(zhǔn)差，可說明風(fēng)險(xiǎn)的大小?；?越大則風(fēng)險(xiǎn)越大，反之越小。因?yàn)楦怕史植荚椒稚?，?shí)際結(jié)果遠(yuǎn)離期望值的概率就越大。=(DX)1/2=(Xi-MX)2/(n-1)1/2或-=(DX)1/2=(Xi-MX)2P(Xi)1/2是僅統(tǒng)計(jì)XiMX。用、-比較風(fēng)險(xiǎn)大小雖然簡單，概念明確，但-為某一物理量的絕對量，當(dāng)兩個(gè)比較方案的期望值相差很大時(shí)可比性差，同時(shí)比較結(jié)果可能不準(zhǔn)確。為了克服用-可比性差的不足，可用其相對量作為比較參數(shù)，該相對量定義為風(fēng)險(xiǎn)度FDi，即標(biāo)準(zhǔn)差與期望值的比值(方差系數(shù))：FDi=i/MX=i/i風(fēng)險(xiǎn)度FDi越大,風(fēng)險(xiǎn)越大，反之亦然。風(fēng)險(xiǎn)度不同于風(fēng)險(xiǎn)率，前者的值可大于1,而后者只能小于等于1。離散狀態(tài)組合法此法的基本原理是，首先給出各風(fēng)險(xiǎn)變量的離散型估計(jì)值；然后按照概率組合原理由這些離散的估計(jì)值