供水系统干旱期的水资源风险管理 - 自然资源学报.pdf

第 13 卷 第 2 期 自 然 资 源 学 报 V ol . 13 N o . 2 1998 年 4 月 J OU RN AL O F N A TU RAL R E SOU R C E S Ap r . , 1998 供水系统干旱期的水资源风险管理 冯 平 (天津大学水利系 天津 300072) 提 要 把风险分析方法用于干旱期的水资源管理 ,给出了相应的风险、可靠性 、恢复性和易损性 等具体的风险指标 。经实际应用表明 ,这些风险指标可以从不同的侧面反应干旱的真实危害程度 , 它较系统优化方法更简单易行 , 也便于水资源管理者制定和选择有效的干旱管理措施 , 可为水资 源的规划和管理提供新的方法和途径 。 关键词 供水系统 干旱期 水资源 风险分析 分 类 中图法 TV 2 13 4 干旱是对水资源管理方式的最严峻考验 ,此时供水管理者宁愿出现连续的较小缺水 ,而 不愿出现一次灾难性缺水 。因而为了减轻潜在缺水而引起的严重后果 , 进行限制供水和配 给供水是供水系统进行节水 , 以满足基本需水要求而可能采取的措施 。在干旱期 ,大多数供 水系统都是基于把缺水造成的经济损失或干旱风险降到最低 ,为了使用这个基本原则 ,可以 通过系统优化或风险分析两种途径来建立供水系统的干旱管理模型 。 把系统优化方法用于水资源管理也是水文科学中研究得比较多的课题 。它对年内一定 时段来讲 ,是可以给出供水系统的最优运用方针 ,这对干旱情况下的水资源管理是非常有帮 助的 ,现仍是水资源管理的主要研究途径 。然而 目前针对干旱期的方法很少 ,并且系统优化 方法虽然可以考虑需水和供水的不确定性 ,但很难直接评估供水的风险和可靠性 。因此 ,本 文将把风险分析方法用于干旱期的供水管理 ,通过探讨供水系统在干旱期的可靠性 , 以及降 低干旱风险的基本途径 ,为水资源规划管理提供新的思想和方法 。 1 风险管理模型 目前 ,风险理论在水文科学中的研究主要集中在防洪分析上 。由于干旱现象极其复杂 , 涉及的因素众多 ,把风险理论用于干旱的研究尚不多见 ,有关研究也主要是用于干旱特征的 分析上[1 ] 。本文将在J i n no 等人的研究基础上[2 ] , 通过一些风险指标的基本定义方法 , 探讨 建立干旱期的水资源风险管理模型 。 把风险理论用于干旱期的水资源管理 , 主要就是给出相应的风险、可靠性 、恢复性和易 损性等基本概念 ,并根据这些指标制定实施有效的干旱管理措施 。 1. 1 风险和可靠性 供水系统一般是由供水水源 、供水设施和供水区域三部分组成 。假定供水设施是可靠 的 , 以及供水区域是限定的 ,这样供水系统的“失事”就可以简单地定义为供水水源不能满足 供水要求 , 以致于出现干旱缺水现象 。 收稿 日期 : 1997 - 07 - 02 ;收到修改稿 日期 : 1997 - 11 - 03 。 140 自 然 资 源 学 报 13 卷 根据风险理论 ,荷载是使研究系统“失事”的动力 ,而抗力则是研究对象抵抗“失事”的能 力 。针对供水系统 ,荷载 L 就是供水区域的需水量 ,抗力 R 则是供水系统的供水能力 。如果 ( ) ( ) 把供水系统干旱状态记为 F ∈ L R ,正常状态记为 S ∈ L ≤R ,那么 ,供水系统的风险 为 : r = P ( L R ) = P { X t ∈F } ( 1)