调水工程水文风险管理理论与实践(调水工程运行风险管理研究丛书)
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1.2 水文风险概述

1.2.1 水文风险的定义及内涵

在第一节中已经就风险的定义及内涵进行了讨论。广义的风险更侧重于定性的描述,量化的定义又缺乏某种关键的抽象。因此本文采用定性与定量相结合的方式来阐述水文风险的定义和内涵。

水文风险是指在一定的时空范围内,水文事件(洪水或干旱)可能造成损失的概率及其不利后果。

水文风险是水文事件、水文事件造成损失的概率和损失导致的不利后果的集合,即

式中:HR表示水文风险;xi表示水文事件;Pi表示水文事件发生的概率;Ci表示对应水文事件所产生的不利后果,可以用直接损失或损失的可能性分布来表示。

以上定义是对水文风险的一个全面的综合,在形式上涵盖了以下三方面的内容:

(1)体现了与水文风险密不可分的三个方面,即水文事件、损失和概率。

(2)反映了水文风险中的随机不确定性,并将这种不确定性用概率进行描述。

(3)通过直接人员或财产损失反映风险的危害程度,或者采用损失的可能性分布描述水文风险的模糊不确定性,如随机不确定性结果的可能性、风险承受体采取一些“自发”适应的可能性以及政府有关决策机构进行调整的可能性等。

1.2.2 水文风险的分类

根据水文风险的定义,水文风险涉及水文事件、发生概率、损失等多方面的内容,因此对水文风险的分类根据科学研究和实践需求可以从不同的角度、不同的标准对水文风险进行,包括水文风险的来源、风险造成的后果、风险影响的范围、风险后果的承担主体、风险的可预测性、风险的可管理性等,从而更加深入、全面地认识水文风险的本质,提出有针对性的水文风险管理策略。下面对不同的水文风险分类进行简要介绍。

1.2.2.1 按风险的来源划分

按照水文风险产生的来源,可将水文风险分为自然风险和人为风险两大类。

1.自然风险

自然风险,即由于气候、暴雨、地质地貌等自然条件存在的不确定性,频繁产生洪涝、干旱等危害人类生命、财产、经济、社会安全的自然灾害事件,这也是自古以来人类所面临的主要水文风险。自然因素造成的水文风险具有不可控性、周期性及风险事故引起后果的共沾性,即风险事故一旦发生,其涉及的对象和影响的范围往往较为广泛。

2.人为风险

人为风险主要是指由于人类参与改造、利用和破坏水文循环系统所引起的风险。人为风险又可以分为行为风险、经济风险、政治风险、技术风险、工程风险和社会风险。

(1)行为风险。行为风险是指由于人或群体的不当过失行为所引起的风险事故。例如在水库调度过程中,由于工作人员操作失误引起的洪水事件。

(2)工程风险。工程风险是指由于工程自身结构原因导致的水文风险事故。如大坝设计标准过低或存在质量隐患导致溃坝后大量水在瞬间下泄造成洪水风险,危害下游人们的生命和财产安全。

(3)技术风险。技术风险是指由于技术水平有限或工程设计缺陷所导致的水文风险事故。例如在洪水预报中,由于预报技术的原因造成对洪峰流量、峰现时间、持续时间估计误差太大,导致预防措施准备不足或不当而引发的水文风险事故。

(4)政治风险。政治风险是指由国家政治因素导致的风险。大型的水利建设项目都必须经过国家有关部门的反复论证后再确定实施,如三峡水利枢纽、南水北调工程均是根据国家政治方针为指引逐步实施的。限于当前的科技水平和认识范畴,国家做出的政治决策难免会有一些考虑不足的地方,因此会埋下风险隐患,甚至导致不可避免的风险灾害损失。另外,政府部门领导的主观看法也会为水利工程的安全运行埋下风险隐患。

(5)经济风险。经济风险是指由与水资源相关的经济因素导致的水量过多或过少所带来的风险及损失。随着城市化进程的加快,城市供需水的压力也越来越大,通过经济手段来参与水资源供需管理已经成为一种共识。然而,经济手段调控合理与否将决定其风险的大小。水价过低,水资源浪费严重;或水价过高,严重影响人们生活状态,这些都是由于经济手段调控不当所引起的水资源风险。

(6)社会风险。社会风险是指由于社会因素间接引起的水文风险。例如干旱季节由于人们对实际情况的不了解,担心饮用水不足引发大面积的缺水恐慌,导致人们大量购水、囤水,使得短时间内城市供水严重不足,甚至导致社会的不稳定性,影响正常的经济社会发展秩序,造成不必要的损失。

1.2.2.2 按风险造成的后果划分

按照水文风险所造成的后果,可将水文风险划分为纯粹性风险和投机性风险。

(1)纯粹性风险。所谓纯粹性风险是指暴雨洪水、干旱缺水等自然水文灾害造成不可挽回的人员伤亡、财产损失等风险。纯粹性风险通常只有两类结果:一是没有发生,即没有造成损失和额外收益;二是造成损失。

(2)投机性风险。投机性风险则是指既可能造成损失也可能创造额外收益的风险。投机性风险通常有三种可能的后果:造成损失、不造成损失也没有获得额外收益、获得额外收益。例如,修建一座水库,正常情况下它能够用于防洪发电,还可以为水库周边的城市生活、工业及农田灌溉提供水源保障;然而,当水库设计存在缺陷或年久失修,或者遭遇超设计洪水,其破坏失事的风险就会大增,一旦发生,其后果及损失将无法估量,如板桥水库遭遇特大暴雨洪水溃坝失事,给下游造成了巨大的生命财产损失和不良的社会影响。

纯粹性风险和投机性风险往往是同时存在的,在一定条件下甚至可以相互转化。例如上面所说的水库,当水库因为暴发洪水而失事时,其中既包括了洪水风险这种纯粹性风险,又包括了人们修建该水库的这种投机性风险。要使纯粹性风险向投机性风险转化,还需要对风险进行更加全面的认识、提高风险管理的水平才能够实现。

1.2.2.3 按风险的影响范围划分

按照风险影响的范围来划分,可以将水文风险分为局部风险、区域风险和流域风险。局部风险是指那些影响范围小、损失不大的水文风险。例如水库蓄水不足或弃水过多,虽有一定的损失,但一般不大。区域风险则是指在行政区范围内普遍发生的水文风险。如水库调洪不利造成人为的洪水事件,则该局部风险就会上升为区域风险,造成区域范围内的人员和财产损失。流域风险是指在某流域范围内普遍发生的危害较大的水文风险。例如1998年长江大洪水就是一个流域性的水文风险,给长江流域乃至全国的经济和社会发展造成了巨大的损失。区域风险与流域风险相互交叉,并不是相互独立的。区域风险偏向于按照行政区划来认识水文风险影响的范围,而流域风险则是按照河流水系的自然特征为参考,便于研究水文风险的流域性特征。2009年冬一直延续到2010年春的云南、贵州地区的大旱,就更多地带有区域性特征。

1.2.2.4 按风险后果的承担主体划分

按照风险损失后果的承担主体划分,可将水文风险分为个人风险、企业风险、城市风险、政府风险、社会风险等。个人风险是指水文风险发生时个人可能面临的各种威胁和损失,包括人身伤亡、财产损失、情感挫折、精神追求、事业发展等。企业风险是指水文风险发生时企业生产经营所面临的财务、技术、政治风险等。城市风险是指水文风险发生可能对城市居民、道路、工厂、学校、经济、社会等各个方面所带来的威胁和损失。政府风险是指政府在水文风险发生时面临的诸如政府信任危机、政治丑闻等风险的威胁和损失。社会风险是指水文风险发生对整个社会造成的不利影响。

1.2.2.5 按风险的可预测性划分

根据风险的可预测性,可将水文风险分为已知风险、可预测风险和不可预测风险。已知风险就是根据现有的知识和科学技术水平能够比较准确预知的风险。可预测风险就是根据现有经验和技术水平能够预见其发生,但无法预见其后果大小的风险。不可预见风险就是不能排除其发生的可能性,但在现有技术条件下又无法预知其发生的可能性及造成的后果的风险。

1.2.2.6 按风险的可管理性划分

按照人们对水文风险的控制力,可将其划分为可管理的水文风险和不可管理的水文风险。可管理的水文风险是指可以预测和控制的风险;反之则是不可管理的水文风险。水文风险的可管理性取决于管理人员对风险客观资料的搜集和管理技术的掌握程度。例如,一般性的洪水造成的生命及财产损失风险已经可以通过洪水保险进行管理;但洪水造成的其他方面的损失目前还不能通过保险手段来处理。

1.2.3 水文风险的特性

水文风险的产生及其造成的损失是自然因素和人工因素综合作用的结果,因此,水文风险既有属于自然特性的一面,又有反映人类社会活动影响的一面,并且二者相互联系、相互作用。水文风险与人类活动息息相关,人类总是千方百计地减少风险,从而降低水文风险造成的损失,这也反映了水文风险的可管理性。

(1)客观性。水文风险的客观性是指水文风险是一种客观存在,是不受人类的主观意志决定的。水文风险的大小是由气候、降水、地形、地貌、植被覆盖、人类活动、社会、经济和人类认识水平等诸多因素共同作用的结果,无论是洪水还是干旱,都是客观存在的,只要条件具备,水文风险就会发生。因而,水文风险是无处不在、无时不有的。水文风险的客观性要求在水文风险管理中首先要承认风险、承担风险,研究和掌握水文风险产生和演变的基本规律,进而根据其规律采取措施来回避和减少风险造成的损失。

(2)不确定性。水文风险的不确定性是指人们无法准确地预知风险发生的时间、地点、影响范围、持续时间以及可能造成的损失和影响等。其根源是引起风险的因素也是随机的、不确定的,如气候变化的不确定性、降雨时空变化的不确定性、人类社会经济发展的不确定性等。尽管现代科学技术已经取得了巨大的进步,但是依然无法确定气候、社会、经济等因素及其综合作用结果的变化。另外,水文事件在表现出随机性的同时,往往还伴随着模糊性、灰色性、混沌性等特点,增加了人们了解和掌握水文风险的难度,使得水文风险的具体信息更加难以确定。

(3)动态性。整个世界都是在动态变化中不断发展的,不仅自然界在变化,人类社会也在变化,不同时期的社会经济发展水平也不一样。水文风险也不例外,随着时间、地点、风险承受主体的变化,风险的性质、发生概率、后果也是不断变化着的,是一个动态发展的过程。在某一发展阶段,存在某种水文风险,但是到了另一发展阶段,随着风险因子的运动变化,这种风险可能就不存在了,与之同时,一种新的水文风险则可能应运而生,人们又必须面对新的风险带来的威胁和挑战。

(4)可管理性。水文风险虽然是动态的、随机的、不确定的,但是并不意味着是不可管理的。恰恰相反,水文风险本身具有其独特的客观规律,人们在实践过程中不断地总结经验,提高自身对风险的认识水平,并逐渐形成了一套描述、刻画、识别、分析、计算、评价和管理风险的理论体系。通过大量历史资料的计算分析,对风险发生的频率、造成的后果展开研究,进而可以预测和判断未来风险发生的概率和影响范围,从而有针对性地指导人们采取预防措施来规避、转移、减小和消除水文风险,使风险损失在可承受范围之内。

(5)时空性。在不同时间、不同区域,水文风险的发生概率和可能造成的损失是不同的。在我国,受大陆性季风气候的影响,降水具有明显的区域性和季节性特征,夏季多洪涝灾害,冬春则多干旱;不同的气候带其降水规律也存在显著差异,尤其是在第二阶梯的青藏高原与东部平原的交界区是主要的特大暴雨主要高发区,在雨季遭受暴雨洪水风险的威胁明显高于其他地区;而在西北内陆地区,干旱风险是其面临的主要威胁。

(6)相对性。在一定的时间、地点和水文条件下,面对不同的承受主体时,水文风险的大小是不同的。比如,在经济发达的城市遭遇洪水后的损失显然要高于人类活动稀少的地区,即发达城市面临的水文风险比较大,而人类活动稀少地区面临的风险就较小,甚至可以忽略。同一地点,不同的时间其风险大小也是不同的,例如农业在耕作期遭受干旱的损失必然大于非耕作期,即耕作期面临的水文风险比较大。同一地区,不同的降雨条件所造成的风险也是不同的,暴雨会引起洪灾,而少雨则可能引起旱灾。可见,水文风险的大小是有一定的前提条件的,是相对的。

(7)潜在性。水文风险的客观性表明,风险是无处不在、无时不有的,人们生存和活动的自然与社会就是一个潜伏了各类风险的世界。潜在性是风险作为客观存在的一种固有属性。只要条件具备,风险就会暴露,从而给风险承灾体带来损失。认识和掌握风险的潜在性对于预防和规避风险,具有重要的意义。

(8)传递性。水文循环系统与自然系统和社会系统息息相关,相互影响。水文风险事件的发生必然对发生地的自然和社会经济系统带来一定的影响,甚至造成无法挽回的损失。如果风险严重程度继续加剧,则相邻地区、相关系统都会受到影响,甚至引起社会动荡。例如,暴雨不仅直接造成洪水灾害,在地质条件满足的情景下还可能引发严重的泥石流灾害,堵塞河道,形成堰塞湖,严重危害事发地甚至是下游地区的人类生命和财产安全,灾害风险从一个点逐步扩大至一条线、一个面,层层传递和扩大。可见,风险具有明显的传递特性。