多目标风险模型在水库防洪调度中的应用研究

1 水库防洪调度风险分析的背景及意义

        水利资源与人类发展过程密切相关，是不可代替的重要资源。地球上的一切
生命都起源于水，水利资源关系到民族的兴衰，文化的传播。水维持着整个社会
的生机和发展。但是随着社会的不断进步，生活水平不断提高，人口剧增，对水
资源的需求也与日俱增，而有限的水资源使得这种供求关系越来越紧张，对水
库进行合理防洪及调度已经迫在眉睫。
        就我国现状来看，大部分地区都存在水资源缺乏或者洪灾频发的问题。虽然
许多地区都先后建立了水库，但是在水库的运行和管理中还是存在太多的问题，
因而水利资源不能得到很好的应用，或者是防洪的效果并不如预期。许多水库因
考虑到防洪的需要，故在设计的时候，对防洪的库容所留的量很大，这对于下
游地区的防洪安全是非常有效的，同时也保证了水库的安全性。但是这也对水库
的兴利有着巨大的影响，因为水库的设计多是以防洪和安全为第一位，因此较
大的防洪库容能够防止在汛期水库的蓄水水位高于水库所允许的限制水位。当水
库的蓄水水位超过最高水位，则应立即将超出水位的部分排掉

 。由于南北水量

的差异，南方水库全年都保持着较高水位，而北方的汛期和枯水期水库的蓄水
量差距很大。
        当然只根据蓄水量来设计水库是不行的，水库在运行过程中，存在许多不
确定性因素，这些因素，在水库的防洪及调度过程中都可能出现风险，因此要
规避风险，使得水库的效益达到最佳，就必须进行水库防洪目标及防洪风险分
析。这些分析结果为选择正确的防洪调度方法提供了有力的依据。
        2 水库防洪目标及风险定义
        2．1 防洪目标
        以保证水库安全为前提，对水库防洪调度风险进行分析，最终使得水库的
利益得到最合理化。水库的蓄水量是由限制水位决定的，抬高限制水位，在一定
程度上使得需水量增大，增加效益，但是防洪的风险也被放大。因此对整个水库
研究的重点部分为升高水位后的防洪风险情况。分析目标涵盖以下几个部分。
        (1)水库防洪目标：水库在防洪调度过程中，如果水库的蓄水水位超过附近
移民水位、用地水位，则会造成重大的经济损失以及人身伤害，因此，征地水位
在水库的调度过程中，应该有所保障。
        (2)水库安全目标：水库大坝是否安全，是水库发挥效益和实现防洪目标的
前提，综合水库调度运用，首先要把大坝的安全性作为首要考虑因素，即使遇
到特大的洪涝灾害，水库的最高水位都不允许超过最大值

 。

        (3)下游地区防洪目标：下游地区能承受最大洪水泻量。
        2．2 风险定义
        为方便对后续的风险进行分析，我们首先要对相应的风险目标或者相应的
风险事件进行必要的定义。针对防洪中出现的风险事件，我们可以总体的概括为
大坝安全风险及洪水风险两大部分。
        (1)大坝安全风险。
        水库调动运用中，出现的水库水位超过标记洪水水位的概率，称为大坝安