风险管理的重要性及含义

5.1.1 风险管理的基本概念和内容[1,2]

根据ICOLD2000年北京会议的定义,风险是指大坝对作用于生命、健康、财产和环境负面影响的可能性和严重性的度量,是不利事件可能性与危害后果的乘积。

风险管理是指通过用于管理、控制风险的一整套政策和程序,对风险进行识别、评估、处理和监控的系统管理过程。风险管理是一种事前管理机制,以风险度量为理念,进行接受、拒绝、减小和转移风险的全过程性管理。风险管理可以实现在不同层次上的大坝管理,例如,可以对一个地区、一个省乃至全国的水库大坝进行风险管理,也可以只对大型水库、中型水库或小型水库大坝进行风险管理。大坝风险管理过程如图5.1所示。

从图5.1可以看出,风险管理过程主要包括建立风险标准、风险确认、风险评价和风险处理四大部分。

(1)风险标准。包括建立生命风险标准、社会风险标准、社会与环境风险标准等。

(2)风险确认(risk identification)。鉴定风险的来源和它们的影响范围,为风险评价做准备。

(3)风险评价(risk assessment)。这是一个决策过程,决定已存在的风险是否可以容忍,风险控制措施是否合适,以及如何通过工程或非工程措施减少风险。这种决策主要包括风险分析(risk analysis)和风险评估(risk evaluation)。根据风险分析的结果,和风险标准比较,决定大坝风险是否可容忍。

根据研究目的,风险评价可以采用定性/半定量分析和定量分析。定性分析采用语言描述形式或数值范围来描述溃坝可能性及其后果,定量分析采用数值计算法来计算溃坝概率及其后果。根据风险评价的深度不同,可以把风险评价分为筛选评价(screening assessment)、初步评价(preliminary assessment)、详细评价(detailed assessment)和非常详细评价(very detailed assessment)。除了筛选评价采用定性/半定量分析之外,其他一般都采用定量分析。

图5.1　大坝风险管理过程图

(4)风险处理(risk treatment)。这一步骤是选择并执行适当的选择方案来处理风险,是一个动态过程。如果风险不可容忍,则必须立即对风险进行处理。风险处理有如下几种方法:

1)降低风险。采用工程和非工程措施相结合的优化技术,把水库大坝风险降低到可以接受的水平。

2)转移风险。通过立法、合同、保险或其他手段将溃坝损失的责任或负担转移到另一方。

3)回避风险。如果大坝风险分析结果不满足可接受风险标准,可以通过降低运行水位规避高水位可能带来的风险,在除险加固及运行中,当降低风险措施的费用与取得的效益非常不相称时,可以让大坝降等甚至报废退役,从而回避风险。

4)保留风险。如果风险是可以接受的,或者是可以容忍的,则可保留或在某种措施下保留风险。

风险处理动态框图如图5.2所示。

图5.2　风险处理过程框图

5.1.2 国外的风险管理发展

风险管理(risk management)是以风险度量为理念,进行接受、拒绝、减小和转移风险的过程性管理,作为现代管理的重要手段,从政府至企业都在决策与管理过程中不同程度地启动着风险管理机制。对大坝安全管理来说,风险管理是指通过用于管理、控制大坝风险的一整套政策和程序,对大坝风险进行识别、评估、处理和监控的系统管理过程。随着世界范围内大坝坝龄的日益增长,大坝老化问题日益突出。同时,随着环境的变化,人类对生存安全的要求也进一步提高。大坝风险管理技术的引入,为大坝安全管理部门提出了更为明确的管理目标,将单纯的工程安全管理观念,纳入到社会发展系统中来,考虑了工程安全与社会公共安全的关系,是管理观念上的重大转变。

大坝风险管理最早由加拿大BC Hydro公司于1991年应用到水坝安全管理中,对大坝风险分析及管理技术的应用起到了积极的推进作用[3]。2000年在北京召开的第20届国际大坝会议设置了大坝风险分析专题。2003年国际大坝委员会发出《大坝安全管理中的风险分析》的通知,推动了世界范围内大坝风险评估及风险管理技术的推广与运用。目前,风险管理技术在加拿大、澳大利亚、美国等国得到了较好的运用。

5.1.2.1 加拿大

(1)BC Hydro水电公司[3]。BC Hydro水电公司于1991年开始实行大坝安全风险管理,是国际上最早实行大坝风险管理的公司,迄今已有10多年的经验,在国际上占有重要的位置。在管理上,BC Hydro注重安全管理的连续性和可操作性,管理程序中包括众多手册和准则,并根据实际需要及时修正。其安全管理程序主要项目包括:

1)大坝各项安全准则和手册,适时修正更新。

2)定期(每周、每月、每半年)大坝安全检查以及监测大坝和水库边坡。

3)对每座大坝每3～10年做一次详细安全检查。

4)大坝缺陷调查。

5)风险评估。

6)大坝加固。

7)决定可能最大洪水量及频率。

8)决定可能最大地震及频率。

9)定期试验泄洪设施,确保在紧急需要时能安全操作。

10)详细的大坝运行、维护和监测手册。

11)完备的监测管理系统,清楚划分每一位监测和管理人员的职责。

12)评估溃坝后果。

13)准备紧急应变计划。

14)紧急演习,人员培训。

BC Hydro的大坝风险管理如图5.3所示。每一个决定点(钻石形)都代表一定形式的风险评估。图5.3中“执行例行的监测”下的决定点是一个以规范为主的水坝安全分析。当程序进展到右侧大方块时,每一个决定都需要用概率的风险评估来处理不同程度的不确定性,最终保证剩余风险是可被接受的。风险评估的程序包括风险分析和风险评价,其运作方式见图5.4。

BC Hydro公司的大坝风险管理政策是以经济为主来管理公司的正常业务和水坝操作的风险,反对用风险评估去避免必要的大坝安全费用。实践中,BC Hydro公司认为,完善的监测管理系统的有效运用,对掌握水坝运行性态具有十分重要的作用,负责运行的监测工程师必须具有丰富的经验,监测工程师可以直接向大坝安全主席报告。图5.5为BC Hydro公司大坝安全管理监测控制程序。

图5.3　BC Hydro的大坝风险管理

图5.4　大坝风险评估

图5.5　BC Hydro公司大坝安全管理的监测控制程序

(2)魁北克水电公司[4]。魁北克水电公司在大坝风险管理中认为,风险管理必须满足特定的要求,风险管理中应当适当地评估与参数、模型和荷载有关的不确定性;对各种荷载条件、荷载引起失事的可能性以及失事产生的后果进行评估;确定并优先采取适当的工程措施和非工程措施来降低整体风险,包括经常性的监督活动;全面地观察和评价不同的任务以及在决策过程中涉及到的利益各方:有关的业主、立法者和公众所起的作用;必须有效地使用投资和合理地利用资源。

在大坝安全上,定期对大坝政策和规章进行修订。在风险管理中,开展了以下活动:1)采用内部大坝安全政策,通过实施一整套涉及方方面面的规章,确保大坝安全。2)为所有活动制定一个综合的10年规划和详细的年度计划。

3)开展现场活动,包括目检、仪器监测、大坝性状和跟踪观察。每年需对泄水建筑物进行运行试验。有效监测数据应保存在综合数据库中,供进一步分析和安全评估。(www.xing528.com)

4)大坝安全评估,包括大坝所有组成部分的结构分析和功能分析,重点评估大坝承受极端事件(如大洪水、强地震)的能力。

5)安全维护计划,包括基本的和定期的维护,以及经检查分析而提出的特定维护。

6)水力研究和溃坝模拟,绘制淹没地图,供应急行动计划参考使用。

2000年采用了一项正式的大坝风险管理政策,有以下3个基本原则:①预先采取行动。管理单位必须尽责和尽可能降低大坝风险,遵循ALARP原则,采取预防措施,或采取补救措施降低溃坝概率。②各级管理人员必须作好准备,在发生紧急情况时才能有效地进行干预。③预防。必须考虑所有利益相关各方的利益,以及在日常事务和决策过程中的规章要求。强调健全的通信计划和公众对大坝风险的认识。

通过大坝安全过程中基本活动之间的切实联系、风险控制的不同补救措施及经验的吸取,和这些基本活动与风险评估过程间的反馈,构成了其大坝风险管理政策的主要内容。通过大坝监测、安全评价与重复性的管理活动,包括基本维护、补救性工程和修复工程在内的维护计划与工程性措施相联系,控制溃坝概率,通过应急行动计划(EAP)、预警系统(EWS)、土地利用规划、洪泛区政策和涉及大坝失事风险的保险与非工程措施相结合,以有效地降低溃坝损失后果。同时,应重点关注极端事件,尤其是骤发洪水及其对挡水建筑物产生的威胁和风险。

5.1.2.2 澳大利亚[5]

在法规制定上,澳大利亚《水法2000》明确规定,由业主负责大坝安全;需要加固的大坝必须根据溃坝影响评价,确定风险人口(PAR),分析中不包括道路和财产的损失。为指导大坝风险评价,ANCOLD编制了《澳大利亚大坝风险评价导则》,并多次进行修订。其他的相应指南或地方性指南有:《水坝溃决影响评价指南》、《昆士兰州大坝安全管理指南》、《大坝溃决后果评价指南》、《大坝安全管理指南》、《大坝可接受防洪能力选择指南》、《大坝地震设计指南》、《环境评价和管理指南》。为大坝风险管理提供了法律与技术支持。

大坝风险管理实际上是大坝安全管理的延续和加强,包括一系列的决策和实施过程。例如,制定加强大坝安全管理的有关法规、标准,确定高风险大坝的风险排序和加固排序,制订资金流向和管理策略,制定并实施应急措施计划等,根据ANCOLD的风险评价导则将大坝风险降低到可接受的水平。强调应急措施计划在风险管理中的重要性。

实际应用中,相当数量的水库大坝已经做过风险分析,并已取得了很多成果。

5.1.2.3 美国[6]

目前,主要是美国垦务局、华盛顿州在大坝安全程序的全过程中应用风险分析技术。

美国垦务局负责管理350多座大坝群,形成了美国西部非常重要的水资源基础。垦务局认为,风险分析和评价应视为改进风险管理的一种手段,是大坝管理的一部分。工程预算紧缩意味着应该把风险决策作为一种工具,以便指导往风险最大的工程上投入。大坝安全程序的目的是为了保证垦务局的建筑物不会出现威胁公共安全、财产安全和社会安全的不可接受的风险,这就需要对产生不可接受风险的建筑物进行确认,并采取有效的、费用合理的措施降低或消除这些风险。

华盛顿州大坝安全办公室负责州大坝法规编制,把风险观念作为大坝安全程序的一个部分,风险分析的方法得到了发展。他们认为,风险分析过程是很有用的,但每个工程都采用定量风险分析是不可行的。因此,发展了一种把风险观念和过程用于以标准为基础的分析框架的方法。

犹他州大坝监督处大坝安全部应用基于风险的程序来确定大坝排序。排序过程根据州大坝失事统计资料进行打分。大坝各部分(溢洪道、闸门、管涌、滑坡及地震等)的状况定为1～5,再乘以一个系数,即为该部分的分数。各部分的分数相加后,再乘以“风险人口”分,就是“总体风险”分。犹他州州立大学David Bowles博士等人为,对老龄坝进行合适的风险管理,能非常迅速且经济有效地降低风险。

综上可以看出,大坝风险管理在大坝安全管理中发挥了十分重要的作用。同时,还可以看出,由于作为风险管理技术支撑的风险评价技术尚处于发展阶段,还存在一定的局限性[7],主要表现有:

(1)用于估计大坝破坏概率的方法的科学性、有效性尚有争议,估计不确定性和溃坝概率的困难较大。

(2)大坝溃决引起的生命损失估计尚未被完全接受,正在研究改进的方法。

(3)生命安全风险的可容忍性准则有争议,深入研究的费用较高。

(4)传统分析方法已安全应用多年。

(5)风险分析是综合性技术,经验较少等。

由于风险管理的理念与原则适应社会发展的需要,近年来,大坝风险管理技术研究正在不断发展,尤其是国际大坝委员会将风险评估与管理技术先后几次作为会议的重要内容或议题,深化了对大坝风险管理的理解与认识,大坝风险管理具有十分广阔的前景。

5.1.3 中国大坝安全管理现状

截至2005年6月,中国已有各类水库大坝85000多座,总库容约5542亿m3。我国是一个水资源紧缺的国家,水库在防洪减灾及水资源利用中发挥了重要作用。在水库建设管理的历史中,有过惨痛的教训。溃坝率较高的时期主要是20世纪五六十年代的建设时期及70年代的管理时期。随着社会经济的发展,水库功能及其对公共安全的影响已成为人们关注的对象,水库安全已成为每年防汛工作的重中之重。然而,由于历史及管理体制等原因,目前中国大坝安全管理面临的问题比较突出[8～10]:

(1)工程先天不足、后天严重失调,工程病险频发。截至2002年底,约占总数36%的水库属于严重病险水库,亟需加固处理。

(2)工程管理投入不足,难以维持自身发展。

(3)水库安全与社会公共安全之间的矛盾突出。目前,全国水库防洪保护范围内约有3.1亿人、百座以上大中城市、4.8亿亩农田。

(4)水库供水功能提升,饮水安全已成为水利工作的第一要务,水问题已成为制约中国经济高速发展的重要因素。

5.1.4 大坝风险管理的重要性和必要性

1998年大洪水以后,国家治水思路向洪水管理转变,大坝安全管理的重要性日益为人们所认同。现阶段重要水库工程的突出病险正通过国家的大规模除险加固工作得以缓解,但由于受国家财力的限制,除险加固将是一个长期的工作。目前,我国大坝安全管理仍主要着眼于工程安全管理,而对下游公共安全关注较少。这种管理方式,很难回答以下问题:①怎样的大坝才是安全的;②哪座大坝需要优先加固;③如何有效使用有限的资金;④大坝下游足够安全吗。这些都对大坝安全管理部门提出了挑战,现有工程管理模式已不能满足现代管理的需要。

如何提高大坝安全,平衡大坝安全、公共安全与水资源利用之间的关系?目前,正在各领域逐渐推广使用的风险管理技术可以较好地解决这一问题,风险管理已成为管理的趋势及管理决策的有效手段。将风险管理引入大坝安全管理中来,可以有效地克服现有管理模式的不足,对保障大坝工程及下游公共安全、提高水库大坝安全管理水平都有现实而迫切的意义,也是中国大坝安全管理的必然选择。

5.1.5 水库大坝风险管理的一些关键技术

(1)风险分析技术。

(2)下游生命损失评价和防救技术。

(3)突发(紧急)事件(特大洪水、水体严重污染、投毒等)的应急预案、实施技术和支撑技术。

(4)大坝溃决分析技术。

(5)洪水资源安全应用技术。

(6)下游环境(生态)影响的评价技术。

(7)下游社会经济影响和损失评价技术。

(8)降低风险优化技术。

(9)除险加固排序(群坝风险评价)技术。

(10)加固效果评价技术等。

5.1.6 我国大坝风险管理的原则

我国人口众多,存在与水争地的严重矛盾。在风险管理中,要实现承受适度风险、保证风险管理机制的运作,就必须坚持以下4个原则:

(1)整体利益优先原则。最(尽可能)小的代价实现最(尽可能)大的安全保障。全局利益第一,局部应服从全局。

(2)公正性原则。风险区内的个人或组织都享有参与风险管理及发表见解的权力与自由;在机会平等的条件下,管理职位向所有人开放。

(3)科学发展原则。科学发展观要求以人为本,全面、协调、可持续发展。在风险管理中,应强调人的生命价值,完善法律法规建设,建立风险管理工作的长效机制。

(4)连续性原则。风险管理是原有的管理模式与理念的拓展,原有的安全管理措施依然是风险管理的重要组成部分;同时,管理中必须使风险管理贯穿于管理的各个环节。