1.5 水文水资源系统风险分析的主要内容

水不仅是人类生活生产的环境，也是人类生活生产的资源。然而，自然水文现象是极复杂的，它的存在和发展变化过程往往与人类生活生产活动的要求不相适应。俗话说“水能载舟，亦能覆舟”。自然水能给人类带来利益，也会给人类造成灾难。因此为使利益最大化，就要科学地利用和控制水文水资源，为此，必须对水文水资源系统的可靠性和风险进行分析。

由于水文水资源问题涉及到人类生活生产的各个领域，它们对水文水资源系统可靠性与风险的认识和要求并不完全一致。根据现有文献资料，目前关于水文水资源系统风险分析，大体有下列几方面的内容。

1．关于洪水灾害的风险评估

这是现今研究得最多的课题。它主要研究洪水灾害的形成机制；洪水灾害的时空变化规律；洪水灾害的危险程度；洪水灾害损失；防灾减灾措施；洪水灾害监测、预警等。

2．水资源工程可靠性与风险评估

目前研究最多的主要是水库大坝的可靠性与失事风险评估。其内容有水库大坝失事机理和失事模式；水库大坝的失事概率估计；大坝失事后果分析等。

在对大坝失事风险评估时，在大坝寿命的不同时期，风险评估的详细程度有所不同。美国一般把大坝风险评估分为三个等级。即规划级、筛选级和设计级。

（1）规划级。在规划阶段，为了在决策过程中考虑社会风险，应把与大坝失事有关的风险代价（描述大坝失事年经济损失期望值的指标）的估计计入效益—成本分析中，在这个级别上，估计的大坝失事概率和后果只是近似的。通常要依靠对大量的历史资料的统计分析才能作出较好的判断。

（2）筛选级。筛选级风险评估的目的是确定现存大坝中的“不安全”坝，并将其按“危险”程度进行排队，以便分配有限的维修资金用于改造。为了获得正确的排列，对所有被评估的大坝，必须采用统一的评价标准和评价方法。美国斯坦福大学为联邦紧急事件处理机构（FEMA）研制的方法（M.Cann等1985）就是一种筛选级风险评估方法。该方法分为三部分：第一部分包括确定大坝失事概率、失事模式、洪水演算及因大坝失事引起的各种预期损失；第二部分是在第一部分工作的基础上估计由大坝失事造成的期望损失；第三部分是分析每个大坝维修方案的成本和安全改进程度的关系。斯坦福方法的目的是为不安全大坝排队，因此它特别强调分析方法的标准化。

（3）设计级。设计级风险评估涉及许多细小问题。例如设计标准的选择和大坝及其附属建筑物设计方案的选择等，在概率和后果估计时，必须根据详细的坝址调查资料和工程经济分析，细心地考虑特定的坝址条件。此外，必须研究各种结论对概率和后果估计中不确定性的敏感性。

设计级大坝风险评估的框架是由包里斯（D.S.Bowles）等提出的，并由豪伟尔（J.C.Howell）于1980年加以完善。1986年，美国垦务局（USBR）推出了一种类似的方法。后来这种方法成为设计级上风险评估的唯一标准方法。该方法分为对已建大坝维修方案或对新建大坝设计方案灾害评估和风险代价分析两个主要阶段。在第一阶段，为了对现有建筑物确定可接受的最低防洪标准，需要对失事后果进行估计。对新建筑物，其设计洪水的最大荷载通常应采用可能最大洪水（PMF），而地震荷载通常采用最大可信地震（MCE）。一旦失事前的可接受最低（防洪）荷载被选定，便要进行风险代价分析，以便确定是否存在经济上认为更合理的更高的防洪标准。

3．水文设计中的不确定性与风险评估

在水资源系统管理和决策过程中，人们常常涉及到许多不确定性，归纳起来主要有以下两类。

一种是受系统环境决定的固有不确定性。这是由系统状态变量（例如河川流量、降水，需水量、土壤或其他固体物质的滞留作用……）的随机性而引起的。这种不确定性可以用概率分布来描述，并且采用表征系统特征的各种性能指标或质量指标来表示。

另一种是方法的不确定性（由于测量、抽样、模型选择等）。这种不确定性是由于分析者为了取得适当的分析结果而提出的各种假设、模型、或估计方法不完全正确或不适当而产生的。处理这种不确定性的古典方法是灵敏度分析法，这种方法把选择正确假设或估计方法的统计问题，与管理或设计中的决策问题分开来处理。

水利水电等工程的规划设计与管理必须以一定设计标准的设计值为依据，而水文设计值是根据实测水文资料，拟合人为选定的理论概率模型计算得到的。由于所选模型的适当性、计算方法、资料质量，判别准则等诸多因素的影响，使得水文计算中存在许多不确定性，这就导致水文计算成果存在不可靠的风险。其中包括模型风险、设计值的安全风险、设计目标物安全标准的风险等。

4．水库调度风险评估

主要有与水库防洪调度有关的风险，以及库群联合调度有效性的风险等。

5．水污染风险评估

主要研究水污染物超标的风险问题。

除此以外，还有供水可靠性，干旱及泥石流等的风险问题。