韓東偉
(唐山市水利規(guī)劃設(shè)計研究院,河北 唐山 063000)
油葫蘆泊水庫工程報廢后澇災(zāi)風(fēng)險分析
韓東偉
(唐山市水利規(guī)劃設(shè)計研究院,河北 唐山 063000)
油葫蘆泊水庫是位于唐山市豐南區(qū)西部與豐潤區(qū)交界處的一座中型平原水庫,水庫自建成后一直未蓄水,始終未能發(fā)揮其設(shè)計功能和作用,2009年5月唐山市水務(wù)局?jǐn)M將該水庫報廢。水庫報廢后其原有保護(hù)范圍仍然存在瀝澇等災(zāi)害風(fēng)險,通過風(fēng)險識別和風(fēng)險計算,對水庫報廢后果進(jìn)行分析評價,為油葫蘆泊水庫工程報廢提供了決策依據(jù)。
油葫蘆泊水庫;報廢;澇災(zāi);風(fēng)險分析
油葫蘆泊是新生代第四系以來第八次海退之后形成的一塊封閉洼地,歷史上常年積水,蘆葦叢生,當(dāng)?shù)赜址Q其為“南泊洼子”。
油葫蘆泊地區(qū)地勢低洼,歷史上時常發(fā)生澇災(zāi)。1958年初,豐潤縣決定修建油葫蘆泊水庫。水庫建成于1958年6月,1959年5月底又完成了二期施工。
油葫蘆泊水庫位于豐南區(qū)西部與豐潤區(qū)交界處,津唐運(yùn)河上游。庫區(qū)呈長方形,東西長8~9km,南北寬2~3km,庫區(qū)總面積20.45km2,其中豐潤區(qū)境內(nèi)12.1hm2,豐南區(qū)境內(nèi)8.4hm2。 水庫周邊埝高2.3m,埝頂高程3.9m,庫區(qū)內(nèi)高程2.0m。庫區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)為10a一遇,設(shè)計水位3.1m,總庫容3450萬m3。
由于入庫水源較少,水庫建成后一直未能蓄水。20世紀(jì)80年代后當(dāng)?shù)剞r(nóng)民開始在庫區(qū)內(nèi)墾荒種地,至1995年,庫區(qū)耕地面積已達(dá)1267hm2。目前庫區(qū)內(nèi)幾乎全部為基本農(nóng)田。
因油葫蘆泊水庫自建成后一直未能發(fā)揮其設(shè)計功能和作用,根據(jù)《水庫降等與報廢管理辦法(試行)》,2009年5月,唐山市水務(wù)局決定擬將該水庫報廢。
油葫蘆泊水庫工程報廢后,由于失去水庫保護(hù),原水庫保護(hù)地區(qū)將突顯更大的瀝澇災(zāi)害威脅,為此,必須對原水庫保護(hù)范圍內(nèi)的排水系統(tǒng)重新進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計,以建設(shè)一個適合新排澇形勢下的排澇體系。
原水庫保護(hù)范圍內(nèi)的排水系統(tǒng)由于運(yùn)行年限較長,大部分排澇設(shè)備老化、年久失修,渠道嚴(yán)重淤積,渠系配套設(shè)施簡陋,據(jù)調(diào)查,該地區(qū)現(xiàn)狀排澇標(biāo)準(zhǔn)幾近5a一遇,排澇能力明顯降低。水庫報廢重建排水系統(tǒng)后,排水泵站、渠道、閘涵等設(shè)施皆煥然一新,區(qū)域排澇標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到10a一遇,排澇效益較之目前將會有較大提高。
但是,油葫蘆泊水庫報廢勢必存在一定風(fēng)險。我們應(yīng)該看到,即使油葫蘆泊水庫報廢且排水系統(tǒng)重建工程完工后,由于自然、人為、氣候及其他等不確定因素皆可能引發(fā)澇災(zāi),原水庫保護(hù)范圍仍然存在澇災(zāi)風(fēng)險?;诖?,本文通過風(fēng)險識別和風(fēng)險計算,對水庫報廢后果進(jìn)行了分析評價,以便為油葫蘆泊水庫工程報廢提供決策依據(jù)。
風(fēng)險是指由于可能發(fā)生的事件,造成實際結(jié)果與主觀預(yù)測之間的差異,并且這種結(jié)果可能伴隨某種損失的產(chǎn)生。
洪澇災(zāi)害是由于自然因素、人為因素或兩者兼有的原因帶來不利后果的洪水泛濫事件,是最為嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一。由于這些因素的復(fù)雜性及人們認(rèn)識的局限性,洪澇災(zāi)害的發(fā)生總要受到各種不確定因素的影響。本次風(fēng)險分析即是通過分析這些不確定因素及其造成的后果來評價油葫蘆泊水庫工程報廢的決策風(fēng)險。
風(fēng)險識別是用感知和判斷的方式,對油葫蘆泊水庫報廢且排水系統(tǒng)重建后可能引發(fā)澇災(zāi)的內(nèi)因與外因即致災(zāi)因子進(jìn)行鑒別的過程。
根據(jù)風(fēng)險識別,進(jìn)一步確定各種因素組合導(dǎo)致澇災(zāi)的路徑,即確定災(zāi)害發(fā)生的模式,而后對各個環(huán)節(jié)進(jìn)行概率賦值,其中不相互獨(dú)立的事件計算致災(zāi)條件概率可采用式(1):
式中 P(A1+A2+…Ak)為某一致災(zāi)模式下某個環(huán)節(jié)的致災(zāi)概率;A1,A2,……Ak為致災(zāi)路徑中某個環(huán)節(jié)下的致災(zāi)事件;Pi為某一致災(zāi)事件的致災(zāi)概率;k為致災(zāi)事件總數(shù)。
每一致災(zāi)路徑下各環(huán)節(jié)事件發(fā)生概率的乘積即為該模式下的致災(zāi)概率Pm,各種模式致災(zāi)概率之和即為發(fā)生澇災(zāi)的概率P,如式(2):
式中 P為發(fā)生澇災(zāi)的總概率;Pm為某一致災(zāi)模式下致災(zāi)概率;m為某一致災(zāi)模式下致災(zāi)路徑中的環(huán)節(jié)總數(shù);n為致災(zāi)模式總數(shù)。
針對可能發(fā)生的澇災(zāi),分析其災(zāi)害程度,再依據(jù)該地區(qū)的現(xiàn)狀基礎(chǔ)資料,確定澇災(zāi)的生命損失、經(jīng)濟(jì)損失,以及對社會和環(huán)境的影響。
澇災(zāi)造成的風(fēng)險R為災(zāi)害發(fā)生的概率P與災(zāi)害后果L的乘積,即:
R值越大,相應(yīng)的災(zāi)害風(fēng)險就越大。就本案來講,可以看成是水庫報廢后可能遭遇澇災(zāi)的多年平均損失值。
風(fēng)險管理是指如何在一個有風(fēng)險的環(huán)境里把風(fēng)險減至最低的管理過程。通過風(fēng)險的識別、預(yù)測和衡量,選擇有效手段,盡可能降低風(fēng)險,并有計劃地處理風(fēng)險。本次水庫報廢的風(fēng)險管理包括澇災(zāi)發(fā)生前風(fēng)險管理和澇災(zāi)發(fā)生后風(fēng)險管理。
油葫蘆泊水庫報廢之后,原水庫保護(hù)范圍將由重新規(guī)劃后的排水系統(tǒng)承擔(dān),排澇設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)仍為10a一遇。但當(dāng)遭遇10a一遇以上瀝澇時,由于泵站的排水能力不足,排水渠道過水能力不夠等原因,一些低洼地區(qū)仍會發(fā)生澇災(zāi),瀝澇越嚴(yán)重,受澇面積及澇災(zāi)程度也就越大。因此,油葫蘆泊水庫報廢后存在超標(biāo)準(zhǔn)瀝澇風(fēng)險。
油葫蘆泊水庫報廢后,將喪失其對控制流域內(nèi)澇水的調(diào)蓄功能,一些低洼區(qū)域的澇水需要通過新建泵站強(qiáng)排入各排水渠道,并最終通過劉家堼閘控制排入油葫蘆泊水庫分洪道。由于區(qū)內(nèi)排水渠道縱橫交錯,錯綜復(fù)雜,加強(qiáng)區(qū)域排水系統(tǒng)的管理則顯得至關(guān)重要。如果仍然存在排水系統(tǒng)管理制度不健全;設(shè)備日常維護(hù)不善;運(yùn)行人員操作不當(dāng);通信系統(tǒng)及水文測報設(shè)施落后等問題,即便遭遇設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)或不足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的瀝澇,也有可能造成損失。因此,油葫蘆泊水庫報廢后還存在管理風(fēng)險。
除此之外,氣候異常變化、地震及薊運(yùn)河流域特大洪水等不可預(yù)知的情況都有可能成為油葫蘆泊水庫地區(qū)發(fā)生澇災(zāi)的影響因素,因此,油葫蘆泊水庫報廢后還存在其他風(fēng)險。
根據(jù)風(fēng)險識別,澇災(zāi)發(fā)生的模式有以下3種:
(1)發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)瀝澇——發(fā)生漫堤或管涌——干預(yù)無效——發(fā)生澇災(zāi)
(2)發(fā)生不大于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的瀝澇——管理失效——發(fā)生漫堤或管涌——干預(yù)無效——發(fā)生澇災(zāi)
(3)其他情況——發(fā)生澇災(zāi)
可以看出,發(fā)生澇災(zāi)有以上3種條件,因此發(fā)生澇災(zāi)的概率P=P1+P2+P3。 其中P1、P2、P3分別為模式(1)、(2)、(3)發(fā)生的概率。
模式(1):超標(biāo)準(zhǔn)瀝澇發(fā)生的概率應(yīng)該近似等于排水系統(tǒng)的排澇標(biāo)準(zhǔn),即為0.1;當(dāng)發(fā)生超標(biāo)準(zhǔn)瀝澇時,引起漫堤與管涌的概率分別為0.8和0.6,經(jīng)干預(yù)無效的概率為0.5,則模式(1)發(fā)生的概率P1=0.046。
模式(2):發(fā)生低于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)瀝澇的概率為0.9,管理失效的情況比較復(fù)雜,其發(fā)生概率的計算見表1,在以上條件下引起漫堤與管涌的概率分別為0.6和0.4,干預(yù)失效的概率為0.5,則模式(2)發(fā)生的概率P2=0.007。
表1 管理失效概率計算
模式(3):其他破壞因素引起澇災(zāi)的概率為0.001。
綜上所述,發(fā)生澇災(zāi)的概率P=P1+P2+P3=0.054。詳見表2。
表2 澇災(zāi)發(fā)生概率計算
雖然受到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)10a一遇排澇系統(tǒng)的保護(hù),水庫報廢后仍然可能遭遇澇災(zāi),但有了排澇工程的保護(hù),受澇面積及澇災(zāi)程度將大大減少。為了簡化計算,認(rèn)為只要發(fā)生澇災(zāi),不論澇災(zāi)大小,每年的損失均相同。
由于油葫蘆泊水庫地區(qū)可能發(fā)生的澇災(zāi)規(guī)模相對較小,加上易發(fā)生澇災(zāi)的低洼地區(qū)并沒有村莊,基本上不會造成人民群眾的生命損失。
澇災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失包括直接經(jīng)濟(jì)損失和間接經(jīng)濟(jì)損失。油葫蘆泊水庫庫區(qū)及其保護(hù)范圍內(nèi)絕大部分是基本農(nóng)田和耕地,因此,澇災(zāi)造成的直接經(jīng)濟(jì)損失可按農(nóng)業(yè)收益性損失計算,即澇水淹沒土地造成的當(dāng)年農(nóng)業(yè)減產(chǎn)、絕產(chǎn)損失,可根據(jù)當(dāng)?shù)亟y(tǒng)計年鑒中的數(shù)據(jù)估算得出。澇災(zāi)造成的間接經(jīng)濟(jì)損失是指直接經(jīng)濟(jì)損失之外的經(jīng)濟(jì)損失,按直接經(jīng)濟(jì)損失的40%計列。
經(jīng)分析和估算,區(qū)內(nèi)遭遇澇災(zāi)的年直接經(jīng)濟(jì)損失為1000萬元,年間接經(jīng)濟(jì)損失為400萬元,則區(qū)內(nèi)遭遇澇災(zāi)的年總損失值為1400萬元。
此外,澇災(zāi)還會造成無法用貨幣衡量的社會與環(huán)境影響。社會影響包括對該地區(qū)社會安定的不利影響;給人們身心健康造成傷害;受災(zāi)群眾的生活水平與質(zhì)量下降等等。環(huán)境影響主要包括對當(dāng)?shù)刈匀痪坝^的破壞;對生物及其生長棲息地的破壞等。
澇災(zāi)后果即為遭遇澇災(zāi)的總損失,則油葫蘆泊水庫報廢后的風(fēng)險值(見式(3))即水庫報廢后可能遭遇澇災(zāi)的多年平均損失值為75.6萬元。
水庫報廢之后,重建的排水系統(tǒng)不僅能更好地發(fā)揮作用,而且由于排澇標(biāo)準(zhǔn)有較大提高,排澇效益將會更加顯著??梢姡畮靾髲U后的風(fēng)險值遠(yuǎn)小于其帶來的效益。
澇災(zāi)風(fēng)險管理是指對可能發(fā)生的瀝澇風(fēng)險進(jìn)行識別、估計和評價,并在此基礎(chǔ)上有效地控制和處置風(fēng)險,以最低的成本實現(xiàn)最大安全保障的決策過程。它是一個連續(xù)、循環(huán)、動態(tài)的過程,主要包括建立風(fēng)險管理目標(biāo)、風(fēng)險分析、風(fēng)險決策、風(fēng)險處理等幾個基本步驟。
油葫蘆泊水庫報廢后的澇災(zāi)風(fēng)險管理,可分為災(zāi)害發(fā)生前的風(fēng)險管理和災(zāi)害發(fā)生后的風(fēng)險管理2個部分。其中災(zāi)前風(fēng)險管理是最經(jīng)濟(jì)和有效的,可大大減少或避免損失的發(fā)生,將損失發(fā)生的可能性和嚴(yán)重性降至最低程度,如抓緊安排排澇工程的規(guī)劃與實施、加強(qiáng)工程管理、完善排水系統(tǒng),積極做好洪水預(yù)報、洪澇災(zāi)警報發(fā)布、洪澇災(zāi)害防御預(yù)案、防洪調(diào)度預(yù)案等工作。災(zāi)后風(fēng)險管理是指當(dāng)實際災(zāi)情發(fā)生后,及時監(jiān)測實時雨情、水情和工情信息,確定最合理有效的調(diào)度方案,并組織好搶險與避難轉(zhuǎn)移,盡可能減少直接損失和間接損失,同時妥善安排受災(zāi)群眾生活,加緊實施災(zāi)后重建工程,盡快恢復(fù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等。
風(fēng)險分析是一項綜合、持續(xù)的研究過程,是一項艱巨的任務(wù)。目前,對水利項目進(jìn)行風(fēng)險分析的研究尚處于探索階段,水利工程技術(shù)人員對項目風(fēng)險分析還缺乏重視,相信不遠(yuǎn)的將來,隨著人們對水利工程風(fēng)險和洪澇災(zāi)害風(fēng)險認(rèn)識的逐步深入,風(fēng)險分析理論會更加成熟和規(guī)范化,風(fēng)險分析將會成為水利項目前期工作的主要內(nèi)容和投資決策的主要依據(jù)。
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Risk Analysis of Waterlogging Disaster for Scrapping of Youhulupo Reservoir Project
HAN Dong-wei
(Water Resource Planning and Design Institute of Tangshan, Tangshan 063000,China)
Youhulupo reservoir is a medium-sized plain reservoir,which located at the junction in Fengnan Area west and Fengrun Area of Tangshan.The reservoir had been unable to storage after the completion,and failed to exert its function and role of the reservoir original design.In May 2009,Water Resource Bureau of Tangshan wanted to scrap this reservoir.Due to the reservoir would still exist the risk of flood and waterlogging disaster etc.in the original scope of protection after the reservoir would be scrapped,this paper has analyzed and evaluated the reservoir scrap consequences by means of the risk identification and the risk calculations,and provided the basis for decision-making in which Youhulupo reservoir project would be scrapped.
Youhulupo reservoir;scrap;waterlogging disaster;risk analysis
P333.2
B
1672-9900(2011)03-0054-03
2011-03-02
韓東偉(1967—),男(漢族),河北樂亭人,高級工程師,主要從事水里工程規(guī)劃與設(shè)計工作,(Tel)13933360572。