防洪风险评估精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇防洪风险评估，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：南水北调工程 交叉建筑物 洪水 防洪风险

南水北调中线工程是由丹江口水库引水枢纽、输水总干渠和沿途省市供水区组成的大型调水工程，跨江、淮、黄、海四大流域到达天津、北京，线路全长1264km。南水北调中线工程是以解决京津及华北地区用水，缓解水资源紧缺为主要目标[1]。

南水北调中线总干渠沿线河流水系发达，与大小近千条河流交叉。其左侧的太行山区和伏牛山区曾发生过“63.8”和“75.8”两场国内最著名的特大暴雨，因此，中线总干渠如遭遇超标准的特大洪水而使其中任一座交叉建筑物发生失事时，则整个工程就可能受到影响，以致被迫中断运行，并且中线总干渠的走向几乎与所有交叉河流成正交或斜交之势而易受到洪水的冲击。可见，该工程存在许多不确定性和风险因素，特别是引水工程交叉建筑物的综合防洪风险问题，传统的水文计算方法很难解决，简单的概率叠加结果也使许多人怀疑该引水工程的可行性。对该问题一直争论不休，至今尚未达成统一的共识。在南水北调工程即将实施之际，对该问题的认识及评估，已成为工程迫切需要解决的问题之一。

1 防洪风险估算模型的建立

在南水北调工程中线总干渠上，若有n个交叉建筑物，其设计标准分别为P1、P2、…、Pn，在暴雨和洪水同频率的基础上，相应的设计洪水或设计暴雨分别为F1、F2、…、Fn，则整个南水北调中线总干渠因交叉建筑物因超标准洪水出现而中断运行的风 险为

R=P{(F1>FP1)∪(F2>FP2)∪……∪(Fn>FPn)｝

(1)

可见，为了推求上述组合事件的概率，需要各交叉建筑物设计洪水或设计暴雨的n维联合概率密度分布函数f(F1，F2，…，Fn)，以及f(F1，F2)，f(F1，F3)，…，f(F1，Fn)，f(F2，F3)，f(F2，F4)，…，f(F2，Fn)，…，等大量2至n-1维的联合概率密度分布函数。由数理统计学可知，在各变量的概率密度分布函数f(F1)，f(F2)，…，f(Fn)均属正态分布或对数正态分布时，其联合概率密度分布函数f(F1，F2，…，Fn)等才可能会有函数表达式。而实际上，水文变量大都是偏态分布，特别是暴雨和洪水。这样当n较大时，在实际水文资料条件下是不可能推求出这些联合概率密度分布函数的。

针对上述情况，20世纪80年代初期开始，人们为了解决多项因素共同作用下的风险计算问题，不得不通过模拟技术求解数值解。由于受到计算能力的限制，最初在保证计算精度的前提下，如何减少计算机时就成为重点考虑的问题。因此，Bourgund U和C G Bucher曾提出重点抽样法ISPUD(importance sampling procedure using design)的模拟技术[2]。而其应用理论主要包括联合概率法、变量构造法和多元极值理论等，其中变量构造法在分析问题前，需要先确定所研究变量的函数表达式，如Jonathan AT曾把区域降雨量表达为其中m、ν是有关参数，xj代表各雨量站的降雨量[3]。多元极值理论的依据是极值点过程理论，其边际分布一般为标准Gumbel分布。实际降雨过程的复杂性，及水文变量非标准Gumbel分布，使变量构造法和多元极值理论的应用，在水文风险计算上受到了很大的限制。为此，朱元NFDA9等人曾探讨过二维复合事件的风险计算模型，并用于分析南水北调中线工程的防洪风险问题[4]。冯平等人也曾研究过暴雨洪水共同作用下的多变量防洪计算问题[5]。

但对于二维情况，依据联合概率理论有

p(F1∪F2)=P(F1)+P(F2)-P(F1∩F2)

(2)

其中

(3)

(4)

及

(5)

式中f(x)和f(y)分别为两个交叉建筑物设计洪水或设计暴雨的概率密度分布函数，按我国的防洪规范二者均采用PearsionⅢ型分布[6]，即

(6)

及

(7)

而f(y/x)是暴雨或洪水的条件概率密度分布函数，它是由两部分决定的：(1)在暴雨或洪水x 条件下，暴雨或洪水y的条件期望值E(y/x)，它决定了这两个暴雨或洪水之间的关系；(2)在给定暴雨或洪水x下，暴雨或洪水y在E(y/x)附近的离散分布情况，它是因下垫面情况、暴雨时空分布等诸多不同因素综合作用的结果，因此由中心极限定理可假定其近似符合正态分布，即

(8)

如果有足够的暴雨或洪水资料，(1)部分可以通过建立这两个暴雨或洪水的相关关系来确定；(2)部分是给定某一暴雨或洪水x下，暴雨或洪水y的条件方差值σy/x，也可以通过实测暴雨或洪水资料估算。

若暴雨或洪水资源有限，或上述正态分布的假定难以保证，可以通过幂变换法等方法把x和y 正态化处理，并且对正态化后资料系列可采用偏峰检验法进行正态化检验[7]。将x和y转换为正态系列x1和y1后，则有

(9)

及

(10)

式(9)和式(10)中：Ex1和Ey1分别是2个交叉河流的暴雨或洪水正态化系列的均值；σx1和σy1分别是其均方差；r1是其相关系数。因此

(11)

两个交叉建筑物因水毁而中断运行的组合风险计算问题，就是求解式(1)～式(5)给出的二维复合随机模型，其中式(3)和式(4)可以通过传统的PearsionⅢ型分布曲线，即通过这2个交叉建筑物的设计防洪标准给出。而式(5)可以采用数值积分方法或Monte Carlo等方法计算。如果采用数值积分方法，式(5)可由下式近似给出：

(12)

式中：m和n分别是概率密度分布函数f(x1)和f(y1/x1)在(x1p，∞)和(y1p，∞)区域的离散区间数。

篇2

关键字：水电站管理风险识别风险分析风险评估风险对策

中图分类号：TV74文献标识码： A 文章编号：

引言

风险管理（Risk Management），这一名词最早出现在1930年美国管理协会发起的一个保险问题会议上，是由美国宾夕法尼亚大学的所罗门·许布纳博士提出的。随着经济社会的发展及全球化的蔓延，风险管理逐渐发展为一门理论，并应用于金融、财务、股市、施工项目管理等各种行业。本文广东省丰顺县梅丰水电站为例，运用风险管理理论对水电站运行管理过程中的风险因子进行识别、评估、分析，业主可以根据评估结果采取有效控制措施，减少风险损失。

1 风险评估理论

风险管理的方法和步骤与其所在的应用领域有关，而且与不同专家学者的个人见解有关。软件工程协会提出了风险管理的五个阶段：识别、分析、响应计划、跟踪和控制；美国国防部则建立了风险规划、风险评估、风险处理和风险监控的风险管理基本过程和体系结构。Fairley提出了风险管理的七个步骤：识别风险因素、评价风险概率和影响、研究策略来减轻被识别的风险、监控风险因素、启动连续性计划、管理危机事件和从危机中恢复；Klien和Luddin则参照质量管理（PDCA）四个过程提出了风险管理的四个步骤：风险识别、风险分析、风险控制和风险报告[[[]王炜. 项目风险管理三阶段研究[J].科技信息.1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. http：//]][[[]赵树,王玉.项目的风险识别和防范［J］.上海管理科学，2002.(5).]][[[]戴哲.项目的风险管理［J］.企业管理，2002.(2).]]。

本文将风险管理的方法和步骤分为四步：风险识别、风险分析、风险评估和风险对策，将风险管理理论应用与梅丰水电站的运行管理中。

1.1风险识别

风险识别是风险管理的第一步，并且是重要的一步，风险因子识别的正确与否直接影响着风险评估、分析的结果，进一步影响着规避风险的控制措施。如果所识别的风险因子能够真实反映项目的潜在风险，则通过风险管理评估、分析后，可以采取有效措施，大大减少风险；相反，若错将不会构成风险的因子作为风险因子，不但不能降低风险，甚至造成更大损失。

根据风险因子的主客观因素，可以将梅丰水电站运行管理中的主要风险因子分为两类：一类是强降水、洪峰、山洪灾害、地质灾害、地震等客观因子，这类因子一般具有不确定性，其发生时间、危害程度、危害范围等都具有不确定性；另一类则风险因子则受人类主观因素的影响，如水库运行管理调度规程、闸门启闭规则等。风险管理主要是对这些因素进行评估、分析，有针对性地采取控制措施，以降低灾害发生的概率，最大限度的降低灾害的损失程度。

1.2风险分析

风险因子识别出来之后，就要对其进行风险分析，以便确定风险发生的可能性大小和所造成的影响程度，进而确定关键风险[[[]孙祖斌、秦士美.项目风险管理探讨［J］.煤矿现代化，2009.01:96-97.]]，为确定风险评估指标体系提供依据。

根据风险破坏的性质可以将风险分析分为定性分析和定量分析，定性风险分析主要是确定风险发生的可能性和其后果的严重性；定量风险分析则是对每一风险的概率及其所造成的后果进行量化[4]。

1.3风险评估

风险评估则是在风险分析的基础上，对关键风险发生的可能性及其所造成的后果进行预测，从而确定风险的级别，为制定风险对策提供依据。风险评估的方法有多种，如层次分析法（AHP）、专家评估法、主成分分析法、敏感性分析法等。

风险评估的结果将直接影响到风险对策，能够反映真实情况的结果能够有效的规避或减少风险损失。因此，在条件允许的情况下，应采取多种方法对风险进行评估，多种方法形成对比，有利于深刻认识潜在风险因子及其所造成的损失。

1.险对策

风险管理理论的最后一步为风险对策，即根据风险评估的结果，为消除或减少风险造成的不良后果而制定的风险应对措施[[[] 杨明. 浅议项目风险管理的应对措施［J］.现代经济信息，2010.04:46.]]。主要有以下几种[4][5]：

（1）风险回避。风险回避是彻底规避风险的一种方法，这种方法通常是在风险未出现时，从根本上断绝风险来源。对于水电站运行管理，这种对策主要针对一些人为因素导致的风险源，如泄洪时由于人为因素导致闸门不能正常开启。

（2）风险控制。风险控制主要是针对一些可控性的风险因子，在风险发生前采取可行措施防止风险发生，或在发生过程中及时采取有效措施，以便减少风险所造成的损失。

（3）风险转移。风险转移是一种通过试图将自己可能面临的风险转移给他人承担来避免风险损失的方法。这种方法多应用于私营企业或个体经营者。对于水电站运行管理，很多是国有企业或事业单位，风险转移的策略一般很少使用，但有时管理单位负责人为了减少自己的责任，也通过投保措施将风险转移给保险公司。

（4）风险自担。顾名思义，风险自担意味着自己全部承受风险所带来的损失。当风险发生的概率较低，或者所造成的后果较低时，通常所有这种措施。当规避风险的费用大于风险自担的损失时，通常也主动接受风险。

2 实例

2.1 梅丰水电站工程概况

梅丰水电站位于八乡河上，是八乡河水利水电梯级开发项目。八乡河位于广东省丰顺县境内，发源于丰顺县的楼子嶂，是榕江南河支流五经富河的上游河段，自西向东流经上、下八乡、五经富等地。沿河先后有荷岭水、打银河水、大竹水、小溪水和青潭水等支流注入。五经富水流域面积719km2，河长76km，平均比降5.46%，在丰顺县境内面积为293km2，地理位置为东经115°50′～116°05′，北纬23°37′～23°49′之间[[[]广东省水利水电科学研究院.广东省丰顺县梅丰水电站A厂工程设计复核和安全鉴定报告[R].广州：广东省水利水电科学研究院,2006.]][[[]广东省水利水电科学研究院.广东省丰顺县梅丰水电站B厂工程设计复核和安全鉴定报告[R].广州：广东省水利水电科学研究院,2006.

第一作者简介：梁志山（1972—），男，广东梅县人，水工工程师，总经理，主要从事电站建设与管理工作。]]。

2.2 梅丰水电站风险管理分析

本文以专家调查法为例，运行风险管理理论对梅丰水电站运行管理过程中的风险因子进行评估。

（1）风险评估指标。梅丰水电站的主要功能有防洪、发电，因此在风险评估的指标应围绕防洪、发电进行识别。本次风险管理分析以大坝自身安全为目标，对有关主要影响因子作为风险评估指标，如表2-1所示。

（2）风险因子概率p。风险因子概率是指每个风险因子出现的程度，受风险因子及其外界环境的影响，一般需要咨询工程经验丰富的专家。为了说明风险管理分析这一方法，本实例采用假定的专家调查值，如表2-1所示。

（3）风险因子影响程度l。不同的风险因子对风险损失的影响程度是不同，影响程度大的因子一旦出现将会造成巨大损失。

（4）风险值R。风险值为风险因子概率与风险因子影响程度两者综合作用的结果，为了计算简单，本例直接取两者的成绩，即风险值。

表2-1梅丰水电站风险管理分析

（注：本表中的数据并未实际调查，而是采用的假定值。每一宗水电站都有其自身特点，在实际操作过程中，应组织有经验的一批专家赴现场调研，根据他们的调查值综合确定风险因子的出现概率和影响程度。）

由表2-1可知，启闭机失灵对大坝自身安全的风险值最大，白蚁灾害次之，地震灾害的风险值最小。因此，在水电站的日常运行管理过程中，应针对风险值的风险因子采取风险对策，以减少风险损失。

3 结语

水电站运行管理是一个系统工程，影响水电站综合效益的因素很多，既有无法抗拒的客观因素（地震、特大洪水等），也有人为的主观因素，如何对这些风险因子进行分析、评估，并提出相应的减少损失的措施，是水电站风险管理的关键。本文以广东省梅丰水电站运行管理过程中的影响大坝自身安全的风险因子为例，对其进行分析、评估。

（1）本文将风险管理理念运用到梅丰水电站的运行管理中，在假定情形下，对其进行风险评估，得出评估结论。

（2）限于实验条件，在评估过程中，没有严格按照评估程序，组织有关专家去现场调研，本文仅说明风险评估理论的步骤及程序，其结果不具有权威性。

（3）本文将风险管理理念运用到水电站的运行管理中，为其他水电站的运行管理提供借鉴。

（4）由于风险因子概率与风险因子程度直接影响到风险值，因此，如何根据风险因子概率和风险因子程度综合确定风险值，是今后研究的重点。

参考文献

[1]王炜. 项目风险管理三阶段研究[J].科技信息.1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. http：//

[2]赵树,王玉.项目的风险识别和防范［J］.上海管理科学，2002.(5).

[3]戴哲.项目的风险管理［J］.企业管理，2002.(2).

[4]孙祖斌、秦士美.项目风险管理探讨［J］.煤矿现代化，2009.01:96-97.

[5] 杨明. 浅议项目风险管理的应对措施［J］.现代经济信息，2010.04:46.

[6]广东省水利水电科学研究院.广东省丰顺县梅丰水电站A厂工程设计复核和安全鉴定报告[R].广州：广东省水利水电科学研究院,2006.

篇3

研究背景

为什么要开展这一项目的研究？钟茂华介绍：“随着城市数量和规模的快速增长，我国城市正逐步承载越来越大的人口、安全、资源、环境等压力，城市公共安全面临严峻挑战。由于我国城市运行管理环境十分复杂，常规和非常规风险不断突出，城市安全隐患日益凸显、维护公共安全任务日益繁重。”

2016年科技部了《关于国家重点研发计划深海关键技术与装备等重点专项2016年度项目申报指南的通知》（国科发资〔2016〕52号），“其中‘城镇安全风险评估与应急保障技术’项目作为公共安全领域的重点研发项目首批启动，充分体现了国家对城市公共安全和应急保障工作的高度重视，是强化科技支撑、实现科技兴安的重要举措。”钟茂华说。

研究内容

城镇安全风险评估与应急保障技术项目面向城镇公共安全重大需求，旨在突破城镇安全综合风险评估、重大基础设施风险管控、应急保障等方面的理论、方法、技术、装备和标准，形成城镇、城市、城市群安全监测和应急保障平台。

问题导向

项目研究内容贯穿风险应对全过程。从风险评估、风险管控、应急保障三个关键环节，重点解决城镇公共安全共性关键技术和重要基础设施风险管控技术。在共性关键技术层面研究城市群综合风险评估、网格化安全监测、人员安全转移安置、应急资源保障等方面的技术、平台和标准；在重要基础设施风险管控技术层面研究困扰我国城市化快速发展过程中最突出的城市轨道交通安全运营、城市地下空间、大型活动场所、低影响排水等方面的技术、装备和标准。

研究方向

项目共设置9个课题，分别是：

城市群公共安全综合风险评估技术；

城镇大型活动场所安全风险诊断技术与信息平台研发；

城市多部门协同的网格化安全监测和保障技术装备及集成信息平台；

城市地下空间关键设施设备故障诊断技术及信息管理平台；

城市轨道交通防灾系统检测与风险管控技术；

城市轨道交通网络化运营重大风险管控与应急救援技术；

城市低影响排水（雨水）系统与河湖联控防洪抗涝安全保障关键技术；

城镇重大突发事件下人员转移安置应急保障技术及平台；

城镇应急资源配送与交通组织安全保障关键技术及平台。

研究团队

项目研究分别由清华大学、中国科学技术大学、中南大学、武汉理工大学等11所大专院校，中国城市规划设计研究院、中国安全生产科学研究院、北京城市系统工程研究中心、住房和城乡建设部城乡规划中心、中国标准化研究院等9家科研院所，以及广州地铁集团有限公司、深圳市地铁集团有限公司、北京市轨道交通设计研究院有限公司等10家企业共30家单位组成。项目团队拥有深厚的研究基础、优秀的人才队伍和良好的研发条件。参与单位均来自国内城镇安全领域具有较强优势的科研院校（所）及规划、设计、建设、运营单位，在学科专业和研究条件上优势互补，实现“产、学、研、用”结合。

空间尺度

由点（大型活动场所、地下空间），线（城市轨道交通），网（网格化城区、城市排水系统），面（城市群）多层次开展研究。

项目挑战

2014年，国务院《关于深化中央财政科技计划（专项、基金等）管理改革的方案》（以下简称《改革方案》）。在科技部对《改革方案》的政策解读中提到，改革的总体目标是，强化顶层设计，打破条块分割，加强部门功能性分工，建立具有中国特色的目标明确和绩效导向的科技计划（专项、基金等）管理体制。

在转变政府科技管理职能的原则下，政府各部门不再直接管理具体项目，建立统一的宏观管理和监督评估机制，破除条块分割，解决科技资源配置“碎片化”现象。“这意味着，与往年不同的是，这一国家重点研发计划项目将改变以往的各课题负责单位分e与政府科技管理部门对接，而是将具备条件的科技计划（专项、基金等）进行优化整合，由项目牵头单位负责对整个项目的总体协调和把控、统一接受监督评估。清华大学作为该项目总体负责单位，将承担这一职责，这一挑战将是前所未有的。我们也将努力在总体项目管理方面进行探索。”钟茂华解释说。

预期目标

项目预期将在以下几个方面产生积极效益：

一是形成城市群跨区域多因素综合风险评估理论、大型活动典型事故风险快速评价方法、低影响排水监测与评价理论体系、城市人员转移安置、应急资源规划调度等科学理论、方法。

二是建立大型活动场所风险智能化采集与识别技术，城市轨道交通防灾安全监测预警技术、防灾系统风险评估和管控技术，临近和穿越施工时地铁既有线安全监测预警技术，城市轨道交通运营关键装备在线监测与故障诊断技术，城市地下交通隧道关键装备在线故障诊断和结构病害处置技术，城市地下人员密集空间关键设施故障诊断与风险评估技术，城镇重大突发事件下人群疏散转移分析和人员伤亡评估技术等关键技术。

三是研发形成大型活动场所信息管理平台，城市地下空间关键设施设备故障诊断技术与信息管理平台，城市轨道交通网络化运营应急救援平台，城市轨道交通防灾安全现场综合检测装备，排水防涝安全监控系统平台，城镇人员转移安置、应急资源配送与交通组织等平台，城镇群多因素综合风险评估和跨区域应急联动及协同救援保障系统，低影响排水与河湖联控防洪排涝决策支持系统，城市多场景安全协同处置保障智能终端设备等平台、系统和装备。

篇4

关键词 内涝风险 快速评估水动力模型

中图分类号：G449.7文献标识码： A

城镇化的高强度开发建设，导致城镇不透水面积成倍增加，而河塘沟渠等调蓄水体则急剧减少，在城市面貌日新月异的同时，也积累了巨大的内涝风险。近年来国内多座城市出现严重的内涝灾害，造成重大经济损失和人员伤亡，引起社会普遍关注和强烈反响。

开展城市内涝风险评估，是加强排水防涝体系建设、防范内涝灾害的重要基础工作。内涝风险评估通常采用计算机仿真模拟的方法，模拟演算特定暴雨强度下的地面积水深度，积水深度越大则内涝风险越高。常规的计算机模拟方法计算精度高，但是需要输入大量的基础数据，包括排水管渠、排涝水系的拓扑结构和几何尺寸，泵站的流量及启排水位等，工作量大，耗时费力[1]。本文基于水量平衡的原理，深入分析了降雨径流量、水体调蓄容积、泵站排水能力、地面积水深度等主要因素的相互关系，提出一种内涝风险的快速评估方法，可以在短时间内得出评估成果，且具有相当高的精确性。

1 基本原理

城市排水防涝体系主要由排水管网、排涝水系及排涝泵站构成，降雨径流经排水管网收集输送，排入水系，再经泵站排放。假定排水管网和排涝水系完全均匀分布于排水区内，且具有足够的排水能力。降雨初期，降雨径流在水系内蓄积，不会形成地面积水。当降雨强度超过泵站排水能力并且将水系的有效调蓄容积充满之后，才会形成地面积水。即排水区内地面积水深度仅取决于降雨径流量、泵站规模以及水系的调蓄容积。降雨径流量由防涝标准和长历时降雨雨型确定；调蓄容积为水面面积和调蓄水深的乘积，通常调蓄水深取0.5m，则调蓄容积可以折算为水面率。基于水量平衡的原理，可以确定地面积水深度、泵站规模、水面率、降雨径流量的相互关系。

以芜湖市桂花桥排水区为例，该区面积11.45km2，现状水面率9.27%，现有一座排涝泵站――桂花桥泵站，按照20年一遇的防涝标准建设，泵站排水能力为40m3/s。

采用水利部门的净雨时程分配办法，重现期取20年，建立时间步长为1h、降雨历时为24h的降雨雨型，如图1所示。需要说明的是，该雨型为扣除入渗损失的净雨雨型。

图 1长历时降雨雨型（净雨）

根据前述的假定条件，泵站排水能力为40m3/s，按照排水区面积折算为每小时可以排除的降雨径流量，即40×3600 /11.45/1000=12.58mm/h。

根据排水区的现状水面率，调蓄水深按0.5m计，将水系的调蓄容积折算为可以调蓄的径流量（单位为mm，以HT表示），即HT=9.27%×0.5×1000=46.35mm。

将降雨雨型进行如下修正：比较累计降雨径流量与HT的差值，找出累计降雨径流量恰好超过HT的时点，将此时点之前的各时段的降雨径流量调整为0。降雨雨型的修正如表1所示。

表1 降雨雨型修正

修正后的累计降雨径流量，超过泵站排水量的差值，即为地面平均积水深度。可以得出，在11时地面平均积水深度达到最大值50.9mm。降雨径流量、调蓄容积、泵站排水量以及地面平均积水深度之间的关系可以通过图2表示。

图2桂花桥排水区水量平衡关系

2 利用二维水动力模型模拟地面漫流

以上水量平衡计算得出的地面平均积水深度，只有在排水区的地面完全平坦的理想条件下才会出现。即使在总体地形较为平坦的平原城市，地面起伏也是普遍存在。降雨径流总是向低洼地带汇集，因此低洼地带的地面积水深度远大于平均积水深度。为了体现地形对于地面积水深度的影响，可以采用二维水动力模型来模拟地面漫流过程。

仍以桂花桥排水区为例，采用丹麦水利研究所（DHI）开发的MIKE 21模型软件，模拟过程如下：

将桂花桥排水区的数字高程模型（DEM）导入MIKE 21；在模拟文件中，设置降雨强度为表1中修正后的降雨雨型；为了简化模型，将泵站排水能力概化为固定的蒸发强度，表达降雨径流从排水区排除，如前所述，设置蒸发强度为12.58mm/h。经过上述设置，即可进行动态模拟，得到地面积水深度随降雨历时的变化情况。图3、图4为模拟得到的不同时间节点的地面积水深度情况。

图3 第12小时地面积水深度情况

图4 第23小时地面积水深度情况

3 内涝风险评估

目前国内尚未形成统一的内涝风险评估标准。一般认为路面积水深度在0.15m以下，积水不会淹没道路侧石，不影响行人和机动车辆通行，而且积水只是沿路面汇积，不会造成周边建筑物浸水，不至于形成内涝灾害。当积水深度超过0.15m时，会造成一定程度的灾害损失，主要表现在交通受阻、建筑物浸水、财产损失甚至人员伤亡。灾害严重程度与积水深度和积水时间有关。

参考天津等地的内涝风险等级划分标准[2] [3]，初步拟定芜湖市内涝风险等级标准，详见表2。

表 2内涝风险等级

根据MIKE 21模拟结果，利用MIKE软件中的统计分析工具，可以得到桂花桥排水区的内涝风险区划图及内涝风险评估统计表，如图5及表3所示。

图5 桂花桥排水区内涝风险区划图

表 3桂花桥排水区内涝风险评估统计表

将风险评估结果与近年来内涝实地调查统计资料进行对照分析，风险评估所反映的高风险区与实际内涝情况较为接近，说明上述内涝风险快速评估方法具有相当高的精确性。

4 结语

（1）本文提出的内涝风险快速评估方法，对于排水管网、排涝水系等繁琐细节进行简化处理，着重于降雨径流量、水体调蓄容积、泵站排水能力、地面积水深度等主要因素的研究分析，并采用二维水动力模型进行模拟评估，具有高效便捷且精度较高的优点。

（2）快速评估方法可以用于内涝风险的初步评估，掌握内涝高风险区的分布情况。高风险区所占比例虽小，却是城市排水防涝的重点区域。针对初步评估得到的高风险区，再进行精细化的计算机模型分析，能够取得事半功倍的效果。

（3）常规的评估方法需要调查收集大量的基础资料。快速评估方法所需的基础资料为：排水区的地形资料、当地降雨资料、排水区面积及水面率、排涝泵站规模，这些资料较易取得，便于开展评估工作。在缺乏排水管网和排涝水系的基础资料的情况下，采用快速评估方法可以得到较为满意的评估结果。

参考文献

[1] 张冬冬，严登华，王义成，等. 城市内涝灾害风险评估及综合应对研究进展. 灾害学，2014，29（1）：144~149

[2] 解以扬，韩素芹，由立宏，等. 天津市暴雨内涝灾害风险分析. 气象科学，2004，24（3）：342~349

篇5

我国已开展的洪水风险研究基本上是区域性的，内容涉及四个方面：洪水风险辨识、洪水风险评估、洪水风险评价、防洪决策风险的评价。分析决策过程中的各种不确定因素，不同决策方案可能产生的不同后果，争取将决策失误造成的损失减小到最低程度。

我国洪水风险研究的一个重要特点是较早将大范围的洪水数值模拟技术应用于洪水风险分析。1988年10月27日，国务院批转了水利部《关于蓄滞洪区安全与建设指导纲要》，明确要求各流域机构“编制本流域典型年蓄滞洪区运用顺序及淹没图”，“在实行洪水保险的地区，由有关流域机构在水利部的指导下绘制典型年洪水淹没风险边界图”，“并在保险公司的配合下编制典型年洪水淹没风险边界图及洪水保险费率图”，对风险图的绘制工作起到了推动作用。20世纪90年代，我国一些省、市陆续将洪水风险图用于防汛指挥工作。

1997年初，国家防办发出1号文件，正式要求全国组织绘制洪水风险图。随后又以补充文件的形式，明确提出我国洪水风险图的绘制将分三步走。第一步是根据历史洪水的资料与已有研究成果，勾画洪水影响范围，并以表的形式说明受淹范围中人口、资产的分布情况；第二步是根据具体对象的特点，采用分析计算的方法，确定区域洪水风险的分布特性，为制定防洪规划与防汛预案服务；第三步是与实时雨情、水情、工情的监测预报系统相结合，进一步为防汛调度指挥与灾情评估等业务服务。

1998年初，国家防办选择广东省北江大堤保护范围（含广州市）与荆江分洪区作为洪水风险图绘制第二步工作的试点。中国水科院灾害与环境研究中心具体承担了试点研究任务。在广东省防办、北江大堤管理局与湖北省防办、荆江分洪区管理局等有关单位的大力支持下，采用洪水仿真、数据库与GIS等先进技术，建立了便于对地理、社经、工情、水情、灾情等大量信息进行计算机管理的洪水风险计算、风险图绘制与信息演示系统。

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【关键词】汛期；水库调度风；防洪

在水利水电工程建设中，由于计算方法、施工工艺等方面存在着较多不足，同时蓄水工程还伴有设计计算、洪水预报和水库调度等多方面不确定因素，这就容易引起汛期水位抬高之后发生水库防洪运作风险。在目前的水利水电蓄水工作中，为了完成水利水电工程的工作效益和防洪目标，需要在不同的汛期根据水位的不同标准来进行分析，为防汛限制水位的正确选择提供科学理论依据。

一、水利水电工程中水库防洪调度风险

1、风险含义

风险是一种不确定的状态，是在已知的不确定状态下需要服从的某种概率分布问题。在目前的风险现中大致可以分为两种：首先风险存在的主要因素即不确定性，其次是在定义中强调由风险带来损失的不确定性。一般来说，如果风险指标现在不确定，那么说明风险产生的结果有可能是损失、获利甚至是不曾变动的过程，这种风险含义是一种多面性的含义。而风险损失的不确定性则说明风险的存在必然带来相关的损失，只是这些损失之中还存在着或大或小的变化。

2、水库电站调度风险

水库电站调度风险是水库电站工作中的主要工作模式，在工作中由于水库电站防洪调度含义较多，因此需要以周围时空环境为基础条件进行深入总结，一般来说，水库电站调度风险定义是指在水库周围时空环境下，水库调度运用过程中所产生的非期望事件和现象。

二、水库电站调度风险现状与发展

自上个世纪八十年代以来，水库电站运用风险问题在全国范围内引起了人们的重视。经过三十年的深入研究和调查，取得了一定的应用成果和经验。

1、水库电站来水预报风险

来水的多少和大小直接决定着水库的承载量，如水流过少的时候，容易出现水库干涸，并且无法及时的向周围区域进行平稳供水，而来水量过大则容易引起水库防洪排泄出现不足，进而造成严重的水患问题。

2、水库电站调度风险

水库电站调度风险是通过在水库电站工作中实施运用径流量水预报值、误差修正和风险解决等相关环节问题进行深入分析，并进行深入研究。一般而言在目前的水库防洪调度之中，通常都是与水库电站的设计防洪标准有着直接的联系。

3、研究进展

可靠性与风险是两个互补概念，前者的研究始于本世纪30～40年代，用概率论研究机器设备的维修问题；后者的研究始于50年代，最早是由军工生产部门提出。到80年代初，可靠性和风险分析理论逐步形成一门内容丰富、方法多样、理论体系较完整的边缘科学。

在水资源工程中可靠性概念应用早于风险，例如在水库电站调度中，人们早就用发电保证率、灌溉保证率等概念方法评价水库运行策略的优劣。风险分析在70年代后期才渗透到水资源研究领域，并最早在美国水资源开发中得以应用。1984年北大西洋公约组织成立了ASI高级研究所，专门从事水资源工程的可靠性与风险研究，并提出了水资源工程可靠性与风险的研究框架和系统理论、方法及评价指标。目前世界各国对水资源工程中的风险决策以及水资源系统运行的风险分析都高度重视，并开展了广泛的研究。但作为水资源系统研究的一个重要分支——水库调度，其风险概念和分析方法80年代才提出，研究刚刚起步。

三、风险分析的一般方法

1、静态与动态相结合的调查方法

调查方法是通过对风险主体进行实际调查并掌握风险的有关信息。动态与静态结合是指调查既要了解主体的现状，又要了解过去，又要归纳总结，预测它的未来。就水资源系统而言采用调查法对有些问题并不适宜，如水库调度风险问题。

2、微观与宏观相结合的系统方法

系统方法是现代科学研究的重要方法。它是从系统整体性出发，通过研究风险主体内部各方面的关系、风险环境诸要素之间的关系、风险主体同风险环境的关系等，确定风险系统的目标，建立系统整体数学模型，求解最优风险决策，建立风险利益机制，进行风险控制和风险处理。该方法适用广泛，从理论上讲是较科学、理想，但应用难度大。

四、防洪规划编制与原则

规划目标是以区域河流的洪水特征和历史灾害为基础进行分析，在国民经济各部门和社会各方面的规划要求进行深入研究，通过区域的政治、经济、技术和其他条件，进行全面考虑，确保其容易出现问题的方面能够满足社会需要，降低破坏性灾害。防洪规划必须充分考虑经济、社会、环境的发展现状，以提高经济效益为目的，同时还要从可持续发展、社会福利和环境的角度去进行分析和规划。防洪规划是通过防洪建设和洪水管理作为主要的基础模式，也是目前政府形式社会监督权和管理权的重要依据。在目前的防洪规划措施中能够，通过对流域各方面因素进行综合统一的处理，使得防洪规划的思路能够从可持续发展的角度去分析和研究，做到以蓄泄兼备为宗旨的设计规划流程。防洪规划的指定应确保重点、兼顾一般，遵循局部与整体、需要与可能、近期与远景、工程措施与非工程措施、防洪与水资源综合利用相结合的原则。在具体方案研究中，还要充分考虑防洪规律和上下游、左右岸的要求，处理好蓄与泄、一般与特殊的关系，并注意与国土规划和土地利用规划相协调。

五、水库电站防洪调控措施

施工导流设计中围堰结构和防渗形式的选择是设计的重点和难点。选择的是否恰当直接影响施工工期和导流投资。在可行的指导原则下，结合工程总体布置和施工条件，应对围堰的布置和防渗措施进行了详细的论证，选择多种围堰和防渗形式，将起到缩短施工工期、降低投资的良好效益。这种防渗体防渗效果较有保证，基坑渗流小，但施工时间长，且其施工期内要求防渗墙两侧不能形成较大的水位差，导致基坑排水和开挖时间滞后，影响施工工期。在施工图阶段经多方面比较论证，一期上下游横向围堰采用粘土心墙结合土工膜复合防渗。这种防渗形式具有施工时段较短，不占用截流后的关键线路工期，为主体工程施工争取较多的施工时间，但需要解决防渗体水中施工的技术问题。通过调查分析，上游的水库为季调节水库，冬季库水位较低，一般不泄流。塘坂坝址来水主要为水库的发电泄水。因此考虑水库短时间停机，降低塘坂坝址水位，为堰基防渗体沟槽开挖施工创造条件。防渗体沟槽采用长臂反铲挖掘机开挖，倒退法施工。长臂反铲挖掘机挖深可达6～7m，基本能将覆盖层挖除。粘土填筑采取端进法施工。由于防渗土料系在水中抛填，无法压实，无法完全达到抗渗要求，故拟在粘土之后铺设一道土工膜，粘土和土工膜共同防渗，基本解决堰基渗流问题。通过几个月的观察和量测，其渗流基本控制在30m3/h之内，达到预期效果。

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【关键词】：废弃矿山；危害分析；治理方式；安全措施

【引 文】：因为废弃矿山对环境有着多方面的危害，而且原因也是多样的，这些原因不是单独存在的，他们相互影响相互关联，共同损害地质环境。要想对合理的治理方式和安全措施制定，首先要分析危害原因和引发的危害。

1对废弃矿山引发的危害深入分析

1.1废弃矿山污染水源

矿山开采完成后会关闭矿井，长时间后矿井没会积聚大量地下水，由于矿山残留的多重矿物质会对水质造成污染。矿井内的污水不是一潭死水，而是相互渗透流通的，在流通的过程中，就会有矿物质的扩散，被污染水的面积就会越来越大。根据探测采样发现，矿井内的水毒性极大，在矿井周围一万米的范围内，水中矿物质含量都会超过正常上限数倍，人们一旦接触被污染的水源就出现身体不适，严重者甚至会导致死亡。如果废弃矿井周围有江哥湖泊那么危险则会加大，污水会渗入河流并且流向其他地区，导致更多人们受到危害。如果矿井内的水积聚过多，溢出地表，废弃矿井周围土地被淹没，甚至淹没田地和庄稼，最严重的是在矿井周围形成沼泽，危害当地生态系统影响人们正常生活。

1.2有毒气体

矿山在开采之前会有专业人员对矿内空气进行检测，对人体危害不大方可进入开采，如果矿山内部存在有毒气体，会对有毒气体进行疏通排放后在开采。矿山废弃后矿井会关闭，矿井内气体排放不出来，长久积累有毒气体越来越多，加上其他因素影响，地表土层会出现松软和裂开塌陷的现象，如果有人经过，可能掉入矿井，导致危及生命。大量有毒气体如果扩散到环境中，会给空气造成一定污染，人们长时间生活在这样的环境中就会患多种疾病。

1.3滑坡危险

废弃矿山有一定高度，而其内部经过开采后已经变空，经过长时间得雨水冲刷和内部污水浸润，废弃矿山的表面土层就会松软，达到一定程度后，则会出现一定程度的滑坡现象。矿山高度不同，引起的滑坡危险结果也会不同，如果矿山高度较高，发生滑坡时会吞没周围田地或者村庄，对人们的生活造成极大的威胁。

2综合治理方式

2.1防止地表有积水渗透出现

前面介绍废弃矿山积水对地表危害十分严重，为了降低危害从下面两方面治理。

2.1.1修建防洪沟

在梅雨季节来临之前，根据实际的天馇榭龊屯恋厍榭鲋贫ㄒ桓鲂拗防洪沟方案，以便即使引流积水也要减少矿井内雨水的汇集和露天坑内边坡的渗透水量。

2.1.2处理地表

除了修建防洪沟外，还可以在土地表面对裂缝进行填补，保证填补材料主要是黏土，因为黏土可以降低地表水的渗透，有效的防止露天矿山表面土层疏松，进而防止滑坡现象的发生。需要我们注意的是，一定不要使用浆液来灌注，因为浆液会导致裂缝处压力增加，使矿山坑的边界推力增大，不能起到稳定矿山边界的作用。

2.2治理河道

我国河道水量富足，一般被用于周围田地和庄稼的灌溉，河道经灌溉后，水量不会大幅度减少，在雨季来临时，河道会有大量的积水，容易出现洪水泛滥现象，对露天废弃矿山的危害极大。治理河道就会降低矿山对周围环境的危险，因此，选择河水疏通改造河道十分必要。河道的改造应该选择雨水少的季节，根据实际情况对改造河道并且加固河床。

2.3消减山坡

在消减山坡之前应该进行消减试验，在松软的沙土环境下进行该试验准确性更高，按照相应的计算方式来逐步计算出具体的结果，然后对结果进行详细得分析。经过上述分析后，可以把高台阶分为多个台阶进行修复，这样一来，不仅可以降低台阶高度，还可以减少山坡的倾斜度，增加稳定性。在处理第三、第四土层边坡时，我们可以采用削泼减载的方法，使得效果会更加显著。结合具体露天矿山发生的滑坡情况，采用削坡减载的处理方法可以降低上部的压力，稳固山坡。

3废弃矿山的防治措施

3.1对废弃矿山风险评估系统设立

为了减少露天废弃矿山发生危害，首先，要进行预防，因此建立风险评估系统可以让我们在危险发生之前采取保护措施。评估系统的建立需要专业人员对矿山和周围的情况进行一定的探究分析，深入了解各项危险因素。做好以上工作后，应用科学技术建立风险评估系统。除此之外，还需要对矿山地下水流和动态变化进行检测评估，防止因为地下原因对增加矿山造成的危险性。

3.2对废弃露天矿山风险识别体系建立

废弃矿山风险识别体系内容比较复杂，包括评估、分析、识别等多个方面，要想建立系统完整的风险识别体系，必须获取丰富的管理资料和数据。获取丰富的资料需要科学技术的支持，对矿山进行多方面探测来获取矿山内部大致形态、土地质量、水质成份等情况。露天废弃矿山的危害主要有两个方面，一是人力开采时导致的危险，第二就是自然环境长期作用引起的地质灾害。

3.3将先进的防治措施引进

前面的评估识别体系都是为了防治措施做准备，有效的防治措施能够预防危险的发生，保护人们自身的安全和财产安全。先进的预防措施首先要有足够的治理灾害基金，然后在确保经济足够的条件下，才能在发生危险前来拯救人们的安全。其次，引进先进的防治措施，经费充足技术水平的高超可以使废弃矿山的危险性降低些。预防措施主要是采用先进的特殊材料，建筑水坝和稳固矿山可以防止矿内水污染和空气污染。

结束语

科学合理的改造河道和改善矿山周围环境是我们日常工作中的重点，针对性技术是其他各项工作的主要支柱，在新时期治理露天废弃矿山成为我们重要的工作任务。

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1.1梅花山隧道

隧道全长13780m，为赣龙铁路扩能改造工程最长的隧道，本标段施工出口端4869m（DK224+881～DK229+750），最大埋深688.21m。根据梅花山隧道的地质条件和现场实际，初步拟定了该隧道的风险清单16项，其中，有5个严重影响施工安全的风险事件，即：突水涌泥、围岩坍塌、岩爆、大变形、高地温。通过施工阶段的风险评估，全隧初始风险等级为极高度风险，施工过程通过一系列相应的对策措施，加强风险防范，残余风险为高度风险，预警等级分为Ⅱ级（严重，橙色）。2011年8月，建设单位组织参建四方初步评审为高风险隧道。

1.2石笋山隧道

隧道全长4812m，进口里程DK229+945，出口里程DK234+757，最大埋深564.3m。根据石笋山隧道的地质条件和现场实际，初步拟定了该隧道的风险清单13项，其中，进口端DK229+945-DK230+090为梯田，地层松软，地下水发育且水位高，洞顶地表有当地村民房屋20多户，开挖后易产生开裂，甚至倒塌，因此，突水涌泥、第三方损失为“极高度”风险；围岩坍塌、岩爆、大变形、高地温为“高度”风险。通过施工阶段的风险评估，全隧初始风险等级为极高度风险，施工过程通过一系列相应的对策措施，加强风险防范，残余风险为高度风险，预警等级分为Ⅱ级（严重，橙色）。2011年8月，建设单位组织评审时确定残留风险等级为中度，2012年8月14日后，要求按高风险隧道管理。

1.3将金山特大桥

全桥长567.65m，施工里程为DK234+759.5～DK235+327.15，孔跨布置为1×32m简支梁+1×（60+4×100+60）m连续梁。根据该桥的设计情况及所处的地理环境，初步拟定风险清单9项，其中，高空作业、高边坡或深基坑坍塌、挂蓝施工、大跨连续梁施工为主要的风险事件。初始风险等级评定为“高度”风险。2012年8月14日后，按高风险工点进行管理。

2风险管理主要措施与落实情况

2.1成立风险管理组织机构

指挥部成立了以指挥长为组长的风险管理领导小组，项目总工、副指挥长、安全总监为副组长，部门负责人、各项目负责人为组员。风险管理领导小组主要负责标段内所有在建工程施工的风险管理组织领导工作。领导小组办公室设在指挥部安质环保部。安质环保部为指挥部风险管理职能部门，配备专职安全风险管理人员2人。各项目部均独立设置安质部，配备专职安质工程师；每一施工作业班组配备了施工经验丰富、安全工作责任心强、享有一定威望的一线生产工人任兼职安全质量巡查员和群众安全生产监督员，对本班组的作业场所进行安全质量风险监督检查。

2.2建立健全风险管理机制

为加强安全风险评估与管理，有效规避和控制安全风险，确保铁路工程建设安全，依据国家、铁道部、南昌铁路局及建设单位的风险管理相关要求，指挥部编制了《隧道施工阶段风险评估实施细则》、《铁路建设工程高风险管理实施细则》、《高风险工点领导带班作业管理办法（试行）》、《关于明确高风险工点管理程序的通知》等制度、办法，明确管控责任和要求，定期落实检查、考核措施，有效促进了风险管理和现场管控工作。

2.3严格落实安全包保、干部带班作业

为进一步加强安全风险管理，有效规避和控制安全风险，确保铁路工程建设安全，针对高风险隧道、大型基坑、高陡边坡、特殊结构桥梁、地下工程、临近既有线及既有线施工，地质灾害及其他高风险工点，采取“评估先行、分工明确、抓好源头、专家指导、高效联动、齐抓共管”的风险管理评估机制，落实了指挥部领导、部门负责人、项目部负责人对梅花山隧道出口、石笋山隧道、将金山特大桥等高风险工点实行安全包保和带班作业；高风险工点严格执行技术和安全管理人员跟班作业制度。

2.4开展风险评估，强化现场风险监控管理

本标段不良地质主要是有：特殊岩土、岩溶、采空区、高地温、高地应力、岩爆、断层破碎带、富水区、岩性接触带、节理密集带、软岩大变形、放射性岩体、煤系地层瓦斯、环水保敏感区等，根据上级单位铁路隧道风险评估与管理的有关要求和规定，该标段对所有到图的工点组织超前地质预报专业单位和各单位技术人员都进行了地表周边调查，对施工过程中将受影响和民房、厂房、水渠、道路、溪流、高压电塔、供水管路、设计地质等进行了评估；在周边现场调查的基础上，邀请专家对该标段的风险评估进行了指导，形成了14座隧道、22座桥梁的风险评估，经监理审查后报建设单位备案。

2.5编制专项施工方案，技术指导现场施工安全

为有效落实各阶段施工风险安全管理，编制并报监理单位审批了72个高风险工点的专项施工方案，施工现场严格按批准的方案组织实施。其中，梅花山隧道有26个，石笋山隧道有16个，将金山特大桥有30个。在完善施工方案的基础上，三个高风险工点形成作业指导书（清单）51份、及时进行现场技术交底共147份。

2.6应用新技术、新方法保安全

管段内隧道地质条件复杂，存在不良地质，主要有高地温、岩溶及采空区、断层破碎带、硬岩岩爆、软岩大变形、地下水等风险。为做好隧道施工地质超前预报工作，公司择优选择第三方单位开展超前地质预报工作，把超前地质预报、监控量测纳入施工工序管理，采用地质调查法、超前水平钻探法、加深炮孔探测、地质雷达法、TSP长期预测预报、红外线探测法等主要方法，着重进行断层及断层影响带、软弱夹层、岩溶、围岩级别变化、工程地质灾害、含水构造体、煤系或矿区地层采空区等方面的探测，综合监测结果，及时提出对不良地质的处理措施，以降低施工风险，确保工程质量和运营安全。

2.7实施风险动态管理

在施工阶段风险评估的基础上，结合环境和地质条件、施工工艺、设备、施工水平、经验和工程特点等，对新出现的风险进行识别、分级，提出风险处理措施。在施工过程中按照批准的隧道风险监测实施方案，对工程自身结构及环境风险进行全面监测，提前识别和预测地质风险因素，保证施工安全。同时，将隧道安全距离、开挖步距、桥梁模板验收、支架验收、特种设备验收等作为红线管理，纳入单位负责人绩效考核。

2.8建立风险预警、响应机制

施工过程中，根据施工现场实时监测数据、施工情况、环境巡视和作业面异常状态等，确定预警级别、形成异常状况报告；并对可能发生重大突发风险事件的预警状态，立即启动相关预案，及时采取有针对性的风险处理措施，确保人员、机械设备安全。根据风险源识别，针对高中度风险源制定各种专项应急预案16份，针对涌水突泥、隧道坍塌、驻地防洪、物体打击、防火安全等组织应急演练17次，通过应急演练的开展，进一步健全和完善了预防预警和应急处置机制，形成了指挥部与地方政府相关部门应急接口，与上级单位应急接口，与指挥部所属各单位衔接的应急体系，有效地提高了事故救援和应急处置能力。

3结语

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关键词：水库；防洪预报调度；调度风险；调度判断规则；风险识别；洪水资源 文献标识码：A

中图分类号：TV122 文章编号：1009-2374（2017）06-0157-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.06.079

1 防洪预报调度风险定义

出于调度方式的可行性与安全考虑，有必要透彻地理解防洪预报调度风险的概念。一般而言，风险率主要是由调洪时候达到的最高水位或者是由下游泄水量所决定，因此可以得出防洪预报调度风险率指的是在进行实时防洪预报调度的时候，下游的泄洪量在有预报误差存在且没有办法进行校正时会远远超过安全泄量的概率，与此同时，校核洪水位也低于水库调洪的最高水位。一般情况下，水文预报存在着较大的不确定性，这就导致了预报调度的风险率，虽然说这一风险率会受到一些自然因素的影响，但是人为行动也会左右着水库防洪预报调度的风险率，该风险率的正确与否关乎洪水资源的循环利用，因此理解防洪预报调度风险的定义具有必要性。

2 水库防洪预报调度的风险识别

2.1 实施预报调度后的风险变化

实施预报调度后的风险变化涉及到的环节比较的繁琐复杂，在各个阶段都必须要做好防汛准备，无论是从情报收集工作、对策略的提出、信息汇报工作还是命令的执行等，做到及时准确的监测预报调度后的风险变化，避免造成非常不利且被动的局面，履行好水库防洪调度的职能，促进经济的又好又快发展。总之，在进行水库防洪预报调度的时候一定要符合设计的预报调度原则，在仔细考虑好可能遭遇的各种利弊损失的基础之上，对调度的策略进行适当的调整，从而协调好社会经济效益与生态环境之间的动态平衡。

2.2 风险源识别

一般而言，风险源的识别主要包括两方面的内容：（1）水库实时防洪预报调度风险源的识别；（2）水库防洪预报调度设计的风险源识别。就前者而言，实时防洪预报调度主要凭借的就是洪水预报、降雨预报等各个方面的信息来进一步评判诊断洪水发生的量级，所以防洪预报调度的主要风险就是洪水预报的误差与降雨预报的差异。就后者而言，明确各种信息，比如进行调度的基本规则、调度的方式、防洪的具体水位等，这同时也是水库防洪预报调度设计的主要任务，经过对设计洪水过程的有效分类以降低水库防洪预报调度设计风险。在进行水库防洪预报调度时，要充分考虑到防洪与兴利的效益、兼顾到上下游的要求等，不仅仅是做出科学合理的调度决策，还要提高下游的防洪标准与水库的保坝标准，最终提高水资源的利用率，促进经济的可持续健康发展。

2.3 风险识别

在开展防洪预报调度工作的过程之中，由于预报信息很可能会存在一些偏差，而这些偏差容易导致水库在进行防洪时候出现风险。如果预报出现漏报的时候，极易使得进行洪水调控的时候出现泄流较小或者说调洪的水位偏高等情况，严重影响到水库的防洪安全性，更有甚者会对水库大坝的安全性造成严重的影响。所谓的水库下游防洪风险是说在存在预报误差的时候，容易致使调洪工作前出现泄流较大，使得下游的防护点出现的流量严重超过安全的范围，影响下游的防洪工作，带来一定的安全隐患。供水短缺主要是由于空报误差引起蓄水量下降而导致的，由于这一风险往往比较的繁琐复杂，相关的专业技术人员更要加强对于水库防洪预报调度中的风险识别，进而保证水库周围区域的人民财产安全，维护生态环境，实现经济协调发展。

3 洪水预报的不确定分析

3.1 起调水位随机特征值的确定

通过一系列的调查研究可以发现，水位起调值的不确定性使得预报调度存在较大的风险。洪水调度的初始水位的随机性特征，不单单体现于防汛水位本身具有较大的不确定性，而且还包括洪水在发生的过程中会随着时间的影响而出现一切差别。在建立洪水调度演算的数学模型的时候，通常会把已经确定的初始的时间当作一个起点。当预报峰现时间较实测推迟t时间段，则意味着水库发生误蓄，t时段的入库洪量可能抬高起调水位。图1给出了预报根据时间至实测洪峰出现时间之间时距为24h条件下，甲等、乙等精度等级的峰现时间预报如图所示。考虑水库汛限水位附近的水库库容关系和泄洪能力以及调洪初始时段的入库洪水过程，即可求得不同的误蓄、误泄时间对汛限水位的影响。图2给出了某水库实际起调时间误差对初始水位的影响图。

3.2 水文预报误差与精度评定

导致水文预报误差的原因有很多，主要包括水文检验数据存在误差、水文预报的方法导致误差以及抽取样本存在误差等，所以一般很难有效地避免水文预报误差的出现。通过相应的调查数据报告得出，水文预报误差一般而言都是呈现出两端有限的偏态分布的规律。再加之水文预报的正确率相对而言较为疏松，所以用正态分布与偏态分布两种方式并没有过大的差别，据此我们可以得出以下的结论：可以用正态分布作为水文预报误差分析的基础。防洪预报调度是以预报的洪水过程而不是实测过程为依据的。因此，在实际实施预报调度时，仅仅通过大量预报实践的检验，应用统计方法来说明预报误差的随机特性。

4 防洪预报调度风险分析

4.1 水库下游风险控制

水库下游风险控制指的就是在预报调度设计的时候必须要凭借洪水的起涨变化来进一步透彻地分析探究洪水量级的概率且最大化地减少错误的频发，这有利于明确水库下游所允许的极限空报误差，主要涵盖应用洪水预报信息时水库防洪预报调度风险的计算与分析和洪水预报信息应用于水库调度时的风险分析。在进行预报调度设计的时候一定要使用逐级调节滞时泄流法，在我们断定指标与相关的标准相符之后，应该停留一定的时间段来进行具体泄洪量的改变，将许可的极限误差计算方法设计出来，其在近年的水库防洪预报调度之中存在着较高普及与应用，还应该密切地结合极限控制指标的选定，它是严格依据大坝枢纽的具体情况而决定的，与此同时，也要分别选择防洪高水位与设计洪水位来当作极限控制的指标。

4.2 水库风险分析

在进行实时预报调度的时候，之所以会造成严重的人为洪水，就是因为空报误差可能会提前加大泄量，所以在进行防洪预报调度的时候务必要仔细地考虑防洪预报累计的时序误差。水库风险分析在一般情况下往往将进入水库的实际流量或者说大坝前的具体水位当作对洪水量级进行判断的重要指标，设计洪水使用频率分析法来进行推求，并且在汛期的时候，水位要控制在某一特定的区间之内，依次进行推求其他极限控制指标下的极限误差。总之，实施水库风险分析有助于最大化地提高洪水资源的利用率，进而符合提前均匀泄流的效果。

5 水库防洪预报调度判断规则的选取

本文对于水库的防洪预报调度风险进行探讨主要使用的是6小时预报径流深水量为标准规范而进行防洪预报调度，之所以选取这个数值是因为通过对洪量与洪峰在水库所起作用的分析，通常6～12小时洪量起控制性作用。利用预报信息作为水库泄量的判断指标不仅有利于大大减少所需防洪库容的效果，还能够准确计算预见期内实测变幅的超越风险。另外，一般情况之下，防洪预报调度方式的判断指标往往是参考峰前蓄水量、入库流量、水库下泄洪水流等确定的，但是论证选择也要严格遵循“因地制宜”、“实事求是”的原则对不同水库的实际情况进行筛选，实现水资源的合理利用与风险的良好规避，促进经济的健康快速发展。

6 调洪过程随机水库水位的确定

为了进行防洪调度的风险分析，必须确定调洪过程中水库水位的随机分布特征，水库调洪演算的随机微分方程，提供了求解水库水位随机过程的有效数学工具。在整个调洪过程中，水库蓄洪量总是随机变化着的，它影响着水库水位的随机消长，又受到洪水输入、输出等随机过程作用的影响，所以对水库蓄洪量的随机模拟最为重要，它是一个状态连续的平稳独立增量过程。因为影响洪水过程中水库蓄水量的随机因素很多，其综合作用的必然结果是围绕其均值过程线作随机游走，其概率分布符合正态分布。

7 结语

综上所述，本文探究分析水库防洪预报调度的风险具有重要的现实性意义，水库的防洪预报调度风险分析向来是水利工程运行管理中人们非常关注的问题之一。现代科学技术的日益发达使得洪水预报理论、气象预报、手段与方法也得到了长足的发展，短期洪水的预见能力已经大大的提高，预报调度风险率的确定关乎洪水资源的安全利用与汛限水位的合理选择。希望相关的专业人员注重对水库的调洪风险与预报调度分析多进行深入的探究与钻研，促进二者之间的良好结合，妥善处理好预报调度风险率的定量评估，实现水资源的利用与经济态势的稳定快速发展。

参考文献

[1] 张利升，王义民.洪水预报信息用于水库防洪预报调度的风险分析[J].西北农林科技大学学报（自然科学版），2014，（16）.

[2] 钟平安，姜树海.基于预报调度下的汛限水位随机分析与风险评估[J].武汉大学学报（工学版），2012，（7）.

篇10

关键词：铁路桥梁；安全风险；指标体系；ANP；应对措施

中图分类号：[U24] 文献标识码：A 文章编号：

Abstract: To solve the railway bridge construction stage security risk identification and evaluation of the problem. Through extensive accident statistics, field investigation, and on the bridge construction safety risk further research is established, on the basis of applicable to big railway bridge construction stage safety risk evaluation index system, and put forward the ANP use to calculate the index of the whole weight method, and applied to the TaiZiHe 1 # super major bridge construction safety risk assessment, for the engineering make rational effective measures to provide the theory basis. Practice shows that the system and the method has strong practicability, maneuverability and scientific nature, the theory, method, the thinking and the conclusion for the similar projects for reference.

Key Words: railway bridge; safety risk; index system; ANP; measures

0 引言

近年来铁路工程建设进行得如火如荼，预计到2020年，铁路运营里程可达12万公里[1]，其中铁路桥梁建设数量更是与日俱增。由于铁路桥梁施工技术复杂、项目繁多，施工阶段不可预见的安全隐患多，导致其施工阶段安全风险较高，其工程事故时有发生，在造成巨大经济人员伤亡的同时还延误了整条线路的通行时间。鉴于此，国内许多学者对桥梁风险进行了研究，也取得了一些成果，如朱赵东对路桥建设中项目的风险管理进行了研究[2]，田小勇等对初步设计阶段的特大桥安全风险评估进行了研究[3]，等等。

目前关于桥梁施工安全风险的分析基本都属于个案评价，其全面性和普适性较差，故建立起系统合理的评价体系并提出适用的评价方法迫在眉睫。风险评估的方法较多，有层次分析法(AHP) [4]、模糊评价法[5]和蒙特卡罗法等，其中AHP应用较多且被广泛接受。网络层次分析法(ANP)[6]是在AHP理论基础上发展而来，它可综合考虑影响因素两两之间的相互作用，评价结果更为合理有效。本文在广泛调查与研究的基础上，建立了适用于特大铁路桥施工阶段安全风险评价的指标体系，并利用ANP计算出各因素考虑相互影响后的整体权重，为制定工程对策提供了理论依据。实际工程应用表明，该体系和方法具有较强的实用性、可操作性与科学性，评价结果与实际基本相符。

1 铁路桥梁施工安全风险评价指标体系

铁路桥梁施工安全风险控制因素较多，通过对已有事故的广泛调研与统计，分析出起主要控制作用的包括安全、造价、质量、工期和环境这几个因素。铁路桥梁施工安全风险的影响因素更具有其多样性，主要包括设计因素、自然灾害、施工影响、地质环境、施工管理、设备运作这几方面，由于这些因素之间还具有一定的相关性，故还需考虑之间的相互影响，才能准确评估出铁路桥梁施工安全风险。本文在对已有成果进行深入研究的基础上，结合对铁路桥梁施工安全事故实例的广泛调研、统计与分析，辨识出铁路桥梁施工安全风险的主要影响因素包括6个一级指标，18个二级指标(见表1)。

由于施工阶段铁路桥梁施工安全风险影响因素相互联系、相互影响，故应建立网络层次结构才能描述各因素之间的复杂关系，依据之间的关系网，可构建出该体系主指标之间的网络层次结构如图1。

图1 铁路桥梁施工安全风险主指标网络结构

2 网络层次分析法原理

美国T.L.Saaty教授创立了AHP[4]理论，并在此基础上发展出ANP[6]，在该理论基础上，结合常用的专家咨询的理念，本文提出综合利用ANP与专家调查法对铁路桥梁施工安全风险进行评价。

2.1计算各准则下风险因素的相对权重

由于ANP是建立在AHP基础之上，所以可以采用Saaty提出的1~9标度法，建立两两判断矩阵A，由此计算准则及次准则下的n个风险因子的相对权重值。用于该类计算的方法较多，本文选取方根法来计算两两判断矩阵，计算式如下：

（1）

式中的对应于两两判断矩阵A中第i行第j列的元素，对应与两两判断矩阵A中第k行第j列的元素，n则为该判断矩阵的阶数，。

2.2计算二级指标整体权重

二级指标整体权重可以通过计算加权超矩阵而得到，为了满足加权超矩阵求解精度较高的要求，本文采取特征根法来计算。首先应根据式2写出矩阵关于特征根的特征方程，只要在复数范围内，该方程恒有解且解的个数等于方程的次数。故可求得阶矩阵的个特征值，其中模最大者为。

（2）

然后可以利用线性代数征值和特征向量之间的关系（式3）来求得最大特征根所对应的特征向量，并对该特征向量进行归一化处理，处理后的特征向量即为各因子的权重。

（3）

式中的是矩阵的某一特征值，而非零向量则为矩阵对应于特征值的某个特征向量。

3 案例分析

本文以太子河1号特大桥施工阶段安全风险评估为实例，阐述了怎样利用ANP对桥梁施工安全风险进行识别与评估。为了达到全面有效地对该桥施工安全风险识别与评估的目的，组织了熟悉此项目的建设各方以及相关专家学者共计20人，组成专家咨询团，其评价意见作为风险识别、评估的基础数据。

3.1工程概况

辽溪下行及沈大下行线跨太子河1号特大桥为辽溪铁路辽阳至安平段改移工程重点控制工点之一，该桥为辽溪下行及沈大下行线跨太子河而设。太子河设计流量为Q1/100＝7356m3/s，设计流速为2.3m/s，设计水位为25.09m，主河槽一般冲刷高程为9.37m，局部冲刷高程为4.16m。

该特大桥全桥均采用简支梁形式，其中第2跨跨越太子河防洪大堤，由于桥下净高限制采用1-32m槽形梁跨越。该桥设计荷载为铁路“中-活载”，地震基本烈度7度，最大冻结深度为1.3m。该桥上游为哈大客运专线双线桥，下游为辽溪上行及沈大上行线跨太子河2号特大桥。

3.2 构建施工安全风险因素集

在已建立起铁路桥梁施工安全风险评价指标体系的前提下，可构建出一级指标因素集为＝{设计,自然,施工,地质,管理,设备}T，再基于指标体系建立起各二级指标因素集，以为例：＝{前期计算,结构设计,工艺方案} T，同理可得、、、、。

3.3 计算二级指标超矩阵

通过对准则和次准则下的网络层中各因素两两比较可构建出一系列两两判断矩阵，以此计算出各因素在考虑相互影响时的相对权重值。如以为准则，为次准则，相对权重向量可由对元素组中各因素之间进行间接优势度比较，利用式1即可计算得出。

同理可计算出、，从而构建出子矩阵。同理可得、、、、、、、、、等其余35个子矩阵，从而构建出超矩阵W如下：

3.4 计算指标体系加权超矩阵

超矩阵W并非归一化矩阵，还应结合一级指标的影响计算W的加权矩阵，通过在各准则下对指标体系的一级指标按照1~9标度法进行两两比较，建立起比较判断矩阵，从而计算出该矩阵的特征向量，归一化后即可得到一级指标加权矩阵如下：

将加权矩阵J与超矩阵W相乘即得加权超矩阵，然后根据式2计算出，再根据式3可计算出矩阵的特征向量，运用归一化方法处理后即得到指标体系全体二级指标的整体权重向量：

w＝[0.0470,0.1060,0.0409,0.0328,0.1368,0.0170,

0.0129,0.0154,0.2637,0.0652, 0.0418,0.0954,

0.0180,0.0389,0.0252,0.0065,0.0160,0.0205]T

3.5 风险评估及控制

计算得到指标体系整体权重向量之后，根据其权重排序可知二级指标重要程度位列前四位的为主体结构施工、暴风、结构设计和持力层承载力。结合该桥自然、水文和地质等情况，经过专家组商讨，决定对该桥采取以下措施：

（1）桥梁主体结构

除受个别控制点影响需设小跨梁或特殊梁型用以配跨以外，其孔跨布置全桥以32m简支T梁等跨布置为主，简支T梁形式采用时速160公里客货共线铁路预制后张法简支T梁，施工期间梁体架设分别按2座单线桥考虑。

预应力混凝土槽形梁特殊设计应报相关部门审核，通过后才可施工，施工期间可采用满堂支架原位现浇法施工。

（2）墩台

桥墩可采用圆端形实体墩，桥台可采用T形桥台。桥墩台顶横向刚度应按《铁路桥涵设计基本规范》进行控制，相邻结构物轴线间的水平折角不得大于1.5‰。下部结构纵向水平刚度应按《新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定》的规定限值控制。其中第1-43号墩可采用双线圆端形桥墩，由于44号墩后线路位于曲线上，此时双线桥已变为2座单线桥，故可采用单线圆端形桥墩。

（3）基础

钻孔桩设计桩径一般可采用φ100cm、φ125cm，当技术条件允许时，可优先采用较小桩径，否则应选用较大桩径。基础埋置深度应根据冲刷、地形、地质以及地基承载力等条件来确定。

4 结论

通过开展广泛的事故统计、现场调研，并在对桥梁施工安全风险相关问题进行深入研究的基础上，构建出适用于特大铁路桥梁施工阶段安全风险评价的指标体系，提出利用ANP来计算各指标的整体权重，并将其应用于太子河1号特大桥施工安全风险评估中。实践表明，该体系和方法具有较强的实用性、可操作性与科学性，评价结果与实际基本相符，可为桥梁工程施工阶段制定合理有效的风险应对措施提供理论依据，以期能为进一步提高我国铁路桥梁施工安全风险评估技术水平作出贡献。

参考文献：

中华人民共和国铁道部. 中长期铁路网调整规划方案 [R]. 2008-11-27.

朱赵东. 路桥建设中的风险管理[J]. 科技资讯. 2011.11(27):175-179

田小勇，王国清，周刚. 特大桥的桥梁初步设计安全风险评估[J]. 中国水运. 2011.11(5):171-173

许树柏. 实用决策方法――层次分析法原理[M]. 天津：天津大学出版.

陈胜利. 工程项目施工管理风险评价方法研究[J]. 山西建筑. 2012.38(2):254-256

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关键词：安全风险评估;专项施工方案编制;交工验收安全工作

目前，在采用新工艺、新技术、新材料、新设备的桥涵工程逐渐增多的同时，工程的安全风险也在增大。工程施工过程中，影响和制约安全生产的因素比较多，我们必须对每个建设阶段的重点工序进行控制，才能保证整个工程安全管理目标的实现。

1、施工准备阶段的安全工作

2011年5月13日，交通运输部工程质量监督局下发了《关于开展公路桥涵和隧道工程施工安全风险评估试行工作的通知》（交质监发〔2011〕217号）的文件，要求对于2011年8月1日以后列入国家和地方基本建设计划的新建、改建、扩建以及拆除、加固等高等级公路桥涵和隧道工程项目，在施工阶段，应进行施工安全风险评估工作。

安全风险评估是预防事故的有效手段，在施工阶段建立安全风险评估制度符合国际通行做法。

（1）在工程实施前，开展定性或定量的施工安全风险估测，能够增强安全风险意识，改进施工措施，规范预案预警预控管理，有效降低施工风险，严防重特大事故发生，降低人员伤亡和经济损失，保障公路工程建设的安全。

（2）风险评估后，施工单位应根据评估结果，完善施工组织设计和危险性较大工程专项施工方案，编制相应的专项应急预案，并将施工组织设计文件、危险性较大工程专项施工方案、应急预案和风险评估报告一同提交监理审批。

（3）在施工过程中，施工单位还应根据风险评估的结果，对项目施工过程实施预警预控，做好风险管理工作。

（4）对专项风险等级在Ⅲ级（高度风险）及以上的施工作业活动，应注意：

①重大风险源的监控与控制措施、应急预案，经施工企业技术负责人和项目总监理工程师审批后，由建设单位组织论证或复评估后实施。

②建立重大风险源的监测及验收，日常巡查、定期报告等工作制度，并组织实施。

③施工项目经理或技术负责人在工程施工前应对施工人员进行安全技术教育及交底；施工现场应的危险告知牌。

④适时组织对典型重大风险源的应急救援演练。

⑤当专项风险等级为Ⅳ级（极高风险）且无法降低时，必须提高现场防护标准，落实应急处置措施，视情况开展第三方施工监测；未采取有效措施的，不得施工。

2、施工准备阶段的安全工作

（1） 建立安全生产体系

按照规定的数量配备专职的安全员，并保证持证上岗率；建立安全生产责任制度、安全教育培训制度、安全生产规章制度和操作规程、消防安全责任制度、安全生产事故应急救援预案、安全施工技术交底制度。

（2）对特种作业人员进行培训，办理进场报验手续

特种作业人员包括垂直运输机械作业人员，安装拆卸作业人员、起重信号工、登高架设人员、爆破作业、电工、预应力张拉、水上作业、大中型机械操作员。

（3） 规划并落实施工现场的平面布置

规划施工现场平面布置时，应从安全的角度考查合理性和符合性，主要包括控制以下几个方面的内容：

①施工现场的生活生产房屋、变电所、临时油库均应设在干燥地基上，并应符合防火、防洪、防风、防爆的要求。

②施工现场要有足够的消防设备。

③生活生产房屋应按规定保持必要的安全距离。

④对环境有污染的设施和材料应设置在远离人员居住的空旷地点。

⑤场内道路应保持通畅。

（4） 编制安全技术措施或专项施工方案

依据建设部《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》规定：

①施工单位应当在危险性较大的分部分项工程施工前编制专项方案；对于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，施工单位应当组织专家对专项方案进行论证。

②专项方案应当由施工单位技术部门组织本单位施工技术、安全、质量等部门的专业技术人员进行审核。经审核合格的，由施工单位技术负责人签字。不需专家论证的专项方案，经施工单位审核合格后报监理单位，由项目总监理工程师审核签字。

危险性较大的分部分项工程包括：开挖深度超过3m（含3m）或虽未超过3m但地质条件和周边环境复杂的基坑（槽）支护、降水工程；开挖深度超过3m（含3m）的基坑（槽）的土方开挖工程；搭设高度5m及以上、搭设跨度10m及以上、施工总荷载10kN/m2及以上、集中线荷载15kN/m2及以上、高度大于支撑水平投影宽度且相对独立无联系构件的混凝土模板支撑工程、搭设高度24m及以上的落地式钢管脚手架工程。

超过一定规模的危险性较大的分部分项工程包括：开挖深度超过5m（含5m）的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程；开挖深度虽未超过5m，但地质条件、周围环境和地下管线复杂，或影响毗邻建筑（构筑）物安全的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程；混凝土模板支撑工程：搭设高度8m及以上；搭设跨度18m及以上，施工总荷载15kN/m2及以上；集中线荷载20kN/m2及以上。 开挖深度超过16m的人工挖孔桩工程。

（5）编制事故应急救援预案

应根据项目施工现场和周边单位、社区的重大危险源类别、周边重要基础设施以及本工程特点、环境条件、人员素质、物质资源评估等情况编制相应的事故应急救援预案，建立健全施工现场的应急救援体系。

3、施工阶段的安全工作

桥涵工程施工前，应详细核对设计图纸和文件。高墩、大跨、深水、结构复杂的大型桥涵施工，应对施工安全基础措施做专题调查研究，采取切实可靠的先进技术、设备和防护措施。中、小桥涵工程施工应制订针对性的安全技术措施技术。每单项工程，在开工前应根据规程规定安全操作细则，并向施工人员进行安全技术交底。

桥涵工程施工的辅助结构、临时工程及大型设施等，均应按有关规定做好安全防护措施；各项安全设施完成后，经检验合格后方能使用。

特殊结构的桥涵，采用新技术、新工艺、新材料、新设备时，必须制订相应的有针对性的安全技术措施，通过试验和检验，证明可行后方可实施。

桥涵工程施工，应尽量避免双层或多层同时作业；当无法避免，而必须双层同时作业或桥下通航、通车及行人通道等立体施工时，应设防护棚、防护网、防撞装置和醒目的警示标志、信号等，切实做好安全防护措施。有电焊作业的桥涵，防护棚具有绝缘、防护性能。手持式电动工具，应按规定加设漏电电保护器。

高大的自行式施工机械在移动转场过程中应放倒钻架，在高压线下施工时应采用相关技术措施，保持最小安全距离。

任何工程的施工应尽量避开夜间施工。因连续不间断要求进行夜间施工的工程，施工现场应有足够的照明，并保证施工人员有充足睡眠时间。

4、 交工阶段的安全工作

（1）桥涵工程现场修复时，应设置交通标志。桥面应按作业控制区布置要求设置相关的渠化装置和标志，并设专人负责维持交通。

（2）桥涵修复作业时，应首先要了解架设在桥涵上下的各种管线，并应注意保护公用设施（煤气、水管、电缆、架空线），必要时应与有关单位联系，取得配合。

（3）在桥涵栏杆外进行作业须设置悬挂式吊篮等防护设施，作业人员须系安全带。

（4）在桥墩、桥台修复时，应在设置安全设施，夜间必须设置警示信号，必要时应与有关单位取得联系，相互配合。

5、结束语

桥涵工程施工中，由于受客观因素的制约，安全风险不可能完全避免。只有通过对各个施工阶段的系统控制、主动控制、事前控制才能将安全风险降到最低程度，从而保证安全目标的实现。■

参考文献

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关键词：风险分析 汛期水库调度 研究方法

1 研究进展

可靠性与风险是两个互补概念，前者的研究始于本世纪30～40年代，用概率论研究机器设备的维修问题；后者的研究始于50年代，最早是由军工生产部门提出。到80年代初，可靠性和风险分析理论逐步形成一门内容丰富、方法多样、理论体系较完整的边缘科学。

在水资源工程中可靠性概念应用早于风险，例如在水库调度中，人们早就用发电保证率、灌溉保证率等概念方法评价水库运行策略的优劣。风险分析在70年代后期才渗透到水资源研究领域，并最早在美国水资源开发中得以应用。1984年北大西洋公约组织成立了ASI高级研究所，专门从事水资源工程的可靠性与风险研究，并提出了水资源工程可靠性与风险的研究框架和系统理论、方法及评价指标。目前世界各国对水资源工程中的风险决策以及水资源系统运行的风险分析都高度重视，并开展了广泛的研究〔2，3〕。但作为水资源系统研究的一个重要分支——水库调度，其风险概念和分析方法80年代才提出，研究刚刚起步。

近年来国内的许多学者对此进行了研究〔4〕。傅湘等用概率组合方法估算了水库下游防洪区的洪灾风险率，用系统分析方法建立了大型水库汛限水位风险分析模型；冯平等研究了汛限水位对防洪和发电的影响，通过风险效益比较定量给出了合理的汛限水位；谢崇宝等分析了水库防洪风险计算中水文、水流及水位库容关系的不确定性，研究了水库防洪全面风险率模型应用问题；梁川以极差分析法进行防洪调度风险评估；王本德等〔5〕建立了水库防洪实时风险调度模型，该模型考虑了水库下游防洪效益与水库风险两个目标，又在论述水库预蓄效益与风险分析的必要性和主要困难的基础上，首先提出了一种风险率的计算方法，然后提出一种以经济效益与风险率为目标的水库预蓄水位模糊控制模型及求解方法；田峰巍等提出了依据典型联合概率分布函数的风险决策方法。李国芳和覃爱基采用频率分析方法，对水利工程经济风险分析方面进行探讨，得出一些有益的结论。随着矩分析方法和熵理论的日臻完善，可将信息熵、概率论和风险估计结合起来，建立最大熵风险估计模型。李继清等〔6〕采用层次分析方法，将水利工程经济效益系统划分为防洪、发电、灌溉(供水)效益子系统，辩识出风险因子，通过两种风险组合方式，建立最大熵模型，得到系统经济效益的风险特性。

2 风险分析的一般方法〔5～10〕

2.1 静态与动态相结合的调查方法

调查方法是通过对风险主体进行实际调查并掌握风险的有关信息。动态与静态结合是指调查既要了解主体的现状，又要了解过去，又要归纳总结，预测它的未来。就水资源系统而言采用调查法对有些问题并不适宜，如水库调度风险问题。

2.2 微观与宏观相结合的系统方法

系统方法是现代科学研究的重要方法。它是从系统整体性出发，通过研究风险主体内部各方面的关系、风险环境诸要素之间的关系、风险主体同风险环境的关系等，确定风险系统的目标，建立系统整体数学模型，求解最优风险决策，建立风险利益机制，进行风险控制和风险处理。该方法适用广泛，从理论上讲是较科学、理想，但应用难度大。

2.3 定性和定量相结合的分析方法

2.3.1 定性风险分析方法定性风险分析方法主要用于风险可测度很小的风险主体。常用的方法有调查法、矩阵分析法和德尔菲法。德尔菲法是美国咨询机构兰德公司首先提出，主要是借助于有关专家的知识、经验和判断来对风险加以估计和分析。在水资源系统中有些不确定性因素难以分析、计算，因此该法在水库调度风险决策中具有实用价值。

2.3.2 定量风险分析方法定量风险分析方法是借助数学工具研究风险主体中的数量特征关系和变化，确定其风险率(或度)。

（1）基于概率论与数理统计的风险分析方法

概率论与数理统计是研究水库调度中可靠性与风险率的最为有力的工具，如过去对水库运行的发电保证率和灌溉保证率等的计算均是建立在该基础上的。该基础理论和方法也适宜于解决风险率的计算。

根据水库调度中风险的特点，以下介绍4种方法：

①采用典型概率分布函数计算风险率

在水库调度中，影响风险主体的不确定性风险变量(或随机变量)大都服从一些典型的概率分布，如三角形分布、威布尔分布、正态分布、高斯分布、伽玛分布、皮尔逊Ⅲ 型分布等。因此用概率分布密度函数的积分便可分析计算决策指标获取的可靠率或风险率指标，该法计算简单且精度也可基本满足要求。

②依据贝叶斯原理计算风险率

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关键词 污染场地，现场清挖

Abstract: this article with a organic pollution sites chongqing soil field clear dig as an example, the clear dig the preparation before, the clear dig process of different management and technical requirements of Angle, to the pollution of soil clear dig on targeted studied and discussed.

Keywords: pollution sites, the clear cut

中图分类号：[TE991.3] 文献标识码：A 文章编号：

随着城市经济的发展和产业结构的调整，许多工业企业以搬迁、倒闭、破产、异地迁建等形式搬出主城区，遗留下来的原工厂场地通常存在着或轻或重的污染。根据《污染场地土壤环境管理办法》等相关政策要求，必须对污染场地做一系列的治理措施，包括场地调查、风险评估、场地治理、场地验收等。以近期重庆某有机污染场地的治理工程为例，在三期风险评估报告的基础上，针对其污染场地治理过程中的清挖环节，从清挖前的准备一直到清挖的质量控制等内容的管理和技术要求进行初步研究。

1 清挖前的准备

1.1 清理作业面的布置

（1）进场道路和作业道路

通过对三期风险评估报告的分析和制定总体工程方案的工作基础上，已经确定了极高风险污染土壤和较高风险污染土壤在厂区中的相应范围。由于重度污染场地分布于中度污染场地范围内，因此如果重度污染场地周围没有进出场道路，应修筑相应的简易通道，道路宽度以方便清挖机械、运输车辆及操作人员进出为宜；若周边有进出场道路，应检查道路状况，根据道路现状及工程要求进行修补、加固或加宽。

为了保证清运工作的顺利进行，需要场地上清除覆盖的植被，拆除覆盖的墙壁、建筑物或其它障碍物，以保证随后所需工作面场地的形成，便于技术设备的安装和清运作业的进行。为了避免无关人员进入作业现场，进而导致各类事故发生，需要在作业现场的周边区域设置简易围栏。一旦有作业区距离居民区较近的情况，应根据需要设置简易围墙。

（2）作业面内功能区划分

污染场地清挖作业面的主要区域分为：主要作业区、工具堆放区、剥离物临时堆存区、休息和办公区等。

在主要作业区开展所有污染土壤的清理、临时堆放、装卸等相关活动。在主要作业区就近应设置基本工具的贮存室，保证重要的工器具在雨天等恶劣天气情况下完好存放。

针对剥离后的污染场地土壤上层覆盖物，在厂区中划定一定范围作为暂时堆放区，保证对污染土壤的清挖和运输作业不造成影响，以待后期根据场地开发项目建设要求进行统一处理。

在污染土壤以外的就近场地搭建临时办公和人员休息设施，该设施为成型可方便转移的钢板屋。办公设施应位于作业区临近且道路通畅，便于对清挖等现场作业进行管理。

对作业现场各功能区设置相应的交通标志，警示标志，禁止标志等。

（3）作业边界的设置

根据风评报告中极高风险和较高风险污染土壤的区域范围，同时考察实际现场情况，设计规范的作业面，划定清挖边界。并在作业面边界设置作业界限标志，同时在醒目位置设置作业警示及交通指示标识。主要作业区周边应设置简易形式的围栏。

（4）紧急避险专用通道

为防止由于暴雨等自然因素导致的污染扩散和污染范围加大，或产生滑坡等事故，必须在作业场内规划一定的紧急避险专用通道。通道应保证在各种意外情况发生时均不被损坏和阻塞，确保进行应急处理的设施、器材及人员能够通达。

（5）暂设

办公用房：供现场会议召开、现场事务处理及其他相关工作所用。配备有电话、传真机及办公家具等必要设施。

休息室：供现场工作人员临时休息所用。

临时食堂：现场工作人员集中就餐地点，避免就餐环境受污染，对人员造成危害。

器材室：勘测设备、应急设备等设备器材的存放地点。

（6）施工电源

按预测的施工、照明、办公等用电功率考虑，就近引入380/220V电源。采用电缆方式按规范铺设，引至暂设附近。设置临时配电箱。

暂设用电均使用220V电源。破碎用风稿空压机等临时380V用电从临时配电箱引临时线至用电器。引用电电缆及布设方式必须考虑用电安全，确保不发生任何电力事故。

（7）现场用水

洗车用水必须设有专门的管线，其他用水可采用水箱贮存方式解决。包括临时食堂用水、洗手、饮用等用水。

（8）作业面的环境保护

沿作业区上边界线（考虑坡度），挖筑导水沟渠，在暴雨时将作业区上部的雨水导流至两侧流下，避免雨水冲刷作业区后外流而造成的污染水扩散。

1.2 清理装备的准备

破碎机械：用于大块混凝土等破碎。包括风稿、空压机等。

挖掘机械：用于土壤表层覆盖物的玻璃及污染土壤的清挖。

推土机械：用于土壤表层覆盖物的剥离及污染土壤的推传。

运输机械：用于污染土壤的场内运输和场外运输。

其它装备：集水容器、包装桶、包装袋等。

1.3 个人防护装备的准备

对于极高风险污染土壤的清挖，应严格按照危险废物相关标准进行个人防护。

按极高风险污染土壤和较高风险污染土壤作业分2级配置防护服、防护装备、劳保服等。

1.4土壤上层覆盖物的剥离

由于污染场地土壤上层有覆盖物，直接影响污染土壤的清挖及运输，必须对其进行剥离，同时可能还存在尚未完全拆除的混凝土建筑基础，必须对其进行破碎剥离。该过程中剥离的所有废物，统一暂存于场地划分好的暂存区域内。后端处置需要根据《城市建筑垃圾管理规定》及《城市生活垃圾管理办法》（建设部令第157号）根据场地用途在建设项目施工前进行处理。

覆盖物剥离方式有两种：

① 针对深度≤2m的覆盖物，如距离暂存场地较近，可采取推土机直接推送的方式进行剥离，如距离暂存场地较远，可采取推土机推传的方式进行剥离。

② 针对深度＞2m的覆盖物，如距离暂存场地较近，可采取挖掘机挖掘联合推土机推送，如距离暂存场地较远，可采取挖掘机挖掘联合车辆短途场内运输的方式。

同时，污染场地中可能存在还未彻底拆除的建筑基础或未彻底破碎的大型石块，需要增加工作量对其进行彻底破碎。

2 清挖

2.1 土壤污染物空间分布

（1）1区污染空间分布

二噁英的分布在水平方向主要在盐泥堆放区以及垃圾堆放区的西部，高浓度区仅为盐泥堆放区；在垂直方向盐泥下部的土壤中二噁英的浓度下雨修复指导值。四氯化碳和氯仿哎分布上具有较高的相关性，水平方向上遍布于1区的中部和西部区域；在垂直方向表层、中层和接近基岩的深层均有分布，但分布不均匀，表层、中层和底层土壤都有较高和较低值。

以风险10E-5为基准值计算的需要清理的土壤范围及深度如图1-1所示，其中粉色边界区域为较高风险污染土壤范围，红色边界区域为极高风险污染土壤范围。

图1-11区污染土壤分布图

（2）2区和4区污染空间分布

根据风评报告结果分析，二区和四区污染物浓度比较高的物质主要是有机氯化物，包括：六氯乙烷、五氯乙烷、六氯丁二烯、六氯苯、五氯苯、二噁英、六六六、四氯乙烯、四氯化碳和氯仿等污染物。其中2、4区的三处白色物质对基处事污染最为严重的区域。

以风险10E-5为基准值计算的需要清理的土壤范围及深度如图1-2所示，其中粉色边界区域为较高风险污染土壤范围，红色边界区域为极高风险污染土壤范围。

图1-22区、4区污染土壤分布图

（3）3、5、6、7区污染空间分布

根据风评报告结果分析，在3、5、6、7区范围内，3区的六氯苯分别有一定程度的污染，成点状孤立分布。以风险10E-5为基准值计算的需要清理的土壤范围及深度如图1-3所示，其中粉色边界区域为较高风险污染土壤范围，红色边界区域为极高风险污染土壤范围。

图1-33区、6区区污染土壤分布图

2.2 污染土壤清挖

由风险评估结论及对现场勘察确定的污染土壤清挖范围如下：

极高风险污染土壤清挖范围

图1-4极高风险污染土壤分布图

极高风险污染土壤主要是重污染场地内白色/黄色物质堆放区和白色的盐泥，一部分分布在东厂区盐泥等工业垃圾堆放区（1区）3000m3，约1193.4m2；另一部分东厂区原六六六、四氯化碳与氯化石蜡生产区（2区、4区）1200m3，约195.7m2，共计4200m3，总占地约1390m2。清挖污染土壤区域边界如图2所示，清挖前起始面标高由现场测量确定。根据风评报告中分析结论，清挖五个地块中受污染土壤，清挖深度分别如图2-4所示，由左至右分别为2m、3m、2m、1m、1.5m。

为保证清挖质量，在实际清挖量为计划清挖总量的50%、75%、100%时，分别进行采样监测，保证土壤中污染物的监测浓度达到较高风险水平，即低于风险水平以10E-5为基准时计算出修复指导值，如在完成计划清挖量后仍有部分土壤具有极高风险水平，则需要进行补充清挖。

极高风险污染土壤清挖过程中，现场人员必须进行严格防护，场内备有人员伤害应急处理器材及必要的设施。预计极高风险污染土壤清挖总量为4200m3。

较高风险污染土壤清挖范围

① 1区较高风险污染土壤的清挖

1区较高风险污染土壤分布在东厂区盐泥等工业垃圾堆放区（1区），污染土壤清挖约5000m3，清挖污染土壤区域边界，清挖前起始面标高由现场测量确定。

② 2区、4区及6区污染物清挖范围

2区、4区分别分布在厂区原六六六、四氯化碳与氯化石蜡生产区24600m3，还有少量在西厂区原盐泥处理区（6区）2185m3。清挖污染土壤区域，给出相应深度对每块土壤进行清挖，清挖前起始面标高由现场测量确定。

为保证清挖质量，在实际清挖量为计划清挖总量的50%、75%、100%时，分别进行采样监测，保证土壤中污染物的监测浓度达到较高风险水平，即低于风险水平以10E-5为基准时计算出修复指导值，如在完成计划清挖量后仍有部分土壤具有较高风险水平，则需要进行补充清挖。

清挖作业

在确定为清挖地块后，应以GPS测定的坐标确定四角点，再用皮尺进行复核。经四角联直线确定边界。一些地块表面凸凹不平，清挖深度的起始面难于确定。这样的地块表面采用平均法确定原始标高。在地块中选取相互间隔5米以上的10个最高点和10个最低点，进行标高实测。然后取20个的标高平均值作为地块表面原始基本标高。再根据采样点的起始标高进行适当的修正，最后由施工单位、设计单位和监理单位代表共同确定该场地的原始标高。

清挖机械采用挖掘机，清挖出土壤应直接装上自卸车。在特殊情况下允许临时堆放，堆放应以污染土不扩散和当日清理完毕为要求。

清挖前应保清挖现场不过多起尘，可适当洒水。

根据已经确定了的各级别污染土壤的污染界面划定清理界限，用挖掘机按照规定的清挖深度由里到外依次进行清挖，设定好挖掘机的每次作业定位。

如遇个别挖掘机不能挖到的坑底死角，可考虑人工方式补充挖掘集中后再由挖掘机进行清挖。

若遇有个别少量积水的区块，应用工具将积水收集装入容器内集中管理。后通过相应监测，确定属一般污染水可与洗车用水一同处理。如监测为污染严重的污水，则应装车送至专门的污水处理厂进行处理。

在清挖过程中发现异常状态的土，如深颜色等，应不受边界和确定清挖深度限制，直至清挖干净为止。

在清挖过程中发现疑似危险废物或高浓度污染物时，应立即停止挖掘作业。由操作人员身着重点防护装备挖掘，可将其装入准备好的包装桶内，单独装车运输。

清挖过程中的监测

对于两种污染程度的土壤进行清挖的过程中，每个地块在完成计划清挖总量的50%、75%、100%时进行监测，以确定土壤的污染程度。如完成100%完成清挖时污染物浓度仍大于修复指导值（以风险水平10E-5为基准），必须进行补充清挖，直至最终监测浓度小于修复指导值。

监测采样按下列要求进行：

将清挖后表面划分为36m2的网格，每个网格中心在0～200mm深度取1个200g左右的土样，将地块上所取的土样全部均匀混合后分成3份，按4分法弃取得到3个分析样，进行制样分析。以3个样品的平均值作为报告值。

2.3 装载及后期相关要求

（1）装载作业

由挖掘机将污染土壤直接装车。每车不得装得过满，以免途中撒落。待装满之后，应立即驶离装车位，在划定的区域将已装载的污染土壤表面用帆布进行覆盖，并与车体捆绑牢固。装车完毕后，驾驶员应对货物的堆码、遮盖、捆扎等安全措施及对现场影响车辆起动的不安全因素进行检查，确认无不安全因素后方可起步。

（2）工程防护

明确在污染土壤清理作业现场，防渗、防雨、防洪等工程防护措施的施工要求。

① 防范无关人员接触污染土壤

污染土壤的清挖作业区和场内运输路线为危险控制区域，应在在醒目位置设置规定的警示标示，避免无关人员接近和进入清理区而受到伤害。安排专人负责现场人员出入管理，全范围进行实时巡查。

② 防洪（导流）

应根据现场地势、可能存在的积水区域以及作业季节的最大降雨量，在清理作业面上坡向和两边沿设置防洪导流系统（防洪沟渠等），以防止在工程施工过程中雨水进入作业面，淤积污染土壤污染后流向地势较低的轻污染区域。

③ 防塌方

应根据作业区的水文地质资料，制定相应的防塌方措施。在清理作业过程中，对于下挖式作业，应规定一定得清挖角度，使清挖坑边缘及运输道路侧面保持一定得坡度，对于少数情况可进行一定程度的防护性支撑。

（3）清理设备及用具的清洗

对于应于使用后清洗的设备、工具，应制订专门的操作规程，明确清理设备及清理用具的清洗方法、清洗水的使用及处理，清洗时应注意的事项等。

（4）应急

建立现场应急小组，制订清理过程的意外事故应急方案，应配备通讯设备、应急防护设施及工具、器材等。

① 人身伤害的事故应急

吸入的应急救护

应先将暴露人员移到空气流通处，如呼吸停止，应施予人工呼吸。之后保持患者的温暖和休息，立即送往医院就医。

皮肤接触的应急救护

应立刻用肥皂或中性清洁剂和水清洗。若渗透入衣服，应立即脱掉衣服，以肥皂或中性清洁剂及水清洗皮肤，立即送往医院就医。

眼睛接触的应急救护

现场应设置洗眼器，一点发生事故，立刻撑开眼皮，以大量的水冲洗眼睛之后，立即就医。

机械损伤

由于大型机械使用不当、或在包装搬运等过程中发生意外，导致操作人员发生外伤事件保持镇静，迅速脱离危险区，并检查伤处。注意坚决不能让高浓度有机污染物接触伤口。伤口严重者先用备用急救设施控制伤势后，立即送至附近大型医院救治。

② 暂舍或工程机械意外火灾

首先应自备的消防设备（通常是泡沫灭火器或干粉灭火器）进行紧急自救，急救人员必须穿戴B级防护服(包括：全面罩型呼吸器、防化服、连裤工作服、防溅服（一至两套）、防化手套、外部（钢制靴尖及靴底）防化靴)。若火情严重，难以自救，则在自救同时求救当地火警。

③ 暴雨事故应急

对于在最大降雨量时无法充分排水的相关区域，应调派挖掘机等机械进行水路疏通，再由人员进行辅助疏通。

2.4 现场工程质量和工程量验收

每块清挖地块完工后，由监理代表组织业主单位、设计单位代表共同进行现场验收。

验收的主要内容有：

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关键词：流域防洪；多Agent系统； 智能调度；实时调度

中图分类号：TP31；TV87文献标识码：A文章编号：1672-1683（2013）01-0132-04

流域防洪工程的联合调度作为一项十分重要的非工程防洪措施，是充分发挥流域综合防洪效益的关键技术。流域防洪调度决策支持系统（DSS）是现行流域防洪联合调度的基本实现手段之一，近年来一直是国内外研究的热点[1-3]。研究者们针对系统中的许多关键技术进行了积极的探索，并且取得了丰硕的研究成果[4-5]。目前，防洪调度DSS已形成了包含数据库、模型库、方法库和知识库的典型框架结构[6]，从而构成了以计算机、网络通讯、遥感等技术为基础，通过对防汛信息的自动采集、实时传输、综合分析和智能处理，为防洪调度提供有效信息支撑的服务体系。但是，随着流域防洪工程体系的不断扩大，防洪调度决策支持系统越来越显示出局限性：首先是 “灵活性”不足，现行DSS大多追求系统的整体模拟，在防洪情势时空变化的情况下不能灵活实现动态建模；其次，人机交互任务繁重，当防洪节点较多时，决策者往往难以从纷繁的决策支持信息中抓住“重点”，给决策造成很大困难；再次，流域防洪DSS对降水、洪水、工程的不确定性识别和风险动态评价研究薄弱。因此，建立具有“智能性”的流域防洪DSS，使之具备感知信息和决策环境变化的能力，并能自主地协调处理由于变化带来的一系列关联问题，无论在理论还是在实践上都极具意义。

Agent是一种在分布式系统或者协作系统中，能够持续自主地发挥作用的计算实体，通常称为智能体[7]。多Agent系统（Multi-Agent System，MAS）理论与技术是分布式人工智能的一个研究热点，是目前解决复杂系统的方法和技术前沿[8-10]，其自主性、交互性、反应性等特点为解决防洪调度DSS存在的“智能性”不足问题提供了一条可行途径。其基本思路是将复杂的问题化为多个解决简单小问题的Agent，通过这些Agents的协作，解决超出单一Agent能力的复杂问题。MAS特别适宜于那些能根据空间、时间或功能划分的应用问题。流域水系统管理与调度问题，就具有这样时空可划分的特点，国内外己有部分学者涉足了MAS在跨流域调水管理与仿真[11]、流域洪水预报[12]、水库调度[13]、水资源配置[14]等方面的应用，对MAS在该领域的适用性以及应用进行了有益的探索，并取得了一定的成果。但是，现有的相关研究大多仅局限于信息的组织与利用上，尚未涉及到智能建模和智能决策的层面。

本文拟以流域防洪工程体系联合调度为研究对象，构建基于MAS理论的流域实时防洪智能调度系统框架，探讨防洪系统的分解和“智能”调度系统总体架构的设计，功能性单体Agent的设计，多Agent系统的组织与运行机制，以及不同层级Agent之间的通信模式等关键问题。

1系统总体架构设计

基于MAS的流域实时防洪智能调度系统分为三层：接口层、应用层和支持层（见图1）。系统的每一层由多个相互独立，又并行处理的Agent组成，这些Agent通过相互通信、协作，共同完成本层的系统的任务。

接口层是整个调度系统的外层，用户提出的任务需要经过本层转为相应的系统命令而进入应用层。接口层负责为用户提供一系列的分布并行处理的外部服务：键盘解释命令、语言编译器、文件目录以及与用户有关的系统应用服务，以及负责提供系统与外界环境的接口，将外界环境的实时变化信息（如水库水位、河道水位、各控制节点流量、降雨量等）传送到系统内部。因此本层主要包括负责人机交互的界面Agent，以及负责信息分析、处理和的实时信息Agent。